CN109188149A - 电信号采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电信号采集装置,与其它信号采集装置和/或服务器接收端信号连接,其特征在于,包括:主控单元、若干个接口单元、若干个共地单元和信号传输单元;所述主控单元分别与若干个接口单元、若干个共地单元和信号传输单元电性连接;所述信号采集装置的信号传输单元连接其它信号采集装置的接口单元,或者连接服务器接收端。本发明可配合服务器和分析应用系统平台检测及分析各种带电通讯设备的运行并进行各种应用,相互之间交联性强,能以枝状串接方式实现多个信号检测装置与服务器检测端口的多支路通信,使用灵活,具有较高的安全性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及信号检测装置领域,尤其涉及一种具有广泛扩展性的信号采集装置。
背景技术
随着科学技术的发展,信号检测技术被广泛运用于各个领域。尤其是在电子信息工程技术领域,主要依赖硬件系统,对电信号进行数据采集和测量,并通过信号处理系统对采集到的信号运行处理。现有信号处理系统的信息处理技术已趋近于智能,无需人工操控即可实现系统的运行,信号处理系统能对硬件系统所监测的各个设备出现的问题进行处理,不会影响整个系统的运行。
然而,现有的信号采集装置存在以下问题:
1、现有的信号检测装置对接的装置或系统的种类有限,针对自动控制设备、承载运行设备、生产检测设备、开关电源设备、消防控制系统、电机控制系统、自动化生产系统等,现有的信号对接装置只能对接一种或几种装置,通用性差;
2、现有的信号检测设备相互之间交联性差,不能实现单个信号检测装置与多个信号检测装置,多个信号检测装置与多个信号检测装置之间,多个信号检测装置与服务器检测端口的多支路通信;
3、现有的信号采集装置彼此之间的通讯方式有限,只能采用网络通讯、串行通讯、电力调制体内训、无线通讯方式的一种和几种进行通讯,造成信号采集装置的使用受到限制,现有的信号采集装置不能搭载采用其它种类通讯方式的信号采集装置。
因此,现有技术存在缺陷,需要改进。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种电信号采集装置。
本发明的技术方案如下:一种电信号采集装置,与其它信号采集装置、服务器和/或其它网络平台接收端信号连接,包括:主控单元、若干个接口单元、若干个共地单元和信号传输单元;所述主控单元分别与若干个接口单元、若干个共地单元和信号传输单元电性连接。所述信号采集装置的信号传输单元连接其它信号采集装置的接口单元,或者连接服务器和/或其它网络平台接收端。
进一步地,所述接口单元包括:路径选择电路、信号监测模组、光耦电路和开关电路;所述路径选择电路的输出端连接信号监测模组,所述信号监测模组的输出端连接光耦电路,所述光耦电路的输出端连接开关电路,所述开关电路的输出端连接主控单元。
进一步地,所述信号监测模组包括:交流监测电路、直流监测电路和串行检测电路;所述交流监测电路、直流监测电路和串行检测电路的输入端分别连接路径选择电路,所述交流监测电路、直流监测电路和串行检测电路的输出端分别连接光耦电路。
进一步地,所述接口单元还包括共地选择器,所述共地选择器的一端与光耦电路的一端电性连接,另一端与相应的共地单元电性连接。
进一步地,所述电流检测模组为可切换电容或电阻的RC电路。
进一步地,所述信号采集装置还包括逻辑分析单元,所述逻辑分析单元设置在主控单元与若干个接口单元之间。
进一步地,所述逻辑分析单元包括:逻辑分析模组、若干路径选择电路和若干滤波器;所述每一接口单元的输出端均连接一滤波器的输入端,该滤波器的输出端连接一路径选择电路,该路径选择电路的输出端连接逻辑分析模组的输入端,所述逻辑分析模组的输出端连接主控单元。
进一步地,所述逻辑分析模组包括:SPI/IIC分析模电路、串口分析电路、差分分析电路、准位分析电路和电频数字分析电路的一种或多种。
进一步地,所述信号采集装置还包括若干AC/DC电流转化电路,所述AC/DC电流转化电路分别设置在逻辑分析单元与每一接口单元之间。
采用上述方案,本发明有如下有益效果:
1、本发明提供的信号检测装置,可配合服务器和分析应用系统平台检测及分析各种带电通讯设备的运行并进行各种应用,能对接的设备领域包括但不限于:自动控制设备、承载运行设备、生产检测设备、开关电源设备、消防控制系统、电机控制系统、自动化生产系统等,现有的信号对接装置只能对接一种或几种装置,通用性差;
2、现有的信号检测设备相互之间交联性强,能以枝状串接方式实现单个信号检测装置与多个信号检测装置,多个信号检测装置与多个信号检测装置之间,多个信号检测装置与服务器检测端口的多支路通信;
3、信号采集装置彼此之间的通讯方式广泛,能采用网络通讯、串行通讯、电力调制体内训、无线通讯方式的一种或多种方式进行通讯,造成信号采集装置的使用不受限制,且能搭载采用其它种类通讯方式的信号采集装置配合使用;
4、本发明包含多组路径选择电路和开关电路,使用灵活,具有较高的安全性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图;
图2为实施例1的结构示意图;
图3为实施例1中接口单元的结构示意图;
图4为实施例1部分结构示意图;
图5为实施例2的结构示意图;
图6为实施例2中逻辑分析单元的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例,对本发明进行详细说明。
本发明提供一种电信号采集装置,与其它信号采集装置、服务器300和/或其它网络平台接收端信号连接,用于采集和传导被采集装置的信号,并传送给服务器300和/或其它网络平台。
实施例1中,参照图1至图3所示,本发明包括:主控单元1a、若干个接口单元2a、若干个共地单元和信号传输单元3a;所述主控单元1a分别与若干个接口单元2a、若干个共地单元4a和信号传输单元3a电性连接。
其中,共地单元4a为接地装置,用于接地。所述信号采集装置100的共地单元4a接被采集设备200的共地端;所述信号采装集置的接口单元2a连接被采集设备200的检测接口端,或者连接其它信号采集装置100的信号传输单元3a。所述信号采集装置100的信号传输单元3a连接其它信号采集装置100的接口单元2a,或者连接服务器300接收端,通过这种结构可实现多个信号采集装置100的级联。
各个信号采集装置100将所检测的被采集设备200的信号通过这种级联的方式传输到服务器300内,所述服务器300对这些信息进行整理、分析和处理,并将处理好的结果传送给分析应用系统,对上述结果进行进一步处理和应用,该处理行为包括且不限于近端和远端的问题警告、状态估测、信息通知、维修保养分析等资料应用行为。
作为一种实施例,所述主控单元1a为MCU,述接口单元2a包括:路径选择电路、信号监测模组、光耦电路和开关电路;所述路径选择电路的输出端连接信号监测模组,所述信号监测模组的输出端连接光耦电路,所述光耦电路的输出端连接开关电路,所述开关电路的输出端连接主控单元1a。其中,光耦电路包含光电耦合开关。开关电路的输入端还连接通讯接口。所述电压测试模组包括多条电压测试路径,所述接口单元2a还包括共地选择器,所述共地选择器的一端与光耦电路的一端电性连接,另一端与相应的共地单元4a电性连接。
参照图4所示,为避免外界的干扰,本发明采用光耦电路隔离主控单元1a。针对单一方向通讯干扰较大的信号输入的通讯接口,可选择单电压方向的光电耦合开关;针对双向电压皆有可能有信号输入的通讯接口,则可以采用双电压方向的光电耦合开关。
当以直接接触的方式采集信号时,由于共地端可能为相对高压或相对低压,当采用单向光耦时,由于单向光耦的特性,造成输入端相对于共地端为单向电压,因此,可以在信号输入端和共地端之间采用反转开关对可能出现的反向电压进行电压反向。当以间接接触的方式采集电信号时,可在信号输入端和共地端接线圈或电磁铁圈,并逃狱信号线上以感应的方式侦测通过该信号线的电压或电荷变化。
为避免光电耦合开关短路时对被采集设备200造成影响,开关电路内设有电流测试电路和保险丝,当电流过大或者造成监控设备漏电过于不合理时,主控单元1a直接回路断电。此外,当主控单元1a来不及响应或有过大电流出现的情形时,保险丝自动熔断以阻断回路。
作为一种实施例,所述信号监测模组包括:交流监测电路、直流监测电路和串行检测电路;所述交流监测电路、直流监测电路和串行检测电路的输入端分别连接路径选择电路,所述交流监测电路、直流监测电路和串行检测电路的输出端分别连接光耦电路。
本实施例中,所述电流检测模组包含多个可切换电容或电阻的RC电路。具体实施时,可将RC电路中的大电阻更换为多个小电阻,以增加信号传输的电压路径并增加阻抗节点,目的是使得交流电等其它环境因素造成个别电阻或个别路径产生电弧时,高压电不至于直接烧毁光电耦合开关。此外,针对不同电压,为实现光耦最低准位限制并同时控制功率损耗,多个小电阻可匹配一选择电路,针对高压信号选择较大的阻抗,针对低压选择较小的阻抗,同时减少被采集设备200的事故的发生。
针对电频干扰较大或存在频率杂乱的电压路径,可将电压路径中的电容电容滤波电路为可选滤镜,若被采集设备200的信号状态较弱时,系统通过软件来针对带有杂波的交流电或直流电采样,可明确电流是否导通以及电频高低。
实施例2中,参照图1、图5和图6所示,所述信号采集装置100在实施例1的基础上还包括逻辑分析单元3b,所述逻辑分析单元3b设置在主控单元1b与若干个接口单元2b之间。所述逻辑分析单元3b包括:逻辑分析模组、若干路径选择电路和若干滤波器;所述每一接口单元2b的输出端均连接一滤波器的输入端,该滤波器的输出端连接一路径选择电路,该路径选择电路的输出端连接逻辑分析模组的输入端,所述逻辑分析模组的输出端连接主控单元1b。
所述信号采集装置100还包括若干AC/DC电流转化电路4b,所述AC/DC电流转化电路4b分别设置在逻辑分析单元3b与每一接口单元2b之间。所述逻辑分析模组包括:SPI/IIC分析模电路、串口分析电路、差分分析电路、准位分析电路和电频数字分析电路的一种或多种。
本发明包含多种信号通讯路径,不同的信号通过接口单元2b后,经过逻辑分析单元3b分析后,输入主控单元,主要包括以下路径:
1、直接逻辑信号监测路径:支持同时直接获取串行信号或读取数字电频信号,并进行逻辑分析;
2、直接连续电压信号监测路径:支持直接获取电频电压竖直,并进行模拟转换数字信号分析;
3、直接数字电频准位信号监测路径:直接支持电频的准位来决定逻辑0或逻辑1的信号;
4、直接导通检测路径,直接测量直流信号是否导通,侦测电压差来决定回路是否导通,直接测量交流信号是否导通,侦测是否有交流博兴来决定是否导通回路;
5、间接逻辑导通或电频电频准位检测路径:以环状线圈对信号线的感应电动势或电压进行信号采集,并与祸端的模拟数字电路进行逻辑导通或电频准位分析。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电信号采集装置,与其它信号采集装置、服务器和/或其它网络平台接收端信号连接,其特征在于,包括:主控单元、若干个接口单元、若干个共地单元和信号传输单元;所述主控单元分别与若干个接口单元、若干个共地单元和信号传输单元电性连接;所述信号采集装置的信号传输单元连接其它信号采集装置的接口单元,或者连接服务器和/或其它网络平台接收端。
2.根据权利要求1所述的电信号采集装置,其特征在于,所述接口单元包括:路径选择电路、信号监测模组、光耦电路和开关电路;所述路径选择电路的输出端连接信号监测模组,所述信号监测模组的输出端连接光耦电路,所述光耦电路的输出端连接开关电路,所述开关电路的输出端连接主控单元。
3.根据权利要求2所述的电信号采集装置,其特征在于,所述信号监测模组包括:交流监测电路、直流监测电路和串行检测电路;所述交流监测电路、直流监测电路和串行检测电路的输入端分别连接路径选择电路,所述交流监测电路、直流监测电路和串行检测电路的输出端分别连接光耦电路。
4.根据权利要求2所述的电信号采集装置,其特征在于,所述接口单元还包括共地选择器,所述共地选择器的一端与光耦电路的一端电性连接,另一端与相应的共地单元电性连接。
5.根据权利要求2所述的电信号采集装置,其特征在于,所述电流检测模组为可切换电容或电阻的RC电路。
6.根据权利要求1所述的电信号采集装置,其特征在于,所述信号采集装置还包括逻辑分析单元,所述逻辑分析单元设置在主控单元与若干个接口单元之间。
7.根据权利要求6所述的电信号采集装置,其特征在于,所述逻辑分析单元包括:逻辑分析模组、若干路径选择电路和若干滤波器;所述每一接口单元的输出端均连接一滤波器的输入端,该滤波器的输出端连接一路径选择电路,该路径选择电路的输出端连接逻辑分析模组的输入端,所述逻辑分析模组的输出端连接主控单元。
8.根据权利要求7所述的电信号采集装置,其特征在于,所述逻辑分析模组包括:SPI/IIC分析模电路、串口分析电路、差分分析电路、准位分析电路和电频数字分析电路的一种或多种。
9.根据权利要求6所述的电信号采集装置,其特征在于,所述信号采集装置还包括若干AC/DC电流转化电路,所述AC/DC电流转化电路分别设置在逻辑分析单元与每一接口单元之间。
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