CN111462469A - 一种多通道采集终端 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多通道采集终端，采用全新结构设计，引入多路继电接入电路，分别接入指定类型传感检测仪器，并通过通道选择电路，针对各传感检测仪器实现高效切换，将相应传感检测仪器的检测数据接入送至RAM主控芯片，具体通过双稳态输入继电器切换不同的传感器输入，使传感器输入汇集到一路，再通过不同双稳态测量继电器切换不同的A/D转换单元，使得具有相同输出信号的传感器可以共用一个A/D转换单元，各A/D转换单元所转换出的信号再传到RAM主控芯片中得到处理，如此应对更多类型传感检测仪器的应用，能够有效提高数据采集效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种多通道采集终端，属于信号采集技术领域。
背景技术
目前市面上安全监测采用的传感器种类繁多、厂家众多，有振弦、差阻、电位器、电流、电压和数字输出传感器等。现阶段，不同类型传感器安全监测采集终端不统一，通讯协议繁多。随着社会进步，人们生活水平得到显著提高，人们在关注经济发展的同时，更加注重经济的可持续发展，随着后水电工程时代来临和信息化技术对行业影响的不断深化，监测自动化已经是所有监测工程行业最终的趋势。为了监测这些水电工程的安全性，需要采集这些水电工程的监测数据，而且这些数据需要长期监测。由于大型水电工程所需要监测的物理量较多，所使用的传感器种类，型号不尽相同。各种传感器输出信号各不相同，比如常输出信号有电压、电流、电阻、频率、振弦等，同时不同的传感器还需要不同的激励条件。目前对于这些采集信号的处理需要使用不同的信号采集器，很多施工期及运行期监测项目仍在大量使用人工采集数据的传统模式。目前市面上也有部分多路信号采集器，但目前的这些多路信号采集器，在一个采集中心往往需要配备多台数据采集器，增加了设备投入成本的同时，多台设备也降低了系统的可靠性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种采用全新结构设计，针对所接入的多种检测仪器，能够实现高效切换接入的多通道采集终端。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种多通道采集终端，包括电源、RAM主控芯片、A/D转换电路、继电器驱动电路、通道选择电路、以及至少两路继电接入电路；
其中，各路继电接入电路分别均包括接插件和继电器，各路继电接入电路中接插件的输入端分别用于外接各指定类型传感检测仪器，接插件的输出端对接对应继电器的输入端；
RAM主控芯片经继电器驱动电路对接各路继电接入电路中的继电器，用于实现对各继电器的驱动控制；
各路继电接入电路中继电器的输出端分别对接通道选择电路的输入端，通道选择电路的输出端经A/D转换电路对接RAM主控芯片，通道选择电路用于针对各路继电接入电路分别所接指定类型传感检测仪器的检测结果，实现切换接入至RAM主控芯片；
电源对接RAM主控芯片，并经RAM主控芯片分别为各电路进行供电。
作为本发明的一种优选技术方案：所述电源提供12V供电电压和3.3V供电电压。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括稳压电路，所述电源经稳压电路对接RAM主控芯片；
稳压电路中，VRA1212YMD-6WR3芯片UP1的+Vo端对接电感L102的其中一端，电感L102的另一端对接电源的A+12V供电电压；VRA1212YMD-6WR3芯片UP1的0V端对接电感L101的其中一端，电感L101的另一端接地；VRA1212YMD-6WR3芯片UP1的-Vo端对接电感L100的其中一端，电感L100的另一端对接电源的A-12V供电电压；VRA1212YMD-6WR3芯片UP1的+Vo端与0V端之间并联电解电容C408、电容C411、电解电容器C413，VRA1212YMD-6WR3芯片UP1的-Vo端与0V端之间并联电解电容C409、电容C410、电解电容器C412；VRA1212YMD-6WR3芯片UP1的Vin端与GND端之间并联电容C407、电解电容C406；
AD8397ARZ芯片TL2的+V端分别对接电源的A+12V供电电压、电容C403的其中一端、电容C404的其中一端、电容C405的其中一端，电容C403的另一端、电容C404的另一端、电容C405的另一端相连并接地；AD8397ARZ芯片TL2的OUTB端分别对接电容C53的其中一端、电阻R421的其中一端，电容C53的另一端与电阻R421的另一端相连、对接于AQW212EH芯片RL_81的6号端；AD8397ARZ芯片TL2的-INB端串联电阻R406对接于AD8397ARZ芯片TL2的OUTA端，同时AD8397ARZ芯片TL2的OUTA端分别对接电容C51的其中一端、电阻R420的其中一端，电容C51的另一端与电阻R420的另一端相连、对接于AQW212EH芯片RL_81的8号端；AD8397ARZ芯片TL2的+INB端串联电阻R407后接地；AD8397ARZ芯片TL2的-INA端分别对接电阻R401的其中一端、电阻R402的其中一端，电阻R401的另一端对接电源的A+12V供电电压，电阻R402的另一端接地；AD8397ARZ芯片TL2的+INA端串联电阻R195后分别对接电阻R403的其中一端、NPN型三极管Q50的集电极，电阻R403的另一端对接电源的A+12V供电电压，NPN型三极管Q50的基极分别对接电阻R404其中一端、电阻R405其中一端，电阻R404另一端对接所述RAM主控芯片，NPN型三极管Q50的发射极与电阻R405另一端相连，并接地；
AQW212EH芯片RL_81的1号端依次串联电阻R413、电阻R412后对接NPN型三极管Q61的集电极，NPN型三极管Q61的基极分别对接电阻R409其中一端、电阻R410其中一端，电阻R409另一端对接所述RAM主控芯片，NPN型三极管Q61的发射极与电阻R410另一端相连，并接地；
AQW212EH芯片RL_81的7号端分别对接二极管D120的负极端、二极管D121的正极端、电容C56的其中一端、电阻R205的其中一端、电阻R400的其中一端，二极管D120的正极端对接电源的A-12V供电电压，二极管D121的负极端对接电源的A+12V供电电压，电容C56的另一端与电阻R205的另一端相连、并接地，电阻R400的另一端对接TL082芯片TL1的+INA端；AQW212EH芯片RL_81的5号端分别对接二极管D105的负极端、二极管D104的正极端、电容C54的其中一端、电阻R215的其中一端、电阻R216的其中一端，二极管D105的正极端对接电源的A-12V供电电压，二极管D104的负极端对接电源的A+12V供电电压，电容C54的另一端与电阻R215的另一端相连、并接地，电阻R216的另一端分别对接电阻R196其中一端、电容C79其中一端、TL082芯片TL1的-INA端；电阻R196另一端与电容C79另一端相连后，该连接点分别对接电容C71其中一端、TL082芯片TL1的OUTA端；电容C71另一端串联电阻R190后，分别对接电阻R197其中一端、电容C80其中一端、TL082芯片TL1的-INB端，电阻R197另一端与电容C80另一端相连后，该连接点分别对接TL082芯片TL1的OUTB端、电容C72的其中一端；TL082芯片TL1的-V端分别对接电容C81其中一端、电容C92其中一端、电容C96其中一端，电容C81另一端、电容C92另一端、电容C96另一端三者相连、并接地；TL082芯片TL1的+INB端串联电阻R208后接地；TL082芯片TL1的+V端分别对接电容C83其中一端、电容C94其中一端、电容C97其中一端、电源的A+12V供电电压，电容C83另一端、电容C94另一端、电容C97另一端三者相连并接地；电容C72的另一端分别对接电阻R191其中一端、电阻R207其中一端，电阻R191另一端接地，电阻R207另一端分别对接电阻R206其中一端、LM393芯片LM1的+INA端，电阻R206的另一端串联电阻R204后，分别对接电阻R198其中第一端、电阻R200其中一端、LM393芯片LM1的OUTA端，电阻R198另一端对接电源的A+12V供电电压，电阻R200另一端对接NPN型三极管Q36的基极，NPN型三极管Q36的集电极分别对接RAM主控芯片、电阻R194其中一端，电阻R194另一端外接电源的+3.3V供电电压；NPN型三极管Q36的发射极接地；LM393芯片LM1的-INA端串联电阻R210后接地；LM393芯片LM1的-V端分别对接电容C104其中一端、电容C105其中一端、电容C106其中一端、电源的A-12V供电电压，电容C104另一端、电容C105另一端、电容C106另一端三者相连并接地；LM393芯片LM1的+V端分别对接电容C84其中一端、电容C93其中一端、电容C95其中一端、电源的A+12V供电电压，电容C84另一端、电容C93另一端、电容C95另一端三者相连、并接地。
作为本发明的一种优选技术方案：所述A/D转换电路中，LM1117-3.3芯片U11的IN端分别对接电解电容C30的正极端、电容C31的其中一端，电解电容C30的负极端、电容C31的另一端、LM1117-3.3芯片U11的GND端三者相对接，且该连接点分别对接电解电容C33的负极端、电容C32的其中一端、电解电容器C28的负极端，LM1117-3.3芯片U11的两个OUT端相对接，且该连接点分别对接电解电容C33的正极端、电容C32的另一端、电解电容器C28的正极端、电感L81的其中一端，电感L81的另一端连接电源经RAM主控芯片提供的ADC_3.3V供电电压；ADS1247芯片U12 的AIN0/LEXC端分别对接电容C45其中一端、电阻R146其中一端、电容C47其中一端，电容C45另一端接地，电阻R146另一端接继电器驱动电路；ADS1247芯片U12的AIN1/LEXC端分别对接电容C47另一端、电阻R150其中一端、电容C50其中一端，电阻R150另一端接继电器驱动电路；ADS1247芯片U12 的AIN2/LEXC/GPIO2端分别对接电容C50另一端、电阻R151其中一端、电容C52其中一端，电阻R151另一端接继电器驱动电路, 电容C52另一端接地；ADS1247芯片U12 的AIN3/LEXC/GPIO2端对接继电器驱动电路；ADS1247芯片U12的AVSS端、DGND端分别接地；ADS1247芯片U12 的RESET端分别对接电容C58其中一端、电阻R154其中一端，电阻R154另一端连接电源经RAM主控芯片提供的ADC+3.3V供电电压，电容C58另一端接地；ADS1247芯片U12 的CS端、SCLK端、DIN端、DRDY端、DOUT/DRDY端、START端分别对接所述RAM主控芯片，同时ADS1247芯片U12 的CS端对接电阻R141其中一端，ADS1247芯片U12 的SCLK端对接电阻R142其中一端，ADS1247芯片U12 的DIN端对接电阻R143其中一端，ADS1247芯片U12 的DOUT/DRDY端对接电阻R144其中一端，ADS1247芯片U12 的START端对接电阻R145其中一端，电阻R141另一端、电阻R142另一端、电阻R143另一端、电阻R144另一端、电阻R145另一端五者相连，并对接电源经RAM主控芯片提供的ADC+3.3V供电电压；ADS1247芯片U12 的AVDD端分别对接电容C42其中一端、电容C40其中一端、电源经RAM主控芯片提供的A3.3V供电电压，电容C42的另一端与电容C40的另一端相连、并接地；ADS1247芯片U12 的REF0P/GPIO0端分别对接电容C37其中一端、电容C38其中一端、电阻R138其中一端，电容C37另一端接地，电阻R138另一端分别对接继电器驱动电路、电阻R133其中一端，电阻R133另一端串联电阻R134后、与电阻R139其中一端相连并接地，电容C38另一端、电阻R139另一端、电容C39其中一端三者相连，且该连接点对接ADS1247芯片U12 的REF0N/GPIO1端，电容C39另一端接地；ADS1247芯片U12 的VREFP端串联电容C4后、与ADS1247芯片U12 的VREFPCOM端相连并接地；ADS1247芯片U12 的DVDD端分别对接电容C43其中一端、电容C41其中一端、电源经RAM主控芯片提供的ADC+3.3V供电电压，电容C43另一端与电容C41另一端相连并接地。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括与所述RAM主控芯片相连接的低功耗蓝牙模块，所述电源经稳压电路通过RAM主控芯片对低功耗蓝牙模块进行供电。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括与所述RAM主控芯片相连接的以太网模块，所述电源经稳压电路通过RAM主控芯片对以太网模块进行供电。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括与所述RAM主控芯片相连接的升级网口，所述电源经稳压电路通过RAM主控芯片对升级网口进行供电。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括分别与所述RAM主控芯片相连接的RS485通讯模块、RS232通讯模块，所述电源经稳压电路通过RAM主控芯片对485通讯模块、RS232通讯模块进行供电。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括与所述RAM主控芯片相连接的USB控制口，所述电源经稳压电路通过RAM主控芯片对USB控制口进行供电。
本发明所述一种多通道采集终端，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
（1）本发明所设计多通道采集终端，采用全新结构设计，引入多路继电接入电路，分别接入指定类型传感检测仪器，并通过通道选择电路，针对各传感检测仪器实现高效切换，将相应传感检测仪器的检测数据接入送至RAM主控芯片，具体通过双稳态输入继电器切换不同的传感器输入，使传感器输入汇集到一路，再通过不同双稳态测量继电器切换不同的A/D转换单元，使得具有相同输出信号的传感器可以共用一个A/D转换单元，各A/D转换单元所转换出的信号再传到RAM主控芯片中得到处理，如此应对更多类型传感检测仪器的应用，能够有效提高数据采集效率；
（2）本发明所设计多通道采集终端实际应用中，可设置为单向自报式或双向应答式，并由无线通信模块的上电方式决定，通信模块常上电则为双向应答式，通信模块设置为到点自报上电，报完数据断电下线的方式则为单向自报式，并且自报测量间隔，可个性化设置；
（3）本发明所设计多通道采集终端实际应用中，所接入各指定类型传感检测仪器，可以设计应用振弦式、差阻式、电位器式、RS485式、以及标准电流信号输出类型仪器，各指定类型传感检测仪器可为单一类型仪器，也可以为多种仪器混合接入，应用中，还可实现远距离传输，同时能够根据不同的传感器数量，配置不同数量的译码芯片，实现数量扩展，使得一台采集器就可以实现多传感器信号采集。
附图说明
图1为本发明设计多通道采集终端中RAM主控芯片示意图；
图2为本发明设计多通道采集终端中各路继电接入电路的继电器示意图；
图3为本发明设计多通道采集终端中继电器驱动电路示意图
图4为本发明设计多通道采集终端中通道选择电路示意图；
图5为本发明设计多通道采集终端中电源示意图；
图6为本发明设计多通道采集终端中稳压电路示意图；
图7为本发明设计多通道采集终端中A/D转换电路示意图；
图8为本发明设计多通道采集终端中低功耗蓝牙模块示意图；
图9为本发明设计多通道采集终端中以太网模块示意图；
图10为本发明设计多通道采集终端中升级网口示意图；
图11为本发明设计多通道采集终端中RS485通讯模块示意图；
图12为本发明设计多通道采集终端中RS232通讯模块示意图；
图13为本发明设计多通道采集终端中USB控制口示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明设计了一种多通道采集终端，多通道采集终端，包括电源、RAM主控芯片、A/D转换电路、继电器驱动电路、通道选择电路、以及至少两路继电接入电路，实际应用中，如图1所示RAM主控芯片结构。
其中，各路继电接入电路分别均包括接插件和继电器，实际应用中，各继电器如图2所示，各路继电接入电路中接插件的输入端分别用于外接各指定类型传感检测仪器，接插件的输出端对接对应继电器的输入端。
实际应用中，各指定类型传感检测仪器包括振弦式仪器、差阻式仪器、电位器式仪器、标准RS485类型仪器以及标准电流量4～20mA 等类型的仪器。
振弦式仪器包括振弦式渗压计、振弦式钢筋计、振弦式钢板计、振弦式土压力计、振弦式位移计、振弦式侧缝计、振弦式多点位移计等。此时测量仪器类型应选择为振弦式，测量结果为模数（频率）及温度。
差阻式仪器包括差阻式水位计、差阻式钢筋计、差阻式钢板计、差阻式土压力计、差阻式位移计、差阻式侧缝计、差阻式多点位移计等。此时测量仪器类型应选择为差阻式，测量结果为电阻和、电阻比。
电位器式仪器包括电位器式位移计、电位器式量水堰仪、电位器式角度计等，此时测量仪器类型应选择为位移计，测量结果为两个电压值，一个是满量程电压，一个是当前测值代表的电压，可由两者比值确定当前传感器相对于全量程的位置。
标准RS485仪器包括所有采用RS485通信模式传递测量结果的传感器，测量此类仪器模块需要设置为RS-485仪器，需要有仪器厂家提供相应的RS485通信协议，写入模块程序以完成相关测量及结果的解码获取。
RAM主控芯片经继电器驱动电路对接各路继电接入电路中的继电器，用于实现对各继电器的驱动控制，实际应用中，继电器驱动电路如图3所示。
各路继电接入电路中继电器的输出端分别对接通道选择电路的输入端，通道选择电路的输出端经A/D转换电路对接RAM主控芯片，通道选择电路用于针对各路继电接入电路分别所接指定类型传感检测仪器的检测结果，实现切换接入至RAM主控芯片；实际应用中，通道选择电路如图4所示。
实际应用中，基于图1所示RAM主控芯片结构，A/D转换电路采用如图7所示结构，具体A/D转换电路中，LM1117-3.3芯片U11的IN端分别对接电解电容C30的正极端、电容C31的其中一端，电解电容C30的负极端、电容C31的另一端、LM1117-3.3芯片U11的GND端三者相对接，且该连接点分别对接电解电容C33的负极端、电容C32的其中一端、电解电容器C28的负极端，LM1117-3.3芯片U11的两个OUT端相对接，且该连接点分别对接电解电容C33的正极端、电容C32的另一端、电解电容器C28的正极端、电感L81的其中一端，电感L81的另一端连接电源经RAM主控芯片提供的ADC_3.3V供电电压；ADS1247芯片U12 的AIN0/LEXC端分别对接电容C45其中一端、电阻R146其中一端、电容C47其中一端，电容C45另一端接地，电阻R146另一端接继电器驱动电路；ADS1247芯片U12 的AIN1/LEXC端分别对接电容C47另一端、电阻R150其中一端、电容C50其中一端，电阻R150另一端接继电器驱动电路；ADS1247芯片U12 的AIN2/LEXC/GPIO2端分别对接电容C50另一端、电阻R151其中一端、电容C52其中一端，电阻R151另一端接继电器驱动电路, 电容C52另一端接地；ADS1247芯片U12 的AIN3/LEXC/GPIO2端对接继电器驱动电路；ADS1247芯片U12 的AVSS端、DGND端分别接地；ADS1247芯片U12 的RESET端分别对接电容C58其中一端、电阻R154其中一端，电阻R154另一端连接电源经RAM主控芯片提供的ADC+3.3V供电电压，电容C58另一端接地；ADS1247芯片U12 的CS端、SCLK端、DIN端、DRDY端、DOUT/DRDY端、START端分别对接所述RAM主控芯片，同时ADS1247芯片U12 的CS端对接电阻R141其中一端，ADS1247芯片U12 的SCLK端对接电阻R142其中一端，ADS1247芯片U12 的DIN端对接电阻R143其中一端，ADS1247芯片U12 的DOUT/DRDY端对接电阻R144其中一端，ADS1247芯片U12 的START端对接电阻R145其中一端，电阻R141另一端、电阻R142另一端、电阻R143另一端、电阻R144另一端、电阻R145另一端五者相连，并对接电源经RAM主控芯片提供的ADC+3.3V供电电压；ADS1247芯片U12 的AVDD端分别对接电容C42其中一端、电容C40其中一端、电源经RAM主控芯片提供的A3.3V供电电压，电容C42的另一端与电容C40的另一端相连、并接地；ADS1247芯片U12 的REF0P/GPIO0端分别对接电容C37其中一端、电容C38其中一端、电阻R138其中一端，电容C37另一端接地，电阻R138另一端分别对接继电器驱动电路、电阻R133其中一端，电阻R133另一端串联电阻R134后、与电阻R139其中一端相连并接地，电容C38另一端、电阻R139另一端、电容C39其中一端三者相连，且该连接点对接ADS1247芯片U12 的REF0N/GPIO1端，电容C39另一端接地；ADS1247芯片U12 的VREFP端串联电容C4后、与ADS1247芯片U12 的VREFPCOM端相连并接地；ADS1247芯片U12 的DVDD端分别对接电容C43其中一端、电容C41其中一端、电源经RAM主控芯片提供的ADC+3.3V供电电压，电容C43另一端与电容C41另一端相连并接地。
电源对接RAM主控芯片，并经RAM主控芯片分别为各电路进行供电。
本发明所设计多通道采集终端在实际应用中，如图5所示，电源提供12V供电电压和3.3V供电电压，并且引入稳压电路，电源经稳压电路对接RAM主控芯片，基于图1所示RAM主控芯片结构，稳压电路如图6所示，VRA1212YMD-6WR3芯片UP1的+Vo端对接电感L102的其中一端，电感L102的另一端对接电源的A+12V供电电压；VRA1212YMD-6WR3芯片UP1的0V端对接电感L101的其中一端，电感L101的另一端接地；VRA1212YMD-6WR3芯片UP1的-Vo端对接电感L100的其中一端，电感L100的另一端对接电源的A-12V供电电压；VRA1212YMD-6WR3芯片UP1的+Vo端与0V端之间并联电解电容C408、电容C411、电解电容器C413，VRA1212YMD-6WR3芯片UP1的-Vo端与0V端之间并联电解电容C409、电容C410、电解电容器C412；VRA1212YMD-6WR3芯片UP1的Vin端与GND端之间并联电容C407、电解电容C406。
如图6所示，AD8397ARZ芯片TL2的+V端分别对接电源的A+12V供电电压、电容C403的其中一端、电容C404的其中一端、电容C405的其中一端，电容C403的另一端、电容C404的另一端、电容C405的另一端相连并接地；AD8397ARZ芯片TL2的OUTB端分别对接电容C53的其中一端、电阻R421的其中一端，电容C53的另一端与电阻R421的另一端相连、对接于AQW212EH芯片RL_81的6号端；AD8397ARZ芯片TL2的-INB端串联电阻R406对接于AD8397ARZ芯片TL2的OUTA端，同时AD8397ARZ芯片TL2的OUTA端分别对接电容C51的其中一端、电阻R420的其中一端，电容C51的另一端与电阻R420的另一端相连、对接于AQW212EH芯片RL_81的8号端；AD8397ARZ芯片TL2的+INB端串联电阻R407后接地；AD8397ARZ芯片TL2的-INA端分别对接电阻R401的其中一端、电阻R402的其中一端，电阻R401的另一端对接电源的A+12V供电电压，电阻R402的另一端接地；AD8397ARZ芯片TL2的+INA端串联电阻R195后分别对接电阻R403的其中一端、NPN型三极管Q50的集电极，电阻R403的另一端对接电源的A+12V供电电压，NPN型三极管Q50的基极分别对接电阻R404其中一端、电阻R405其中一端，电阻R404另一端对接所述RAM主控芯片，NPN型三极管Q50的发射极与电阻R405另一端相连，并接地。
如图6所示，AQW212EH芯片RL_81的1号端依次串联电阻R413、电阻R412后对接NPN型三极管Q61的集电极，NPN型三极管Q61的基极分别对接电阻R409其中一端、电阻R410其中一端，电阻R409另一端对接所述RAM主控芯片，NPN型三极管Q61的发射极与电阻R410另一端相连，并接地。
如图6所示，AQW212EH芯片RL_81的7号端分别对接二极管D120的负极端、二极管D121的正极端、电容C56的其中一端、电阻R205的其中一端、电阻R400的其中一端，二极管D120的正极端对接电源的A-12V供电电压，二极管D121的负极端对接电源的A+12V供电电压，电容C56的另一端与电阻R205的另一端相连、并接地，电阻R400的另一端对接TL082芯片TL1的+INA端；AQW212EH芯片RL_81的5号端分别对接二极管D105的负极端、二极管D104的正极端、电容C54的其中一端、电阻R215的其中一端、电阻R216的其中一端，二极管D105的正极端对接电源的A-12V供电电压，二极管D104的负极端对接电源的A+12V供电电压，电容C54的另一端与电阻R215的另一端相连、并接地，电阻R216的另一端分别对接电阻R196其中一端、电容C79其中一端、TL082芯片TL1的-INA端；电阻R196另一端与电容C79另一端相连后，该连接点分别对接电容C71其中一端、TL082芯片TL1的OUTA端；电容C71另一端串联电阻R190后，分别对接电阻R197其中一端、电容C80其中一端、TL082芯片TL1的-INB端，电阻R197另一端与电容C80另一端相连后，该连接点分别对接TL082芯片TL1的OUTB端、电容C72的其中一端；TL082芯片TL1的-V端分别对接电容C81其中一端、电容C92其中一端、电容C96其中一端，电容C81另一端、电容C92另一端、电容C96另一端三者相连、并接地；TL082芯片TL1的+INB端串联电阻R208后接地；TL082芯片TL1的+V端分别对接电容C83其中一端、电容C94其中一端、电容C97其中一端、电源的A+12V供电电压，电容C83另一端、电容C94另一端、电容C97另一端三者相连并接地；电容C72的另一端分别对接电阻R191其中一端、电阻R207其中一端，电阻R191另一端接地，电阻R207另一端分别对接电阻R206其中一端、LM393芯片LM1的+INA端，电阻R206的另一端串联电阻R204后，分别对接电阻R198其中第一端、电阻R200其中一端、LM393芯片LM1的OUTA端，电阻R198另一端对接电源的A+12V供电电压，电阻R200另一端对接NPN型三极管Q36的基极，NPN型三极管Q36的集电极分别对接RAM主控芯片、电阻R194其中一端，电阻R194另一端外接电源的+3.3V供电电压；NPN型三极管Q36的发射极接地；LM393芯片LM1的-INA端串联电阻R210后接地；LM393芯片LM1的-V端分别对接电容C104其中一端、电容C105其中一端、电容C106其中一端、电源的A-12V供电电压，电容C104另一端、电容C105另一端、电容C106另一端三者相连并接地；LM393芯片LM1的+V端分别对接电容C84其中一端、电容C93其中一端、电容C95其中一端、电源的A+12V供电电压，电容C84另一端、电容C93另一端、电容C95另一端三者相连、并接地。
实际应用中，基于上述所设计多通道采集终端结构，进一步设计还包括与所述RAM主控芯片相连接的低功耗蓝牙模块、以太网模块、升级网口、RS485通讯模块、RS232通讯模块、USB控制口，电源经稳压电路通过RAM主控芯片，分别对低功耗蓝牙模块、以太网模块、升级网口、RS485通讯模块、RS232通讯模块、USB控制口进行供电，并且实际应用中，低功耗蓝牙模块如图8所示，以太网模块如图9所示，升级网口如图10所示，RS485通讯模块如图11所示，RS232通讯模块如图12所示，USB控制口如图13所示。
本发明所设计多通道采集终端，采用全新结构设计，引入多路继电接入电路，分别接入指定类型传感检测仪器，并通过通道选择电路，针对各传感检测仪器实现高效切换，将相应传感检测仪器的检测数据接入送至RAM主控芯片，具体通过双稳态输入继电器切换不同的传感器输入，使传感器输入汇集到一路，再通过不同双稳态测量继电器切换不同的A/D转换单元，使得具有相同输出信号的传感器可以共用一个A/D转换单元，各A/D转换单元所转换出的信号再传到RAM主控芯片中得到处理，如此应对更多类型传感检测仪器的应用，能够有效提高数据采集效率；实际应用中，可设置为单向自报式或双向应答式，并由无线通信模块的上电方式决定，通信模块常上电则为双向应答式，通信模块设置为到点自报上电，报完数据断电下线的方式则为单向自报式，并且自报测量间隔，可个性化设置；此外实际应用中，所接入各指定类型传感检测仪器，可以设计应用振弦式、差阻式、电位器式、RS485式、以及标准电流信号输出类型仪器，各指定类型传感检测仪器可为单一类型仪器，也可以为多种仪器混合接入，应用中，还可实现远距离传输，同时能够根据不同的传感器数量，配置不同数量的译码芯片，实现数量扩展，使得一台采集器就可以实现多传感器信号采集。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (9)
1.一种多通道采集终端，其特征在于：包括电源、RAM主控芯片、A/D转换电路、继电器驱动电路、通道选择电路、以及至少两路继电接入电路；
其中，各路继电接入电路分别均包括接插件和继电器，各路继电接入电路中接插件的输入端分别用于外接各指定类型传感检测仪器，接插件的输出端对接对应继电器的输入端；
RAM主控芯片经继电器驱动电路对接各路继电接入电路中的继电器，用于实现对各继电器的驱动控制；
各路继电接入电路中继电器的输出端分别对接通道选择电路的输入端，通道选择电路的输出端经A/D转换电路对接RAM主控芯片，通道选择电路用于针对各路继电接入电路分别所接指定类型传感检测仪器的检测结果，实现切换接入至RAM主控芯片；
电源对接RAM主控芯片，并经RAM主控芯片分别为各电路进行供电。
2.根据权利要求1所述一种多通道采集终端，其特征在于：所述电源提供12V供电电压和3.3V供电电压。
3.根据权利要求2所述一种多通道采集终端，其特征在于：还包括稳压电路，所述电源经稳压电路对接RAM主控芯片；
稳压电路中，VRA1212YMD-6WR3芯片UP1的+Vo端对接电感L102的其中一端，电感L102的另一端对接电源的A+12V供电电压；VRA1212YMD-6WR3芯片UP1的0V端对接电感L101的其中一端，电感L101的另一端接地；VRA1212YMD-6WR3芯片UP1的-Vo端对接电感L100的其中一端，电感L100的另一端对接电源的A-12V供电电压；VRA1212YMD-6WR3芯片UP1的+Vo端与0V端之间并联电解电容C408、电容C411、电解电容器C413，VRA1212YMD-6WR3芯片UP1的-Vo端与0V端之间并联电解电容C409、电容C410、电解电容器C412；VRA1212YMD-6WR3芯片UP1的Vin端与GND端之间并联电容C407、电解电容C406；
AD8397ARZ芯片TL2的+V端分别对接电源的A+12V供电电压、电容C403的其中一端、电容C404的其中一端、电容C405的其中一端，电容C403的另一端、电容C404的另一端、电容C405的另一端相连并接地；AD8397ARZ芯片TL2的OUTB端分别对接电容C53的其中一端、电阻R421的其中一端，电容C53的另一端与电阻R421的另一端相连、对接于AQW212EH芯片RL_81的6号端；AD8397ARZ芯片TL2的-INB端串联电阻R406对接于AD8397ARZ芯片TL2的OUTA端，同时AD8397ARZ芯片TL2的OUTA端分别对接电容C51的其中一端、电阻R420的其中一端，电容C51的另一端与电阻R420的另一端相连、对接于AQW212EH芯片RL_81的8号端；AD8397ARZ芯片TL2的+INB端串联电阻R407后接地；AD8397ARZ芯片TL2的-INA端分别对接电阻R401的其中一端、电阻R402的其中一端，电阻R401的另一端对接电源的A+12V供电电压，电阻R402的另一端接地；AD8397ARZ芯片TL2的+INA端串联电阻R195后分别对接电阻R403的其中一端、NPN型三极管Q50的集电极，电阻R403的另一端对接电源的A+12V供电电压，NPN型三极管Q50的基极分别对接电阻R404其中一端、电阻R405其中一端，电阻R404另一端对接所述RAM主控芯片，NPN型三极管Q50的发射极与电阻R405另一端相连，并接地；
AQW212EH芯片RL_81的1号端依次串联电阻R413、电阻R412后对接NPN型三极管Q61的集电极，NPN型三极管Q61的基极分别对接电阻R409其中一端、电阻R410其中一端，电阻R409另一端对接所述RAM主控芯片，NPN型三极管Q61的发射极与电阻R410另一端相连，并接地；
AQW212EH芯片RL_81的7号端分别对接二极管D120的负极端、二极管D121的正极端、电容C56的其中一端、电阻R205的其中一端、电阻R400的其中一端，二极管D120的正极端对接电源的A-12V供电电压，二极管D121的负极端对接电源的A+12V供电电压，电容C56的另一端与电阻R205的另一端相连、并接地，电阻R400的另一端对接TL082芯片TL1的+INA端；AQW212EH芯片RL_81的5号端分别对接二极管D105的负极端、二极管D104的正极端、电容C54的其中一端、电阻R215的其中一端、电阻R216的其中一端，二极管D105的正极端对接电源的A-12V供电电压，二极管D104的负极端对接电源的A+12V供电电压，电容C54的另一端与电阻R215的另一端相连、并接地，电阻R216的另一端分别对接电阻R196其中一端、电容C79其中一端、TL082芯片TL1的-INA端；电阻R196另一端与电容C79另一端相连后，该连接点分别对接电容C71其中一端、TL082芯片TL1的OUTA端；电容C71另一端串联电阻R190后，分别对接电阻R197其中一端、电容C80其中一端、TL082芯片TL1的-INB端，电阻R197另一端与电容C80另一端相连后，该连接点分别对接TL082芯片TL1的OUTB端、电容C72的其中一端；TL082芯片TL1的-V端分别对接电容C81其中一端、电容C92其中一端、电容C96其中一端，电容C81另一端、电容C92另一端、电容C96另一端三者相连、并接地；TL082芯片TL1的+INB端串联电阻R208后接地；TL082芯片TL1的+V端分别对接电容C83其中一端、电容C94其中一端、电容C97其中一端、电源的A+12V供电电压，电容C83另一端、电容C94另一端、电容C97另一端三者相连并接地；电容C72的另一端分别对接电阻R191其中一端、电阻R207其中一端，电阻R191另一端接地，电阻R207另一端分别对接电阻R206其中一端、LM393芯片LM1的+INA端，电阻R206的另一端串联电阻R204后，分别对接电阻R198其中第一端、电阻R200其中一端、LM393芯片LM1的OUTA端，电阻R198另一端对接电源的A+12V供电电压，电阻R200另一端对接NPN型三极管Q36的基极，NPN型三极管Q36的集电极分别对接RAM主控芯片、电阻R194其中一端，电阻R194另一端外接电源的+3.3V供电电压；NPN型三极管Q36的发射极接地；LM393芯片LM1的-INA端串联电阻R210后接地；LM393芯片LM1的-V端分别对接电容C104其中一端、电容C105其中一端、电容C106其中一端、电源的A-12V供电电压，电容C104另一端、电容C105另一端、电容C106另一端三者相连并接地；LM393芯片LM1的+V端分别对接电容C84其中一端、电容C93其中一端、电容C95其中一端、电源的A+12V供电电压，电容C84另一端、电容C93另一端、电容C95另一端三者相连、并接地。
4.根据权利要求3所述一种多通道采集终端，其特征在于：所述A/D转换电路中，LM1117-3.3芯片U11的IN端分别对接电解电容C30的正极端、电容C31的其中一端，电解电容C30的负极端、电容C31的另一端、LM1117-3.3芯片U11的GND端三者相对接，且该连接点分别对接电解电容C33的负极端、电容C32的其中一端、电解电容器C28的负极端，LM1117-3.3芯片U11的两个OUT端相对接，且该连接点分别对接电解电容C33的正极端、电容C32的另一端、电解电容器C28的正极端、电感L81的其中一端，电感L81的另一端连接电源经RAM主控芯片提供的ADC_3.3V供电电压；ADS1247芯片U12 的AIN0/LEXC端分别对接电容C45其中一端、电阻R146其中一端、电容C47其中一端，电容C45另一端接地，电阻R146另一端接继电器驱动电路；ADS1247芯片U12 的AIN1/LEXC端分别对接电容C47另一端、电阻R150其中一端、电容C50其中一端，电阻R150另一端接继电器驱动电路；ADS1247芯片U12 的AIN2/LEXC/GPIO2端分别对接电容C50另一端、电阻R151其中一端、电容C52其中一端，电阻R151另一端接继电器驱动电路, 电容C52另一端接地；ADS1247芯片U12 的AIN3/LEXC/GPIO2端对接继电器驱动电路；ADS1247芯片U12 的AVSS端、DGND端分别接地；ADS1247芯片U12 的RESET端分别对接电容C58其中一端、电阻R154其中一端，电阻R154另一端连接电源经RAM主控芯片提供的ADC+3.3V供电电压，电容C58另一端接地；ADS1247芯片U12 的CS端、SCLK端、DIN端、DRDY端、DOUT/DRDY端、START端分别对接所述RAM主控芯片，同时ADS1247芯片U12 的CS端对接电阻R141其中一端，ADS1247芯片U12 的SCLK端对接电阻R142其中一端，ADS1247芯片U12 的DIN端对接电阻R143其中一端，ADS1247芯片U12 的DOUT/DRDY端对接电阻R144其中一端，ADS1247芯片U12 的START端对接电阻R145其中一端，电阻R141另一端、电阻R142另一端、电阻R143另一端、电阻R144另一端、电阻R145另一端五者相连，并对接电源经RAM主控芯片提供的ADC+3.3V供电电压；ADS1247芯片U12 的AVDD端分别对接电容C42其中一端、电容C40其中一端、电源经RAM主控芯片提供的A3.3V供电电压，电容C42的另一端与电容C40的另一端相连、并接地；ADS1247芯片U12 的REF0P/GPIO0端分别对接电容C37其中一端、电容C38其中一端、电阻R138其中一端，电容C37另一端接地，电阻R138另一端分别对接继电器驱动电路、电阻R133其中一端，电阻R133另一端串联电阻R134后、与电阻R139其中一端相连并接地，电容C38另一端、电阻R139另一端、电容C39其中一端三者相连，且该连接点对接ADS1247芯片U12 的REF0N/GPIO1端，电容C39另一端接地；ADS1247芯片U12 的VREFP端串联电容C4后、与ADS1247芯片U12 的VREFPCOM端相连并接地；ADS1247芯片U12 的DVDD端分别对接电容C43其中一端、电容C41其中一端、电源经RAM主控芯片提供的ADC+3.3V供电电压，电容C43另一端与电容C41另一端相连并接地。
5.根据权利要求4所述一种多通道采集终端，其特征在于：还包括与所述RAM主控芯片相连接的低功耗蓝牙模块，所述电源经稳压电路通过RAM主控芯片对低功耗蓝牙模块进行供电。
6.根据权利要求4所述一种多通道采集终端，其特征在于：还包括与所述RAM主控芯片相连接的以太网模块，所述电源经稳压电路通过RAM主控芯片对以太网模块进行供电。
7.根据权利要求4所述一种多通道采集终端，其特征在于：还包括与所述RAM主控芯片相连接的升级网口，所述电源经稳压电路通过RAM主控芯片对升级网口进行供电。
8.根据权利要求4所述一种多通道采集终端，其特征在于：还包括分别与所述RAM主控芯片相连接的RS485通讯模块、RS232通讯模块，所述电源经稳压电路通过RAM主控芯片对485通讯模块、RS232通讯模块进行供电。
9.根据权利要求4所述一种多通道采集终端，其特征在于：还包括与所述RAM主控芯片相连接的USB控制口，所述电源经稳压电路通过RAM主控芯片对USB控制口进行供电。
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ID=71685840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010256656.5A Pending CN111462469A (zh) | 2020-04-02 | 2020-04-02 | 一种多通道采集终端 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111462469A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113108733A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-07-13 | 河北稳控科技有限公司 | 一种带有温度检测功能的二线制振弦传感器及其检测方法 |
| CN113324925A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-08-31 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局 | 光纤信号接收装置和管道预警系统 |
| CN116907317A (zh) * | 2023-09-13 | 2023-10-20 | 基康仪器股份有限公司 | 一种振弦式传感器与差阻式传感器的自动识别装置及方法 |
-
2020
- 2020-04-02 CN CN202010256656.5A patent/CN111462469A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113108733A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-07-13 | 河北稳控科技有限公司 | 一种带有温度检测功能的二线制振弦传感器及其检测方法 |
| CN113324925A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-08-31 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局 | 光纤信号接收装置和管道预警系统 |
| CN116907317A (zh) * | 2023-09-13 | 2023-10-20 | 基康仪器股份有限公司 | 一种振弦式传感器与差阻式传感器的自动识别装置及方法 |
| CN116907317B (zh) * | 2023-09-13 | 2023-12-22 | 基康仪器股份有限公司 | 一种振弦式传感器与差阻式传感器的自动识别装置及方法 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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