CN111862573A - 一种传感器数据传输装置 - Google Patents

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程长发
朱家俊
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Abstract

本发明公开了一种传感器数据传输装置。该装置包括处理器、时钟芯片、电源模块、信号隔离模块、存储模块和通信模块，信号隔离模块用于接收传感器采集的数据并发送至处理器，处理器用于设定传感器采集数据的阈值，时钟芯片用于向处理器提供时钟数据，当传感器采集的数据在阈值范围以内时，处理器定时控制开关电路工作，使电源模块向通信模块供电，以定时将传感器期间采集的数据发出，当传感器采集的数据超出阈值时，处理器控制开关电路工作，以实时控制通信模块将传感器采集的数据发出。本发明可减小装置的耗电量和流量，并且避免装置出现故障无法发现，当传感器采集的数据超过设定的阈值时，实时发送传感器采集的数据，保证正常监测。

Description

一种传感器数据传输装置
技术领域
本发明涉及数据传输装置领域，具体涉及一种传感器数据传输装置。
背景技术
传感器是一种检测元件，其一般将被测量的参数转化成电信号，然后将该电信号进行传输和处理后，即可获得被测量的参数，进而实现监测和控制等等。现有的数据传输方式一般为实时上传，在参数在正常范围内时，无疑造成较多的流量和电量的浪费。因此，需要进行改进。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种传感器数据传输装置。
为实现上述目的，本发明提供了一种传感器数据传输装置，包括处理器、时钟芯片、电源模块、信号隔离模块、存储模块和通信模块，所述时钟芯片、电源模块、信号隔离模块、存储模块和通信模块分别与处理器连接，所述信号隔离模块用于接收传感器采集的数据并发送至处理器，所述处理器控制存储模块将传感器采集的数据存储，所述处理器和电源模块分别与开关电路连接，所述处理器用于设定传感器采集数据的阈值，所述时钟芯片用于向处理器提供时钟数据，当传感器采集的数据在阈值范围以内时，所述处理器定时控制开关电路工作，使电源模块向通信模块供电，以定时将传感器期间采集的数据发出，当传感器采集的数据超出阈值时，所述处理器控制开关电路工作，以实时控制通信模块将传感器采集的数据发出。
进一步的，所述通信模块包括有线通信模块和无线通信模块，所述有线通信模块和无线通信模块通过通信选择开关与开关电路连接，所述通信选择开关与有线通信模块或无线通信模块之间与处理器连接，以检测当前选择的通信方式。
进一步的，所述通信选择开关与有线通信模块或无线通信模块之间与电压隔离模块的输入端连接，所述电压隔离模块的输出端与处理器连接。
进一步的，所述有线通信模块包括RJ45模块、RS232模块和RS485模块中的一种。
进一步的，所述无线通信模块包括3G模块、4G模块、2.4G无线模块和LoRa模块中的一种。
进一步的，所述通信选择开关为二档位式拨动开关或单刀双掷钮子开关。
进一步的，所述开关电路包括MOS管和可控硅中的一种。
有益效果：本发明通过监测传感器采集的数据是否在设定的阈值范围以内，在设定的范围以内时，通过时钟芯片提供的信号使处理器按设定间隔时间控制开关电路工作，进而使通信模块定时发送数据，减小装置的耗电量和流量，并且避免装置出现故障无法发现，当传感器采集的数据超过设定的阈值时，实时发送传感器采集的数据，保证正常监测。
附图说明
图1是本发明实施例的传感器数据传输装置的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种传感器数据传输装置，该装置包括处理器1、时钟芯片2、电源模块3，信号隔离模块4、存储模块5和通信模块6，时钟芯片2、电源模块3、信号隔离模块4、存储模块5和通信模块6分别与处理器1连接。其中，处理器1可以采用如STM32单片机或DSP处理器等，信号隔离模块4用于接收传感器采集的数据，可接入的传感器如图1中所示的电压传感器7、电流传感器8、压力传感器9和温度传感器10等，但不限于此，还可以接入如液位传感器和速度传感器等现有的传感器。信号隔离模块4可以根据传感器的数量进行选型，使信号隔离模块4的通道数量满足传感器数量的使用需求，一般配置为8通道的信号隔离模块4，多余的通道留作备用，所采用的信号隔离器4的数量也可以根据传感器的数量进行变化。信号隔离模块4将接收到的传感器采集的模拟量信号进行电气隔离后发送至处理器1，处理器1通过其内部的A/D转换模块将模拟量信号转化为数字信号，然后控制存储模块5将传感器采集的数据存储。电源模块3用于向装置供电，处理器1和电源模块3分别与开关电路11连接，处理器1用于设定传感器采集数据的阈值，时钟芯片2的优选型号为DS1302，其用于向处理器1提供时钟数据，当传感器采集的数据在设定的阈值范围以内时，处理器1定时控制开关电路11工作，在开关电路11闭合时，电源模块3可向通信模块6供电，进而定时将传感器期间采集的数据发出。设定的时间可以根据实际需要进行调整，如间隔五分钟或10分钟发送一次。为了防止间歇期间采集的数据出现异常时，不能被监测人员及时发现并采取相应的措施，本发明实施例的处理器1还用于设定传感器采集数据的阈值，当传感器采集的数据超出阈值时，处理器1控制开关电路11工作，以实时控制通信模块6将传感器采集的数据发出。
为了便于使用，本发明实施例的通信模块6包括有线通信模块61和无线通信模块62，其中，有线通信模块61包括RJ45模块、RS232模块和RS485模块中的一种。无线通信模块包括3G模块、4G模块、2.4G无线模块和LoRa模块中的一种。但不限于以上通信方式，可以根据实际需求采用其它有线或无线通信方式。为了供使用者可根据需求选择通信方式，将有线通信模块61和无线通信模块62通过通信选择开关12与开关电路11连接，通信选择开关12与有线通信模块61或无线通信模块62之间与处理器1连接，以检测当前选择的通信方式。具体的，比如将处理器1与通信选择开关12和无线通信模块62之间连接，如处理器1间歇性接收到高电平信号时，通信选择开关12选择的是采用无线通信模块62通信，如处理器1一直接收到的是低电平信号，则说明通信选择开关12选择的是采用有线通信模块61通信。通信选择开关12可以采用二档位拨动开关，优选的型号为SS-12F44G5，也可以采用单刀双掷钮子开关，优选的型号为KN21-102。在接线时，通信选择开关12的公共端与开关电路连接，另外两个接线端子分别与有线通信模块61和无线通信模块62连接。在通信选择开关12与有线通信模块61或无线通信模块62之间与电压隔离模块13的输入端连接，电压隔离模块13的输出端与处理器1连接。电压隔离模块13的优选型号为PL5900，其将输入至处理器1的检测电压与通信模块6的工作电压隔离开来，提高安全性。
本发明实施例的开关电路11包括MOS管、可控硅和继电器中的一种。具体的，当采用MOS管时，处理器1与MOS管的栅极连接，MOS管的漏极与电源模块3的正极连接，MOS管的源极与通信选择开关12连接，处理器1通过输出高电平信号触发MOS管的漏极与源极导通。当采用可控硅时，处理器1与可控硅的控制极连接，可控硅的阳极与电源模块3的正极连接，可控硅的阴极与通信选择开关12连接，处理器1通过输出高电平信号触发可控硅的阳极和阴极导通。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，其它未具体描述的部分，属于现有技术或公知常识。在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种传感器数据传输装置，其特征在于，包括处理器、时钟芯片、电源模块、信号隔离模块、存储模块和通信模块，所述时钟芯片、电源模块、信号隔离模块、存储模块和通信模块分别与处理器连接，所述信号隔离模块用于接收传感器采集的数据并发送至处理器，所述处理器控制存储模块将传感器采集的数据存储，所述处理器和电源模块分别与开关电路连接，所述处理器用于设定传感器采集数据的阈值，所述时钟芯片用于向处理器提供时钟数据，当传感器采集的数据在阈值范围以内时，所述处理器定时控制开关电路工作，使电源模块向通信模块供电，以定时将传感器期间采集的数据发出，当传感器采集的数据超出阈值时，所述处理器控制开关电路工作，以实时控制通信模块将传感器采集的数据发出。
2.根据权利要求1所述的传感器数据传输装置，其特征在于，所述通信模块包括有线通信模块和无线通信模块，所述有线通信模块和无线通信模块通过通信选择开关与开关电路连接，所述通信选择开关与有线通信模块或无线通信模块之间与处理器连接，以检测当前选择的通信方式。
3.根据权利要求2所述的传感器数据传输装置，其特征在于，所述通信选择开关与有线通信模块或无线通信模块之间与电压隔离模块的输入端连接，所述电压隔离模块的输出端与处理器连接。
4.根据权利要求2所述的传感器数据传输装置，其特征在于，所述有线通信模块包括RJ45模块、RS232模块和RS485模块中的一种。
5.根据权利要求3所述的传感器数据传输装置，其特征在于，所述无线通信模块包括3G模块、4G模块、2.4G无线模块和LoRa模块中的一种。
6.根据权利要求2所述的传感器数据传输装置，其特征在于，所述通信选择开关为二档位式拨动开关或单刀双掷钮子开关。
7.根据权利要求2所述的传感器数据传输装置，其特征在于，所述开关电路包括MOS管和可控硅中的一种。
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