CN112186709A - 一种用于物联网通信的防静电保护系统及保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及物联网通信领域,公开了一种用于物联网通信的防静电保护系统及保护方法,包括:采集检测单元、中央控制单元、电源管理单元、电路保护单元、无线传输单元、以及接口单元;其中电路保护单元包括:温度检测模块和湿度检测模块;接口单元包括:LC振荡模块、保护输出模块、以及光电隔离模块;本发明通过对智能建筑工程中的电房进行温度检测和湿度检测,且接口单元会通过LC振荡模块输出一个幅值跟频率比较稳定的信号,光电隔离模块达到隔离现场干扰的目的;最后通过保护输出模块进行驱动输出,从而本发明大大的保护了静电带来的信号干扰问题和信号混杂问题。
Description
技术领域
本发明涉及物联网通信领域,公开了一种用于物联网通信的防静电保护系统及保护方法。
背景技术
随着物联网时代的发展5G应用的普及,以及我国可持续发展减少碳排放量的政策要求下,根据建筑能耗基础研究报告可见建筑能耗的管理依旧严峻刻不容缓。现在智慧建筑工程成为了城市的新发展趋势,从而可以加快城市的发展,从而促进国家的快速发展。
在智能建筑工程中报警系统、联动系统、视频监控系统、车库管理系统、入侵报警系统、出入口控制、数字信息分析处理都是安防行业的重点布局领域,也是楼宇智能化的重点需求部分,一是因为这些区域的技术含量较高,且关乎到企业和业主的生命财产安全,因此不能疏忽。二是因为这些领域的集成需求较高,需要专业的解决方案来满足需求。
现有技术中的物联网通信都配有电房,每一层都配有一个独立的电房,电房在进行供电时,会因为湿度和温度不同,会产生大大小小的静电,这些静电会对电力的供应产生干扰,严重时会产生涌浪,从而促使智能建筑工程内部的控制信号产生很大干扰,严重时会影响办公设备。
发明内容
发明目的:提供一种用于物联网通信的防静电保护系统及保护方法,以解决上述问题。
技术方案:一种用于物联网通信的防静电保护系统及保护方法,包括:
用于进行智能建筑工程内部各类信号检测与采集的采集检测单元;
用于进行智能建筑工程系统控制,同时进行信号处理的中央控制单元;
用于进行智能建筑工程动力提供,且进行电力分配管理的电源管理单元;
用于进行智能建筑工程电源管理单工作电路的保护,同时进行电路检测的电路保护单元;
用于进行检测信号和采集信号传输的无线传输单元;
用于进行中央控制单元与工作负载连接,且进行信号传输的接口单元;
电路保护单元包括:温度检测模块和湿度检测模块;接口单元包括:LC振荡模块、保护输出模块、以及光电隔离模块。
在一个实时例中,温度检测模块包括:温度传感器U1、三极管Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电阻R5、电阻R6、电容C3、电容C2、运算放大器U3A、稳压器U2;其中,所述温度传感器U1的2号引脚同时与所述三极管Q1的基极、所述电阻R2的一端和所述电容C1的一端连接,所述温度传感器U1的3号引脚同时与所述电容C1的另一端、所述电阻R1的一端和所述电阻R4的一端连接,所述温度传感器U1的1号引脚同时与所述三极管Q1的发射极和所述电阻R1的另一端连接,所述运算放大器U3A的2号引脚同时与所述电阻R2的另一端、所述电阻R3的另一端和所述电阻R5的一端连接,所述运算放大器U3A的3号引脚与所述电阻R6的一端连接,所述运算放大器U3A的8号引脚同时与所述电容C3的一端和所述电阻R4的另一端连接且输入信号,所述电容C3的另一端接地,所述运算放大器U3A的1号引脚同时与所述电阻R6的另一端连接且输出信号,所述运算放大器U3A的4号引脚同时与所述电容C2的一端和所述稳压器U2的1号引脚连接且输入电压,所述稳压器U2的2号引脚接地。
在一个实时例中,湿度检测模块包括:湿度传感器U4、电容C4、电阻R7、电阻R8、三极管Q2、可调电阻RV1、三极管Q3、电阻R9、电阻R11、电阻R10、运算放大器U5A、运算放大器U6A、运算放大器U6A;其中,所述湿度传感器U4的2号引脚与所述电容C4的一端连接且输入电压,所述湿度传感器U4的3号引脚接地,所述湿度传感器U4的1号引脚同时与所述电阻R7的一端和所述电阻R8的一端连接,所述电容C4的另一端接地,所述电阻R7的另一端与所述可调电阻RV1的一端、控制端连接,所述运算放大器U5A的3号引脚同时与所述可调电阻RV1的另一端和所述三极管Q3的集电极和基极连接,所述三极管Q3的发射极接地,所述运算放大器U5A的2号引脚、1号引脚与所述电阻R9的一端连接,所述电阻R8的另一端同时与所述运算放大器U6A的3号引脚和所述三极管Q2的基极、集电极连接,所述三极管Q2的发射极接地,所述运算放大器U6A的2号引脚、1号引脚与所述电阻R10的一端连接,所述运算放大器U7A的2号引脚与所述电阻R9的另一端连接,所述运算放大器U7A的3号引脚同时与所述电阻R10的另一端和所述电阻R11的一端连接,所述电阻R11的另一端接地,所述运算放大器U7A的1号引脚输出。
在一个实时例中,保护输出模块包括:晶体管Q6、电阻R14、电容C6、电容C7、二极管D1、电阻R15、电容C5、电阻R13、电阻R12、MOS管Q4、MOS管Q5、电容C8、二极管D2、二极管D3、接口J1、驱动芯片U8;其中,所述驱动芯片U8的3号引脚同时与所述电容C6的一端、所述电阻R14的一端和所述晶体管Q6的集电极连接,所述驱动芯片U8的2号引脚与所述电阻R14的另一端连接,所述驱动芯片U8的1号引脚与所述电容C7的一端连接,所述驱动芯片U8的4号引脚同时与所述电容C6的另一端和晶体管Q6的发射极连接,所述晶体管Q6的基极输入信号,所述二极管D1的正极同时与所述电容C7的另一端和所述电阻R15的一端连接,所述驱动芯片U8的8号引脚同时与所述电容C5的一端和所述二极管D1的负极连接,所述驱动芯片U8的7号引脚与所述电阻R13的一端连接,所述驱动芯片U8的5号引脚与所述电阻R12的一端连接,所述驱动芯片U8的6号引脚同时与所述电容C5的另一端、所述MOS管Q4的漏极、所述MOS管Q5的源极、所述二极管D3的正极和所述接口J1的2号引脚连接,所述电阻R13的另一端与所述MOS管Q4的栅极连接,所述电阻R12的另一端与所述MOS管Q5的栅极连接,所述MOS管Q4的源极同时与所述电阻R15的另一端和所述电容C8的一端连接且输入电压,所述电容C8的另一端同时与所述MOS管Q5的漏极和所述二极管D2的正极连接,所述二极管D2的负极和所述二极管D3的负极连接,所述驱动芯片U8的4号引脚还同时与所述电容C7的另一端和所述MOS管Q5的漏极连接,所述接口J1的1号引脚输入电压,所述接口J1的3号引脚接地。
在一个实时例中,LC振荡模块包括:变压器TR1、电容C9、电阻R18、三极管Q7、电容C11、电阻R17、电容C10、电阻R16、电阻R17;其中,所述变压器TR1的输入一端同时与所述电容C9的一端和所述电阻R18的一端连接且输入信号,所述变压器TR1的输入另一端同时与所述电容C9的另一端、所述三极管Q7的集电极和所述电容C11的一端连接且输出,所述变压器TR1的输出一端同时与所述电容C10的一端、所述电阻R16的一端和所述电阻R17的一端连接、且电阻R16的一端接地,所述变压器TR1的输出另一端接地,所述三极管Q7的基极同时与所述电阻R18的另一端、所述电容C11的另一端和所述电阻R17的另一端连接,所述三极管Q7的发射极同时与所述电阻R16的另一端和所述电容C10的另一端连接。
在一个实时例中,光电隔离模块包括:二极管D4、二极管D5、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、三极管Q8、三极管Q9、光电耦合器U9、三极管Q10;其中,所述二极管D4的正极输入信号,所述二极管D4的负极同时与所述三极管Q8的集电极、所述三极管Q9的集电极和所述电阻R19的一端连接,所述三极管Q9的基极同时与所述电阻R19的另一端和所述二极管D5的负极连接,所述三极管Q9的发射极与所述三极管Q8的基极连接,所述三极管Q8的发射极与所述电阻R20的一端连接,所述光电耦合器U9的1号引脚与所述电阻R20的另一端连接,所述光电耦合器U9的2号引脚与所述二极管D5的正极连接,所述光电耦合器U9的4号引脚与所述电阻R22的一端连接,所述光电耦合器U9的3号引脚同时与所述电阻R21的一端和所述三极管Q10的基极连接,所述三极管Q10的集电极与所述电阻R22的另一端连接且输出信号,所述三极管Q10的发射极与所述电阻R21的另一端连接且接地。
在一个实时例中,驱动芯片U8的型号为IR2106S。
一种用于物联网通信的防静电保护系统的保护方法,保护方法具体分为以下步骤:
步骤1、在智能建筑工程正常工作时,采集检测单元进行采集建筑内部的情况,通过各类传感器和感应元件进行工作,同时将采集检测信号通过物联网技术进行无线传输至中央控制单元;
步骤2、电源管理单元通过对建筑内部各类负载和电路进行供电,同时在进行供电时,电路保护单元会对电房内部的温度和湿度进行检测,从而防止产生静电;
步骤3、中央控制单元进行接收信号,同时对信号进行转换和解码,从而对了解建筑内部的情况,同时将数字信号通过接口单元传输至各个各种控制终端;
步骤4、接口单元通过将数字进行传输至控制终端,且在进行传输时,对传输信号进行保护且提高稳定性。
在一个实时例中,根据步骤2可以进一步的得出:
步骤5、工作电压通过输入稳压器U2进行电压稳定调节,且通过稳压器U2的3号引脚进行输出,且电阻R2、电阻R3和三极管Q1组成分流电路,从而工作电压输入温度传感器U1进行工作,利用温度传感器U1进行温度采集,且采集信号通过输入运算放大器U3A进行稳定输出,同时电阻R3进行控制保护温度传感器U1、电阻R6进行调整运算放大的增益值,最终温度信号通过运算放大器U3A的1号引脚进行输出至中央控制单元;
步骤6、工作电压通过湿度传感器U4的2号引脚输入,电容C4进行滤波,且湿度传感器U4进行外部湿度采集,因为湿度传感器U4由两根感应针,从而信号通过湿度传感器U4的1号引脚进行输出,通过电阻R7和电阻R8进行分开传输,信号通过运算放大器U5A和运算放大器U6A进行缓冲输出,此时电阻R10和电阻R9进行改变湿度传感器U4的灵敏度,同时两个湿度信号通过输入运算放大器U7A进行差动放大输出至中央控制单元。
在一个实时例中,根据步骤4可以进一步的得出:
步骤7、当信号进行传输至控制终端时,接口通过LC振荡输入电压信号,电压流过电阻R17和电阻R18进行分压,从而为三极管Q7的基极提高合适的工作电压,三极管Q7开始工作在放大状态,于此同时作为三极管Q7负载的电容C9和变压器TR1的输入端开始工作,同时电容C11进行输入耦合,电阻R16进行反馈三极管Q7的静态工作点,从而减小信号失真,且信号通过三极管Q7的集电极输出,从而完成信号振荡,此时变压器TR1的输出端线圈作为信号反馈端;
步骤8、同时工作电压通过二极管D4输入电路,此时三极管Q9和三极管Q8组成稳压电路,二极管D5提供参考基准电压,电阻R10进行保护,电压信号通过电阻R2进行保护输入光电耦合器U9,从而光电耦合器U9进行工作,且通过3号引脚输出,此时三极管Q10的基极得电,从而三极管Q10导通,从而输出电压;
步骤9、此时保护输出模块中晶体管Q6的基极输入信号,工作电压通过电容C8的一端输入,此时驱动芯片U8通过内部进行信号输出,和控制输入电压,且二极管D2和二极管D3组成ESD保护阵列,当由静电产生式,且影响接口电压升高时和产生噪声时,ESD保护阵列进行触发,从而进行保护电路和驱动芯片U8。
有益效果:本发明通过对物联网通信中的电房进行温度检测和湿度检测,且将湿度信号和温度信号传输至控制终端,从而方便工作人员进行观察和调整,同时在中央控制单元进行将检测的模拟信号转换为数字信号,且将这些数字信号传输至各个控制端的接口时,接口单元会通过LC振荡模块进行产生高频正弦波信号,从而最终输出一个幅值跟频率比较稳定的信号,同时光电隔离模块从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来,使测控装置与现场仅保持信号联系,而不直接发生电的联系,从而达到隔离现场干扰的目的;最后通过保护输出模块进行驱动输出,且同时利用ESD保护阵列进行防静电保护输出,从而本发明大大的保护了静电带来的信号干扰问题和信号混杂问题,同时在静电过大时,可以利用ESD保护从而可以有效的保护输出接口,防止对办公设备造成损坏,同时在每个电房内部进行温度湿度检测,从而大大减少静电的产生。
附图说明
图1是本发明的工作示意图。
图2是本发明的温度检测模块电路图。
图3是本发明的湿度检测模块电路图。
图4是本发明的保护输出模块电路图。
图5是本发明的LC振荡模块电路图。
图6是本发明的光电隔离模块电路图。
图7是本发明的接口单元电路连接图。
具体实施方式
如图1所示,在该实施例中,一种用于物联网通信的防静电保护系统及保护方法,包括:采集检测单元、中央控制单元、电源管理单元、电路保护单元、无线传输单元、以及接口单元;其中电路保护单元包括:温度检测模块和湿度检测模块;接口单元包括:LC振荡模块、保护输出模块、以及光电隔离模块。
如图2所示,温度检测模块包括:温度传感器U1、三极管Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电阻R5、电阻R6、电容C3、电容C2、运算放大器U3A、稳压器U2。
如图3所示,湿度检测模块包括:湿度传感器U4、电容C4、电阻R7、电阻R8、三极管Q2、可调电阻RV1、三极管Q3、电阻R9、电阻R11、电阻R10、运算放大器U5A、运算放大器U6A、运算放大器U6A。
如图4所示,保护输出模块包括:晶体管Q6、电阻R14、电容C6、电容C7、二极管D1、电阻R15、电容C5、电阻R13、电阻R12、MOS管Q4、MOS管Q5、电容C8、二极管D2、二极管D3、接口J1、驱动芯片U8。
如图5所示,LC振荡模块包括:变压器TR1、电容C9、电阻R18、三极管Q7、电容C11、电阻R17、电容C10、电阻R16、电阻R17。
如图6所示,光电隔离模块包括:二极管D4、二极管D5、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、三极管Q8、三极管Q9、光电耦合器U9、三极管Q10。
在进一步的实施例中,所述温度传感器U1的2号引脚同时与所述三极管Q1的基极、所述电阻R2的一端和所述电容C1的一端连接,所述温度传感器U1的3号引脚同时与所述电容C1的另一端、所述电阻R1的一端和所述电阻R4的一端连接,所述温度传感器U1的1号引脚同时与所述三极管Q1的发射极和所述电阻R1的另一端连接,所述运算放大器U3A的2号引脚同时与所述电阻R2的另一端、所述电阻R3的另一端和所述电阻R5的一端连接,所述运算放大器U3A的3号引脚与所述电阻R6的一端连接,所述运算放大器U3A的8号引脚同时与所述电容C3的一端和所述电阻R4的另一端连接且输入信号,所述电容C3的另一端接地,所述运算放大器U3A的1号引脚同时与所述电阻R6的另一端连接且输出信号,所述运算放大器U3A的4号引脚同时与所述电容C2的一端和所述稳压器U2的1号引脚连接且输入电压,所述稳压器U2的2号引脚接地。
在进一步的实施例中,所述湿度传感器U4的2号引脚与所述电容C4的一端连接且输入电压,所述湿度传感器U4的3号引脚接地,所述湿度传感器U4的1号引脚同时与所述电阻R7的一端和所述电阻R8的一端连接,所述电容C4的另一端接地,所述电阻R7的另一端与所述可调电阻RV1的一端、控制端连接,所述运算放大器U5A的3号引脚同时与所述可调电阻RV1的另一端和所述三极管Q3的集电极和基极连接,所述三极管Q3的发射极接地,所述运算放大器U5A的2号引脚、1号引脚与所述电阻R9的一端连接,所述电阻R8的另一端同时与所述运算放大器U6A的3号引脚和所述三极管Q2的基极、集电极连接,所述三极管Q2的发射极接地,所述运算放大器U6A的2号引脚、1号引脚与所述电阻R10的一端连接,所述运算放大器U7A的2号引脚与所述电阻R9的另一端连接,所述运算放大器U7A的3号引脚同时与所述电阻R10的另一端和所述电阻R11的一端连接,所述电阻R11的另一端接地,所述运算放大器U7A的1号引脚输出。
在进一步的实施例中,所述变压器TR1的输入一端同时与所述电容C9的一端和所述电阻R18的一端连接且输入信号,所述变压器TR1的输入另一端同时与所述电容C9的另一端、所述三极管Q7的集电极和所述电容C11的一端连接且输出,所述变压器TR1的输出一端同时与所述电容C10的一端、所述电阻R16的一端和所述电阻R17的一端连接、且电阻R16的一端接地,所述变压器TR1的输出另一端接地,所述三极管Q7的基极同时与所述电阻R18的另一端、所述电容C11的另一端和所述电阻R17的另一端连接,所述三极管Q7的发射极同时与所述电阻R16的另一端和所述电容C10的另一端连接。
在进一步的实施例中,所述二极管D4的正极输入信号,所述二极管D4的负极同时与所述三极管Q8的集电极、所述三极管Q9的集电极和所述电阻R19的一端连接,所述三极管Q9的基极同时与所述电阻R19的另一端和所述二极管D5的负极连接,所述三极管Q9的发射极与所述三极管Q8的基极连接,所述三极管Q8的发射极与所述电阻R20的一端连接,所述光电耦合器U9的1号引脚与所述电阻R20的另一端连接,所述光电耦合器U9的2号引脚与所述二极管D5的正极连接,所述光电耦合器U9的4号引脚与所述电阻R22的一端连接,所述光电耦合器U9的3号引脚同时与所述电阻R21的一端和所述三极管Q10的基极连接,所述三极管Q10的集电极与所述电阻R22的另一端连接且输出信号,所述三极管Q10的发射极与所述电阻R21的另一端连接且接地。
在进一步的实施例中,所述驱动芯片U8的3号引脚同时与所述电容C6的一端、所述电阻R14的一端和所述晶体管Q6的集电极连接,所述驱动芯片U8的2号引脚与所述电阻R14的另一端连接,所述驱动芯片U8的1号引脚与所述电容C7的一端连接,所述驱动芯片U8的4号引脚同时与所述电容C6的另一端和晶体管Q6的发射极连接,所述晶体管Q6的基极输入信号,所述二极管D1的正极同时与所述电容C7的另一端和所述电阻R15的一端连接,所述驱动芯片U8的8号引脚同时与所述电容C5的一端和所述二极管D1的负极连接,所述驱动芯片U8的7号引脚与所述电阻R13的一端连接,所述驱动芯片U8的5号引脚与所述电阻R12的一端连接,所述驱动芯片U8的6号引脚同时与所述电容C5的另一端、所述MOS管Q4的漏极、所述MOS管Q5的源极、所述二极管D3的正极和所述接口J1的2号引脚连接,所述电阻R13的另一端与所述MOS管Q4的栅极连接,所述电阻R12的另一端与所述MOS管Q5的栅极连接,所述MOS管Q4的源极同时与所述电阻R15的另一端和所述电容C8的一端连接且输入电压,所述电容C8的另一端同时与所述MOS管Q5的漏极和所述二极管D2的正极连接,所述二极管D2的负极和所述二极管D3的负极连接,所述驱动芯片U8的4号引脚还同时与所述电容C7的另一端和所述MOS管Q5的漏极连接,所述接口J1的1号引脚输入电压,所述接口J1的3号引脚接地。
工作原理:当智能建筑工程进行工作,从而电房内部的电源管理模块进行工作,从而总电房进行输出电压至各个分电房,从而分电房进行各个楼层的供电,同时电房内部的温度检测模块和湿度检测模块进行工作,工作电压通过输入稳压器U2进行电压稳定调节,且通过稳压器U2的3号引脚进行输出,且电阻R2、电阻R3和三极管Q1组成分流电路,从而工作电压输入温度传感器U1进行工作,利用温度传感器U1进行温度采集,且采集信号通过输入运算放大器U3A进行稳定输出,同时电阻R3进行控制保护温度传感器U1、电阻R6进行调整运算放大的增益值,最终温度信号通过运算放大器U3A的1号引脚进行输出至中央控制单元;工作电压通过湿度传感器U4的2号引脚输入,电容C4进行滤波,且湿度传感器U4进行外部湿度采集,因为湿度传感器U4由两根感应针,从而信号通过湿度传感器U4的1号引脚进行输出,通过电阻R7和电阻R8进行分开传输,信号通过运算放大器U5A和运算放大器U6A进行缓冲输出,此时电阻R10和电阻R9进行改变湿度传感器U4的灵敏度,同时两个湿度信号通过输入运算放大器U7A进行差动放大输出至中央控制单元;
同时每个楼层中的采集检测单元利用外部的传感器进行检测采集信号,同时这里采集的模拟信号通过无线传输单元进行传输至中央控制单元,中央控制单元通过进行采集模拟信号的转换,输出数字信号通过接口单元传输至各个负载接口;
当信号进行传输至控制终端时,接口通过LC振荡输入电压信号,电压流过电阻R17和电阻R18进行分压,从而为三极管Q7的基极提高合适的工作电压,三极管Q7开始工作在放大状态,于此同时作为三极管Q7负载的电容C9和变压器TR1的输入端开始工作,同时电容C11进行输入耦合,电阻R16进行反馈三极管Q7的静态工作点,从而减小信号失真,且信号通过三极管Q7的集电极输出,从而完成信号振荡,此时变压器TR1的输出端线圈作为信号反馈端;同时工作电压通过二极管D4输入电路,此时三极管Q9和三极管Q8组成稳压电路,二极管D5提供参考基准电压,电阻R10进行保护,电压信号通过电阻R2进行保护输入光电耦合器U9,从而光电耦合器U9进行工作,且通过3号引脚输出,此时三极管Q10的基极得电,从而三极管Q10导通,从而输出电压;此时保护输出模块中晶体管Q6的基极输入信号,工作电压通过电容C8的一端输入,此时驱动芯片U8通过内部进行信号输出,和控制输入电压,且二极管D2和二极管D3组成ESD保护阵列,当由静电产生式,且影响接口电压升高时和产生噪声时,ESD保护阵列进行触发,从而进行保护电路和驱动芯片U8。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (10)
1.一种用于物联网通信的防静电保护系统,其特征在于,包括:
用于进行智能建筑工程内部各类信号检测与采集的采集检测单元;
用于进行智能建筑工程系统控制,同时进行信号处理的中央控制单元;
用于进行智能建筑工程动力提供,且进行电力分配管理的电源管理单元;
用于进行智能建筑工程电源管理单工作电路的保护,同时进行电路检测的电路保护单元;
用于进行检测信号和采集信号传输的无线传输单元;
用于进行中央控制单元与工作负载连接,且进行信号传输的接口单元。
2.根据权利要求1所述的一种用于物联网通信的防静电保护系统,其特征在于,所述电路保护单元包括:温度检测模块和湿度检测模块;
其中,所述温度检测模块包括:温度传感器U1、三极管Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电阻R5、电阻R6、电容C3、电容C2、运算放大器U3A、稳压器U2;其中,所述温度传感器U1的2号引脚同时与所述三极管Q1的基极、所述电阻R2的一端和所述电容C1的一端连接,所述温度传感器U1的3号引脚同时与所述电容C1的另一端、所述电阻R1的一端和所述电阻R4的一端连接,所述温度传感器U1的1号引脚同时与所述三极管Q1的发射极和所述电阻R1的另一端连接,所述运算放大器U3A的2号引脚同时与所述电阻R2的另一端、所述电阻R3的另一端和所述电阻R5的一端连接,所述运算放大器U3A的3号引脚与所述电阻R6的一端连接,所述运算放大器U3A的8号引脚同时与所述电容C3的一端和所述电阻R4的另一端连接且输入信号,所述电容C3的另一端接地,所述运算放大器U3A的1号引脚同时与所述电阻R6的另一端连接且输出信号,所述运算放大器U3A的4号引脚同时与所述电容C2的一端和所述稳压器U2的1号引脚连接且输入电压,所述稳压器U2的2号引脚接地。
3.根据权利要求2所述的一种用于物联网通信的防静电保护系统,其特征在于,所述湿度检测模块包括:湿度传感器U4、电容C4、电阻R7、电阻R8、三极管Q2、可调电阻RV1、三极管Q3、电阻R9、电阻R11、电阻R10、运算放大器U5A、运算放大器U6A、运算放大器U6A;其中,所述湿度传感器U4的2号引脚与所述电容C4的一端连接且输入电压,所述湿度传感器U4的3号引脚接地,所述湿度传感器U4的1号引脚同时与所述电阻R7的一端和所述电阻R8的一端连接,所述电容C4的另一端接地,所述电阻R7的另一端与所述可调电阻RV1的一端、控制端连接,所述运算放大器U5A的3号引脚同时与所述可调电阻RV1的另一端和所述三极管Q3的集电极和基极连接,所述三极管Q3的发射极接地,所述运算放大器U5A的2号引脚、1号引脚与所述电阻R9的一端连接,所述电阻R8的另一端同时与所述运算放大器U6A的3号引脚和所述三极管Q2的基极、集电极连接,所述三极管Q2的发射极接地,所述运算放大器U6A的2号引脚、1号引脚与所述电阻R10的一端连接,所述运算放大器U7A的2号引脚与所述电阻R9的另一端连接,所述运算放大器U7A的3号引脚同时与所述电阻R10的另一端和所述电阻R11的一端连接,所述电阻R11的另一端接地,所述运算放大器U7A的1号引脚输出。
4.根据权利要求1所述的一种用于物联网通信的防静电保护系统,其特征在于,所述接口单元包括:LC振荡模块、保护输出模块、以及光电隔离模块;
其中,所述保护输出模块包括:晶体管Q6、电阻R14、电容C6、电容C7、二极管D1、电阻R15、电容C5、电阻R13、电阻R12、MOS管Q4、MOS管Q5、电容C8、二极管D2、二极管D3、接口J1、驱动芯片U8;其中,所述驱动芯片U8的3号引脚同时与所述电容C6的一端、所述电阻R14的一端和所述晶体管Q6的集电极连接,所述驱动芯片U8的2号引脚与所述电阻R14的另一端连接,所述驱动芯片U8的1号引脚与所述电容C7的一端连接,所述驱动芯片U8的4号引脚同时与所述电容C6的另一端和晶体管Q6的发射极连接,所述晶体管Q6的基极输入信号,所述二极管D1的正极同时与所述电容C7的另一端和所述电阻R15的一端连接,所述驱动芯片U8的8号引脚同时与所述电容C5的一端和所述二极管D1的负极连接,所述驱动芯片U8的7号引脚与所述电阻R13的一端连接,所述驱动芯片U8的5号引脚与所述电阻R12的一端连接,所述驱动芯片U8的6号引脚同时与所述电容C5的另一端、所述MOS管Q4的漏极、所述MOS管Q5的源极、所述二极管D3的正极和所述接口J1的2号引脚连接,所述电阻R13的另一端与所述MOS管Q4的栅极连接,所述电阻R12的另一端与所述MOS管Q5的栅极连接,所述MOS管Q4的源极同时与所述电阻R15的另一端和所述电容C8的一端连接且输入电压,所述电容C8的另一端同时与所述MOS管Q5的漏极和所述二极管D2的正极连接,所述二极管D2的负极和所述二极管D3的负极连接,所述驱动芯片U8的4号引脚还同时与所述电容C7的另一端和所述MOS管Q5的漏极连接,所述接口J1的1号引脚输入电压,所述接口J1的3号引脚接地。
5.根据权利要求4所述的一种用于物联网通信的防静电保护系统,其特征在于,所述LC振荡模块包括:变压器TR1、电容C9、电阻R18、三极管Q7、电容C11、电阻R17、电容C10、电阻R16、电阻R17;其中,所述变压器TR1的输入一端同时与所述电容C9的一端和所述电阻R18的一端连接且输入信号,所述变压器TR1的输入另一端同时与所述电容C9的另一端、所述三极管Q7的集电极和所述电容C11的一端连接且输出,所述变压器TR1的输出一端同时与所述电容C10的一端、所述电阻R16的一端和所述电阻R17的一端连接、且电阻R16的一端接地,所述变压器TR1的输出另一端接地,所述三极管Q7的基极同时与所述电阻R18的另一端、所述电容C11的另一端和所述电阻R17的另一端连接,所述三极管Q7的发射极同时与所述电阻R16的另一端和所述电容C10的另一端连接。
6.根据权利要求4所述的一种用于物联网通信的防静电保护系统,其特征在于,所述光电隔离模块包括:二极管D4、二极管D5、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、三极管Q8、三极管Q9、光电耦合器U9、三极管Q10;其中,所述二极管D4的正极输入信号,所述二极管D4的负极同时与所述三极管Q8的集电极、所述三极管Q9的集电极和所述电阻R19的一端连接,所述三极管Q9的基极同时与所述电阻R19的另一端和所述二极管D5的负极连接,所述三极管Q9的发射极与所述三极管Q8的基极连接,所述三极管Q8的发射极与所述电阻R20的一端连接,所述光电耦合器U9的1号引脚与所述电阻R20的另一端连接,所述光电耦合器U9的2号引脚与所述二极管D5的正极连接,所述光电耦合器U9的4号引脚与所述电阻R22的一端连接,所述光电耦合器U9的3号引脚同时与所述电阻R21的一端和所述三极管Q10的基极连接,所述三极管Q10的集电极与所述电阻R22的另一端连接且输出信号,所述三极管Q10的发射极与所述电阻R21的另一端连接且接地。
7.根据权利要求4所述的一种用于物联网通信的防静电保护系统,其特征在于,所述驱动芯片U8的型号为IR2106S。
8.一种权利要求2至6任一项所述的用于物联网通信的防静电保护系统的保护方法,其特征在于,保护方法具体分为以下步骤:
步骤1、在智能建筑工程正常工作时,采集检测单元进行采集建筑内部的情况,通过各类传感器和感应元件进行工作,同时将采集检测信号通过物联网技术进行无线传输至中央控制单元;
步骤2、电源管理单元通过对建筑内部各类负载和电路进行供电,同时在进行供电时,电路保护单元会对电房内部的温度和湿度进行检测,从而防止产生静电;
步骤3、中央控制单元进行接收信号,同时对信号进行转换和解码,从而对了解建筑内部的情况,同时将数字信号通过接口单元传输至各个各种控制终端;
步骤4、接口单元通过将数字进行传输至控制终端,且在进行传输时,对传输信号进行保护且提高稳定性。
9.根据权利要求8所述的一种用于物联网通信的防静电保护系统的保护方法,其特征在于,根据步骤2可以进一步的得出:
步骤5、工作电压通过输入稳压器U2进行电压稳定调节,且通过稳压器U2的3号引脚进行输出,且电阻R2、电阻R3和三极管Q1组成分流电路,从而工作电压输入温度传感器U1进行工作,利用温度传感器U1进行温度采集,且采集信号通过输入运算放大器U3A进行稳定输出,同时电阻R3进行控制保护温度传感器U1、电阻R6进行调整运算放大的增益值,最终温度信号通过运算放大器U3A的1号引脚进行输出至中央控制单元;
步骤6、工作电压通过湿度传感器U4的2号引脚输入,电容C4进行滤波,且湿度传感器U4进行外部湿度采集,因为湿度传感器U4由两根感应针,从而信号通过湿度传感器U4的1号引脚进行输出,通过电阻R7和电阻R8进行分开传输,信号通过运算放大器U5A和运算放大器U6A进行缓冲输出,此时电阻R10和电阻R9进行改变湿度传感器U4的灵敏度,同时两个湿度信号通过输入运算放大器U7A进行差动放大输出至中央控制单元。
10.根据权利要求8所述的一种用于物联网通信的防静电保护系统的保护方法,其特征在于,根据步骤4可以进一步的得出:
步骤7、当信号进行传输至控制终端时,接口通过LC振荡输入电压信号,电压流过电阻R17和电阻R18进行分压,从而为三极管Q7的基极提高合适的工作电压,三极管Q7开始工作在放大状态,于此同时作为三极管Q7负载的电容C9和变压器TR1的输入端开始工作,同时电容C11进行输入的耦合,电阻R16进行反馈三极管Q7的静态工作点,从而减小信号失真,且信号通过三极管Q7的集电极输出,从而完成信号振荡,此时变压器TR1的输出端线圈作为信号反馈端;
步骤8、同时工作电压通过二极管D4输入电路,此时三极管Q9和三极管Q8组成稳压电路,二极管D5提供参考基准电压,电阻R10进行保护,电压信号通过电阻R2进行保护输入光电耦合器U9,从而光电耦合器U9进行工作,且通过3号引脚输出,此时三极管Q10的基极得电,从而三极管Q10导通,从而输出电压;
步骤9、此时保护输出模块中晶体管Q6的基极输入信号,工作电压通过电容C8的一端输入,此时驱动芯片U8通过内部进行信号输出,和控制输入电压,且二极管D2和二极管D3组成ESD保护阵列,当由静电产生式,且影响接口电压升高时和产生噪声时,ESD保护阵列进行触发,从而进行保护电路和驱动芯片U8。
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