CN112256468A - 在线式测风仪看门狗系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了在线式测风仪看门狗系统,其可实现对测风仪本身输出的通讯信号做到实时监测,以在出现数据输出不稳定情况时,执行强制重启操作,可靠性高,从而保证正常使用;其包括顺序电连接的信号采集电路、信号处理电路、控制电路、超声波驱动电路,超声波驱动电路经连接超声波传感器的驱动控制端后与信号采集电路的相连接,其还包括相连接的信号隔离电路、电源电路,信号隔离电路连接于信号采集电路、信号处理电路之间,其中,电源电路,用于给信号隔离电路独立供电;信号隔离电路,用于在接收到信号采集电路采集的信号后,实现光电隔离,并将隔离信号反馈至信号处理电路进行处理,通过控制电路给予反馈。
Description
技术领域
本发明涉及信息电子与控制技术领域,具体为在线式测风仪看门狗系统。
背景技术
测风仪是风电机组感知外部环境的重要部件(可测风速、风向、室外温度等),随着新能源风电技术的高速发展,测风仪也出现了不同的种类,其中超声波测风仪也正被广泛的应用,但因其采用了大量的微电子元件,且由于应用环境的恶劣性,不可避免的会出现死机等数据输出不稳定情况,从而影响正常使用;其中,测风仪看门狗模块就是在其出现上述死机等不稳定情况时,通过进行强制重启操作来解决问题,而超声波测风仪本身是带有看门狗电路的,但是自带的看门狗电路与测风仪本身的信号处理电路是在同一个工作环境的,是由同一个电源供电,其只是对处理器工作情况做到实时的监测,而不能对外围硬件电路(信号调理)做到监测,而一旦外围信号处理电路因电磁干扰出现错误时,也就无法对整机做出重启动作,即无法对测风仪本身输出的通讯信号正确与否做到实时监测。
发明内容
针对上述问题,本发明提供了在线式测风仪看门狗系统,其可实现对测风仪本身输出的通讯信号做到实时监测,以在出现数据输出不稳定情况时,执行强制重启操作,可靠性高,从而保证正常使用。
其技术方案是这样的:在线式测风仪看门狗系统,其包括顺序电连接的信号采集电路、信号处理电路、控制电路、超声波驱动电路,所述超声波驱动电路经连接超声波传感器的驱动控制端后与所述信号采集电路的相连接,其特征在于,其还包括相连接的信号隔离电路、电源电路,所述信号隔离电路连接于所述信号采集电路、信号处理电路之间,其中,所述控制电路控制所述超声波驱动电路向所述超声波传感器输出驱动信号,所述超声波传感器在接收所述驱动信号后输出超声波信号至所述信号采集电路;所述电源电路,用于给所述信号隔离电路独立供电;所述信号隔离电路,用于在接收到所述信号采集电路采集的信号后,实现光电隔离,并将隔离信号反馈至所述信号处理电路进行处理,通过所述控制电路给予反馈。
其进一步特征在于:
其还包括温湿度传感器,所述温湿度传感器连接于所述控制电路,以将采集的温湿度信号实时反馈至所述控制电路,进行实时控制处理;
所述控制电路包括控制器U1、发光二极管D1、电阻R1、按键S1、电容C1、C2、接口J1、J2、选择开关SW,所述控制器U1采用型号STC15W40SAS单片机,所述接口J2的1脚与所述选择开关SW的2脚相连接,所述选择开关SW的1脚与所述发光二极管D1的正极、电容C1、C2的一端均相连接后接电源VCC,所述按键S1的一端与所述控制器U1的13脚相连接,所述接口J2的2、3脚分别与所述控制器U1的11、12脚对应连接,所述接口J1的1脚与所述控制器U1的19脚相连接,所述发光二极管D1的负极经所述电阻R1后与所述接口J1的2脚相连接,所述接口J2的4脚与所述接口J1的3脚、按键S1、电容C1、C2的另一端均相连接后接地;
所述电源电路包括二极管D2、电感L1、L2、电阻R2、R3、电容C3~C7、稳压器VR1、DC转换器U2、U3,所述稳压器VR1采用型号7805CT稳压芯片,所述DC转换器U2、U3均采用型号LF101S转换芯片;所述二极管D2的正极与+24V电源连接,所述二极管D2的负极与所述电感L1、电容C3的一端均相连接,所述电感L1的另一端经所述电阻R2后与所述电容C4的一端、稳压器VR1的1脚均相连接,所述电感L2的一端与所述电阻R3的一端连接,所述稳压器VR1的2脚与所述电容C5的一端相连后接所述电源VCC,所述电阻R3的另一端与所述电容C4、C5的另一端、稳压器VR1的3脚均相连接后接地,所述电容C3、电感L2的另一端相连后与-24V电源连接,所述DC转换器U2、U3的1脚均接地,所述DC转换器U2、U3的2脚均所述电源VCC,所述DC转换器U2的4脚与所述电容C6的一端连接后与-5V电源连接,所述DC转换器U2的5脚与所述电容C6的另一端连接后与+5V电源连接,所述DC转换器U3的4脚与所述电容C7的一端连接后与所述-5V电源连接,所述DC转换器U3的5脚与所述电容C7的另一端连接后与所述+5V电源连接;
所述信号隔离电路包括收发器U4、隔离器U5、电阻R4、电容C8,所述收发器U4采用型号SP485EC收发芯片,所述隔离器U5采用型号H11L1隔离芯片,所述隔离器U5的1脚经所述电阻R4后连接所述+5V电源,所述隔离器U5的5、6脚分别对应连接所述-5V电源、+5V电源,所述隔离器U5的2脚连接所述收发器U4的1脚,所述收发器U4的2、3、4脚相连后与所述-5V电源连接,所述电容C8的一端连接所述收发器U4的5脚,所述收发器U4的8脚与所述C8的另一端相连后与所述+5V电源连接,所述收发器U4的6、7脚分别对应连接至所述信号采集电路的信号输出端,以实现采集信号的收、发,所述隔离器U5的4脚与所述信号处理电路的输入端相连接,以实现将所述信号隔离电路的信号反馈至所述信号处理电路中进行信号处理。
本发明的有益效果是,控制电路控制超声波驱动电路向超声波传感器输出驱动信号,超声波传感器在接收驱动信号后输出超声波信号至信号采集电路,而在信号采集电路、信号处理电路之间连接有信号隔离电路,则可实现对测风仪本身输出的通讯信号做到不间断实时监测,当数据出现不稳定情形时,通过信号隔离电路实现信号隔离,并将该信号发送至信号处理电路进行实时处理,随后通过控制器进行实时操作,也就是执行强制重启操作,可靠性高,从而保证正常使用,具有较好的经济使用价值。
附图说明
图1是本发明的结构框图;
图2是本发明中控制电路的电路原理图;
图3是本发明中电源电路的电路原理图;
图4是本发明中信号隔离电路的电路原理图。
具体实施方式
如图1~图4所示,本发明在线式测风仪看门狗系统,其包括顺序电连接的信号采集电路1、信号处理电路2、控制电路3、超声波驱动电路4,超声波驱动电路4经连接超声波传感器5的驱动控制端后与信号采集电路1的相连接,其还包括相连接的信号隔离电路6、电源电路7,信号隔离电路6连接于信号采集电路1、信号处理电路2之间,其中,控制电路3控制超声波驱动电路4向超声波传感器5输出驱动信号,超声波传感器5在接收驱动信号后输出超声波信号至信号采集电路1;电源电路7,用于给信号隔离电路6独立供电;信号隔离电路6,用于在接收到信号采集电路1采集的信号后,实现光电隔离,并将隔离信号反馈至信号处理电路2进行处理,通过控制电路3给予反馈。
需要注意的是,本发明中的信号采集电路1、信号处理电路2、超声波驱动电路4、超声波传感器5均采用的现有电路或部件,信号采集电路1,用以接收超声波传感器5的信号,现有可实现信号接收、采集的电路均可适用;信号处理电路2,用以对接收到的信号进行处理,并将处理信号反馈至控制器,具体的信号处理操作需要根据实际情况判断,若接收到的信号为不稳定数据信号,则将该信号转换处理后反馈至控制器,通过控制器发出执行强制重启操作,若接收到的信号为稳定数据信号,就重复信号监测操作,则可实现上述信号处理功能的电路均可适用;超声波驱动电路4,用以接收控制电路3的输出信号,并向超声波传感器5输出驱动信号进行监测,则可实现上述驱动功能的电路均可适用。
其还包括温湿度传感器8,温湿度传感器8连接于控制电路3,以将采集的温湿度信号实时反馈至控制电路3,进行实时控制处理。
控制电路3包括控制器U1、发光二极管D1、电阻R1、按键S1、电容C1、C2、接口J1、J2、选择开关SW,控制器U1采用型号STC15W40SAS单片机,接口J2的1脚与选择开关SW的2脚相连接,选择开关SW的1脚与发光二极管D1的正极、电容C1、C2的一端均相连接后接电源VCC,按键S1的一端与控制器U1的13脚相连接,接口J2的2、3脚分别与控制器U1的11、12脚对应连接,接口J1的1脚与控制器U1的19脚相连接,发光二极管D1的负极经电阻R1后与接口J1的2脚相连接,接口J2的4脚与接口J1的3脚、按键S1、电容C1、C2的另一端均相连接后接地。
电源电路7包括二极管D2、电感L1、L2、电阻R2、R3、电容C3~C7、稳压器VR1、DC转换器U2、U3,稳压器VR1采用型号7805CT稳压芯片,DC转换器U2、U3均采用型号LF101S转换芯片;二极管D2的正极与+24V电源连接,二极管D2的负极与电感L1、电容C3的一端均相连接,电感L1的另一端经电阻R2后与电容C4的一端、稳压器VR1的1脚均相连接,电感L2的一端与电阻R3的一端连接,稳压器VR1的2脚与电容C5的一端相连后接电源VCC,电阻R3的另一端与电容C4、C5的另一端、稳压器VR1的3脚均相连接后接地,电容C3、电感L2的另一端相连后与-24V电源连接,DC转换器U2、U3的1脚均接地,DC转换器U2、U3的2脚均电源VCC,DC转换器U2的4脚与电容C6的一端连接后与-5V电源连接,DC转换器U2的5脚与电容C6的另一端连接后与+5V电源连接,DC转换器U3的4脚与电容C7的一端连接后与-5V电源连接,DC转换器U3的5脚与电容C7的另一端连接后与+5V电源连接。
信号隔离电路6包括收发器U4、隔离器U5、电阻R4、电容C8,收发器U4采用型号SP485EC收发芯片,隔离器U5采用型号H11L1隔离芯片,隔离器U5的1脚经电阻R4后连接+5V电源,隔离器U5的5、6脚分别对应连接-5V电源、+5V电源,隔离器U5的2脚连接收发器U4的1脚,收发器U4的2、3、4脚相连后与-5V电源连接,电容C8的一端连接收发器U4的5脚,收发器U4的8脚与C8的另一端相连后与+5V电源连接,收发器U4的6、7脚分别对应连接至信号采集电路1的信号输出端,以实现采集信号的收、发,隔离器U5的4脚(输出端V0)与信号处理电路2的输入端相连接,以实现将信号隔离电路6的信号反馈至信号处理电路2中进行信号处理。
本发明可对测风仪本身输出的通讯信号做到不间断实时准确监测,以在出现数据输出不稳定情况时,执行强制重启操作,可靠性高,从而保证正常使用。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.在线式测风仪看门狗系统,其包括顺序电连接的信号采集电路、信号处理电路、控制电路、超声波驱动电路,所述超声波驱动电路经连接超声波传感器的驱动控制端后与所述信号采集电路的相连接,其特征在于,其还包括相连接的信号隔离电路、电源电路,所述信号隔离电路连接于所述信号采集电路、信号处理电路之间,其中,所述控制电路控制所述超声波驱动电路向所述超声波传感器输出驱动信号,所述超声波传感器在接收所述驱动信号后输出超声波信号至所述信号采集电路;所述电源电路,用于给所述信号隔离电路独立供电;所述信号隔离电路,用于在接收到所述信号采集电路采集的信号后,实现光电隔离,并将隔离信号反馈至所述信号处理电路进行处理。
2.根据权利要求1所述的在线式测风仪看门狗系统,其特征在于:其还包括温湿度传感器,所述温湿度传感器连接于所述控制电路,以将采集的温湿度信号实时反馈至所述控制电路,进行实时控制处理。
3.根据权利要求1所述的在线式测风仪看门狗系统,其特征在于:所述控制电路包括控制器U1、发光二极管D1、电阻R1、按键S1、电容C1、C2、接口J1、J2、选择开关SW,所述控制器U1采用型号STC15W40SAS单片机,所述接口J2的1脚与所述选择开关SW的2脚相连接,所述选择开关SW的1脚与所述发光二极管D1的正极、电容C1、C2的一端均相连接后接电源VCC,所述按键S1的一端与所述控制器U1的13脚相连接,所述接口J2的2、3脚分别与所述控制器U1的11、12脚对应连接,所述接口J1的1脚与所述控制器U1的19脚相连接,所述发光二极管D1的负极经所述电阻R1后与所述接口J1的2脚相连接,所述接口J2的4脚与所述接口J1的3脚、按键S1、电容C1、C2的另一端均相连接后接地。
4.根据权利要求3所述的在线式测风仪看门狗系统,其特征在于:所述电源电路包括二极管D2、电感L1、L2、电阻R2、R3、电容C3~C7、稳压器VR1、DC转换器U2、U3,所述稳压器VR1采用型号7805CT稳压芯片,所述DC转换器U2、U3均采用型号LF101S转换芯片;所述二极管D2的正极与+24V电源连接,所述二极管D2的负极与所述电感L1、电容C3的一端均相连接,所述电感L1的另一端经所述电阻R2后与所述电容C4的一端、稳压器VR1的1脚均相连接,所述电感L2的一端与所述电阻R3的一端连接,所述稳压器VR1的2脚与所述电容C5的一端相连后接所述电源VCC,所述电阻R3的另一端与所述电容C4、C5的另一端、稳压器VR1的3脚均相连接后接地,所述电容C3、电感L2的另一端相连后与-24V电源连接,所述DC转换器U2、U3的1脚均接地,所述DC转换器U2、U3的2脚均所述电源VCC,所述DC转换器U2的4脚与所述电容C6的一端连接后与-5V电源连接,所述DC转换器U2的5脚与所述电容C6的另一端连接后与+5V电源连接,所述DC转换器U3的4脚与所述电容C7的一端连接后与所述-5V电源连接,所述DC转换器U3的5脚与所述电容C7的另一端连接后与所述+5V电源连接。
5.根据权利要求4所述的在线式测风仪看门狗系统,其特征在于:所述信号隔离电路包括收发器U4、隔离器U5、电阻R4、电容C8,所述收发器U4采用型号SP485EC收发芯片,所述隔离器U5采用型号H11L1隔离芯片,所述隔离器U5的1脚经所述电阻R4后连接所述+5V电源,所述隔离器U5的5、6脚分别对应连接所述-5V电源、+5V电源,所述隔离器U5的2脚连接所述收发器U4的1脚,所述收发器U4的2、3、4脚相连后与所述-5V电源连接,所述电容C8的一端连接所述收发器U4的5脚,所述收发器U4的8脚与所述C8的另一端相连后与所述+5V电源连接,所述收发器U4的6、7脚分别对应连接至所述信号采集电路的信号输出端,以实现采集信号的收、发,所述隔离器U5的4脚与所述信号处理电路的输入端相连接,以实现将所述信号隔离电路的信号反馈至所述信号处理电路中进行信号处理。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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