CN113468085B - 多功能智能采集仪及其采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了多功能智能采集仪及其采集方法，通过设置多通道选择电路，可以实现多个振弦型传感器公用一个接口，通过将模拟信号采集接口和数字信号采集接口公用一个接口，可以减少采集仪的接口数量，实现以最少数量的信号接口实现最多种类信号的采集，提高采集仪信号接口利用率；通过给每个通道配置第二继电器，便于分离模拟信号和数字信号，避免模拟信号与数字信号混淆，将模拟信号和数字信号送入相应的信号处理采集模块，实现模拟信号采集和数字信号采集的分离和切换，解决模拟信号采集接口和数字信号采集接口公用一个信号接口时模拟信号与数字信号无法选择正确的信号处理采集模块的技术弊端。

Description

多功能智能采集仪及其采集方法

技术领域

本发明涉及数据检测技术领域，尤其涉及多功能智能采集仪及其采集方法。

背景技术

由于采集仪都是针对于单一信号的专用型采集仪，如：数字型采集仪只能采集RS485协议的数字型传感器的信号，模拟型采集仪只能采集输出电压、电阻、电流信号的模拟型传感器，振弦型采集仪只能采集振弦型传感器。然而在现场环境复杂的工程监测项目中，会有着各种各样的情况，很难使用单一类型的传感器与采集仪就能完成整个工程项目的监测。常常使用到多种类型的传感器，然后需要配置多种采集仪来监测这些传感器状态，给工程的实施带来非常多的不便，以及提高了整体监测方案的复杂性。

虽然，目前有集成模拟信号采集、数字信号采集和开关量信号采集于一体的多功能采集仪，但是这种多功能采集仪针对不同类型采集信号设置了不同类型信号接口，例如，针对模拟信号、数字信号和开关量信号分别设置有模拟信号接口、数字信号接口和开关量接口。这种针对不同类型设置不同信号接口的采集仪存在信号接口利用率不高，并且调试复杂的技术问题。因此，为了解决上述问题，本发明设置了多功能智能采集仪及其采集方法，设置振弦信号接口可以接入若干个振弦型传感器，将模拟采集接口和数字采集接口公用一个接口，可以实现以最少数量的信号接口实现最多种类信号的采集，提高采集仪信号接口利用率。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了多功能智能采集仪及其采集方法，设置振弦信号接口可以接入若干个振弦型传感器，将模拟采集接口和数字采集接口公用一个接口，可以实现以最少数量的信号接口实现最多种类信号的采集，提高采集仪信号接口利用率。

本发明的技术方案是这样实现的：一方面，本发明提供了多功能智能采集仪，其包括若干个通道、若干个振弦型传感器、模拟型传感器、数字型传感器、模拟信号处理采集模块、数字信号处理采集模块、振弦信号处理采集模块和主控制器，还包括若干个第二继电器；

每个通道均包括振弦信号接口、第一信号接口和第二信号接口；

振弦信号接口包括多通道选择电路；

多通道选择电路接收主控制器的选通信号，根据选通信号选通对应的振弦型传感器；

多通道选择电路的控制端与主控制器的I/O口连接，多通道选择电路的多个输入端分别与若干个振弦型传感器一一对应电性连接，多通道选择电路的多个输出端分别与振弦信号处理采集模块的输入端电性连接，振弦信号处理采集模块的输出端与主控制器的通用输入输出口电性连接；

模拟型传感器或数字型传感器通过第一信号接口或第二信号接口与单体第二继电器的公共端电性连接，该单体第二继电器的常开触点和常闭触点分别与模拟信号处理采集模块的输入端、数字信号处理采集模块的输入端一一对应电性连接，第二继电器的控制端与主控制器的数字接口电性连接，模拟信号处理采集模块的输出端、数字信号处理采集模块的输出端分别与主控制器的多个通用输入输出口电性连接。

在以上技术方案的基础上，进一步优选的，多通道选择电路包括耦合器、三极管驱动电路和第一继电器；

耦合器的输入端与主控制器的I/O口连接，耦合器的输出端与三极管驱动电路的输入端电性连接，三极管驱动电路的输出端与第一继电器的线圈连接，第一继电器的若干个常开触点一端分别与若干个振弦型传感器一一对应电性连接，常开触点的另一端分别与振弦信号处理采集模块的输入端电性连接。

在以上技术方案的基础上，进一步优选的，模拟型传感器包括电流型传感器、电压型传感器和电阻型传感器；

模拟信号处理采集模块包括：电压信号处理模块、电流信号处理模块、电阻信号处理模块、通道选择器和模数转换模块；

电流型传感器、电压型传感器和电阻型传感器中任一传感器与第一信号接口或第二信号接口连接，电压信号处理模块的输入端、电流信号处理模块的输入端和电阻信号处理模块的输入端分别与继电器的常开触点电性连接，电压信号处理模块的输出端、电流信号处理模块的输出端和电阻信号处理模块的输出端分别与通道选择器的三个输入端一一对应电性连接，通道选择器的输出端通过模数转换模块与主控制器的多个通用输入输出口电性连接。

在以上技术方案的基础上，进一步优选的，还包括开关型传感器和IO信号处理采集模块；

通道还包括开关量接口；

开关型传感器通过开关量接口与IO信号处理采集模块的输入端电性连接，IO信号处理采集模块的输出端与主控制器的通用输入输出口电性连接。

另一方面，本发明提供多功能智能采集仪的采集方法，包括以下步骤：

S1、基于基础信息配置参数、网络连接信息配置参数和通道信息配置参数设置配置参数表，基于配置参数表驱动权利要求1中各通道的接口，根据主控制器的选通信号选通指定的振弦型传感器；

S2、判断本次扫频是否为第一次扫频，若是，则设定扫频步长、激振时间以及扫频次数；若不是，则采用上一次成功扫频激振反馈的工作参数自适应设定本次扫频的工作参数；

S3、确定扫频的初始频率，对振弦型传感器进行预激振，对振弦型传感器输出的震荡信号进行频率测量，若该频率下振弦型传感器起振，则执行S4；

若该频率下振弦型传感器无法起振或主控制器无法采集到有效信号，则激振频率按照固定步进长度递增，并判断此时扫频脉冲频率是否在设定的扫频范围内，若是则对传感器继续扫频，若不是则将扫频次数加一并判断其是否超过设定的扫频次数阀值，若在设定扫频次数阀值以内，则将扫频频率设置为扫频范围的最小值，若此时扫频次数已经超过阀值，则改变扫频工作的参数，并重复初扫频的过程；

S4、以振弦型传感器起振对应的激振频率为共振频率，以共振频率为中心频率设置复扫频的扫频范围和扫频步长，并对传感器进行复扫频，以及对振弦型传感器输出的震荡信号进行频率测量，若该频率下振弦型传感器起振，则以该频率为振弦传感器共振频率的精确值；

若该频率下振弦型传感器无法起振或主控制器无法采集到有效信号，则激振频率按照固定步进长度递增，再次扫频，直至振弦传感器起振；

S5、振弦信号处理采集模块对振弦型传感器输出信号进行硬件调制，并将调制后的信号输出至主控制器，主控制器基于滤波算法对调制后的信号进行处理，计算出传感器的当前震动频率，完成振弦信号采集。

在以上技术方案的基础上，进一步优选的，还包括以下步骤：

S6、振弦型传感器采集完成后，主控制器通过获取第一信号接口或第二信号接口的配置参数表得知当前使用第一信号接口或第二信号接口的传感器类型；

若当前接入传感器为模拟型传感器，主控制器控制继电器选通模拟信号处理采集模块，并按照模拟采集逻辑完成模拟信号采集；

若当前接入传感器为数字型传感器，主控制器控制继电器选通数字信号处理采集模块，并按照数字采集逻辑完成数字信号采集；

S7、数字信号和模拟信号采集完成后，打开IO信号处理采集模块，完成开关量采集，将振弦信号、数字信号、模拟信号、开关量更新到多功能智能采集仪内存，并更新采样完成时间戳。

在以上技术方案的基础上，进一步优选的，S1中基础信息配置参数包括：工作模式、采集间隔和上传间隔；

网络连接信息配置参数包括：期望连接的IP地址和端口号、MQTT主题号、登录账户名以及密码；

通道信息配置参数包括：振弦信号接口配置、开关量信号接口配置、继电器配置、模拟信号接口配置和数字信号接口配置；

振弦信号接口配置包括激励电压类型配置；

开关量信号接口配置包括开关状态配置；

继电器配置包括通路选择配置以及数字/模拟信号选择配置；

模拟信号接口配置包括电压、电流、电阻类型的选择，零点配置以及满点配置；

数字信号接口配置传感器地址以及传感器类型的配置。

在以上技术方案的基础上，进一步优选的，S5中滤波算法具体包括以下步骤：

S201、主控制器滤除初始采样的42个震荡波形，再次采集10个震荡波形，基于所述10个震荡波形初步估算当前震动频率；

S202、对当前震动频率进行判断；若当前震动频率超出正常频率范围，则主控制器停止本次采集，并滤除不合理震动波形；若当前震动频率属于正常频率范围，则继续采集10个震荡波形，直至到达预设采集时间或达到目标采集样本量；

S203、基于预设采集时间采集样本或目标采集样本量精确计算当前震动频率。

在以上技术方案的基础上，进一步优选的，S6中数字采集逻辑具体包括以下步骤：

S301、主控制器通过RS485协议读取数字型传感器的数据，查看内部待采集传感器的表格得知下次采集的传感器所在的通道，以及该传感器对应的RS485串口配置、发送指令和该传感器回传数据的含义信息；

S302、将对应的通道配置成数字型采集模式，配置串口的波特率、数据位、校验位与传感器相匹配；

S303、主控制器发送相应的指令，接收传感器的回传信息，并对信息解码，得到需要的数据，存储在内存中。

在以上技术方案的基础上，进一步优选的，S6中模拟采集逻辑具体包括以下步骤：

S401、主控制器读取通道选择器的接口配置信息表，接口配置信息表包括通道选择器各接口连接的模拟型传感器类型以及各接口输入电压；

S402、当模拟型传感器接入采集仪时，主控制器获取通道选择器各接口电压实际大小，通过对比通道选择器的接口配置信息表，得知当前正在测量的传感器类型，并控制通道选择器打开相应信号处理模块，对信号进行处理和采集。

本发明的多功能智能采集仪及其采集方法相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)通过设置多通道选择电路，可以实现多个振弦型传感器公用一个接口，减少采集仪的接口数量，可以实现以最少数量的信号接口实现最多种类信号的采集，提高采集仪信号接口利用率；

(2)通过将模拟信号采集接口和数字信号采集接口公用一个接口，可以减少采集仪的接口数量，实现以最少数量的信号接口实现最多种类信号的采集，提高采集仪信号接口利用率；

(3)通过给每个通道配置第二继电器，便于分离模拟信号和数字信号，避免模拟信号与数字信号混淆，将模拟信号和数字信号送入相应的信号处理采集模块，实现模拟信号采集和数字信号采集的分离和切换，解决模拟信号采集接口和数字信号采集接口公用一个信号接口时模拟信号与数字信号无法选择正确的信号处理采集模块的技术弊端；

(4)在模拟信号处理采集模块中设置电压信号处理模块、电流信号处理模块和电阻信号处理模块，可以对电流信号、电压信号和电阻信号的信号调理处理，涵盖所有模拟型传感器的信号调理功能，实现多功能信号采集，扩大了应用场景；

(5)在模拟信号处理采集模块中设置通道选择器，可以实现主控制器对接入模拟型传感器的识别，以及将传感器输出信号输送至正确的信号处理模块中，解决本发明中电压信号处理模块、电流信号处理模块和电阻信号处理模块公用一个信号接口导致主控制器无法实现当前测量传感器类型的技术弊端；

(6)通过改进模拟采集逻辑，可以解决主控制器无法得知当前测量的传感器类型，进而导致无法将该传感器输出信号输送至正确的信号处理模块的问题；

(7)通过在振弦信号处理采集模块中设置激励电压输出控制电路，可根据当前激励频率控制激励电压的输出，以达到指定频率激励，加快振弦信号的测量速度；在振弦信号处理采集模块中设置电压比较器和参考电压，可以滤除幅值低于参考电压的干扰信号，提高测量精度；

(8)通过改进振弦信号采集逻辑，滤除初始采样的42个震荡波形，可以防止设备本身的激励信号对采样数据的影响，确保设备采集的信号是传感器自身震荡产生，从而提高振弦采样信号的精确度；

(9)本发明采用主、副双电源方式，可以在主电源断电时，副电源作为备用电源提供电能，保证采集仪的正常工作；

(10)本发明可以根据电源模块的电量采用相应的工作模式，并支持五种基础信息存储，可以根据基础信息对应的电量配置，在达到相应电量时，采用相应的工作模式、采集间隔、上传间隔进行工作，达到不同电量，不同工作强度的效果。

(11)通过将数字传感器设置成读取到主控制器发送的读取指令后再返回信息的数据传输模式，可以避免模拟信号接口与数字信号接口公用一个信号接口时，数字型传感器无法发送数据至主控制器的技术问题；

(12)通过设置扫频步长、激振时间以及扫频次数为限制因素，可以针对不同的振弦型传感器合理设置激振时间，并且对于每个激振点频率都对传感器输出信号进行测量判断传感器是否可靠性起振这种方法，从而不需要担心激振时间过长而导致错过了传感器输出信号的合适测量时间而无法采集传感器输出信号。

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获得其他的附图。

图1为本发明多功能智能采集仪的结构图；

图2为本发明多功能智能采集仪中模拟信号处理采集模块的结构图；

图3为本发明多功能智能采集仪中振弦信号处理采集模块的结构图；

图4为本发明多功能智能采集仪中振弦信号接口的结构图；

图5为本发明多功能智能采集仪的采集方法的流程图；

图6为本发明多功能智能采集仪的采集方法中数字采集逻辑的流程图；

图7为本发明多功能智能采集仪的采集方法中数字型传感器待采集表格的存储结构；

图8为本发明多功能智能采集仪的采集方法中双电源供电示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例1

现有的多功能采集仪虽然能集模拟信号采集、数字信号采集和开关量采集于一体，但是其本质是将原本单一的采集仪集成在一个仪器上，并不涉及相关技术融合，因此，现有多功能采集仪上的一种信号接口只能接入一种类型信号，例如，针对模拟信号、数字信号和开关量信号分别设置有模拟信号接口、数字信号接口和开关量接口，这样造成采集仪信号接口数量多，并且信号接口利用率不高，并且调试复杂的技术问题。因此，为了解决上述问题，本实施例的采集仪其振弦信号接口可以接入若干个振弦型传感器，模拟信号接口和数字信号接口公用一个信号接口，可以实现以最少数量的信号接口实现最多种类信号的采集，提高采集仪信号接口利用率。其中，本实施例的采集仪结构如图1所示，其电源模块、若干个通道、模拟型传感器、数字型传感器、开关型传感器、振弦型传感器、模拟信号处理采集模块、数字信号处理采集模块、IO信号处理采集模块、振弦信号处理采集模块、若干个继电器和主控制器。

若干个通道，提供若干个信号输入接口。每个通道的结构相同，因此，在此只介绍其中一路通道。本实施例的通道采用单通道六接口的设计，具体包括电源输出接口、振弦信号接口、开关量接口、第一信号接口、第二信号接口以及公共端。由于开关型信号是触发型信号，需要设备实时监控，所以针对开关型信号单独设置了一个开关量接口。由于振弦型信号需要设备输出激励电压，所以也为振弦型信号单独分配了一个振弦信号接口。

为了实现振弦信号接口接入若干个振弦型传感器的目的，本实施例中，如图4所示，振弦信号接口包括多通道选择电路；多通道选择电路接收主控制器的选通信号，根据选通信号选通对应的振弦型传感器；多通道选择电路的控制端与主控制器的I/O口连接，多通道选择电路的多个输入端分别与若干个振弦型传感器一一对应电性连接，多通道选择电路的多个输出端分别与振弦信号处理采集模块的输入端电性连接，振弦信号处理采集模块的输出端与主控制器的通用输入输出口电性连接。优选的，多通道选择电路包括耦合器、三极管驱动电路和第一继电器；耦合器的输入端与主控制器的I/O口连接，耦合器的输出端与三极管驱动电路的输入端电性连接，三极管驱动电路的输出端与第一继电器的线圈连接，第一继电器的若干个常开触点一端分别与若干个振弦型传感器一一对应电性连接，常开触点的另一端分别与振弦信号处理采集模块的输入端电性连接。本实施例中，采用第一继电器对振弦传感器侧和采集板采集侧进行物理隔离，三极管驱动电路中三级管的基级通入高电平后，第一继电器吸合，从而使传感器侧和采集设备侧对应引脚吸合，达到选通指定传感器的目的。由于主控制器的I/O口输出电压一般为3.3V，如果三级管的基级直接与主控制器的I/O口相连，通信线路上的阻抗可能导致三极管基级实际获得的电压较低，结合电子元器件不同批次之间质量的差异，多通道选择电路容易受到干扰，出现开关不稳定的情况，影响振弦传感器数据的采集，因此，为了解决上述问题，本实施例中，设置了耦合器，一方面对每一路的开关信号做了隔离，使主控制器输出信号不直接驱动三极管，减少干扰；另一方面，通过将3.3V应转换为高电平，提高了开关信号的驱动能力。

优选的，为了缩减采集仪的接口数量，本实施例中模拟信号的采样接口共用了数字量的采样接口，本实施例中，设置第一信号接口和第二信号接口采集模拟信号或数字信号。第一信号接口和第二信号接口的结构相同，并且两接口属于独立接口，可以单独完成模拟信号或数字信号的采集。本实施例中，设置两路第一信号接口和第二信号接口的目的在于：一方面，当接入传感器类型为数字型传感器，并进行数字信号接口参数配置时，由于数字型传感器配置需要基于RS485协议进行配置，并且配置需要485协议的A相和B相接口，为了便于数字型传感器配置，本实施例设置了分别对应485协议A相和B相接口的第一信号接口和第二信号接口，在数字型传感器进行配置时，将数字型传感器的485协议A相和B相接口分别与第一信号接口和第二信号接口一一对应连接；另一方面，当接入传感器类型为模拟型传感器时，设置第一信号接口和第二信号接口可以同时测量两种模拟型传感器，可以提高测量效率以及接口利用率。

模拟型传感器、数字型传感器、开关型传感器和振弦型传感器，分别用于采集模拟信号、数字信号、开关量和振弦信号。其中，模拟型传感器由分为电流型传感器、电压型传感器和电阻型传感器。本实施例中，并不涉及对传感器的改进，因此，在此不限制传感器型号。

模拟信号处理采集模块，当第一信号接口或第二信号接口接入传感器类型为模拟型传感器时，模拟信号处理采集模块对输入的模拟信号进行信号调理处理。

数字信号处理采集模块，当第一信号接口或第二信号接口接入传感器类型为数字型传感器时，数字信号处理采集模块对输入的数字信号进行信号调理处理。

若干个第二继电器，由于本实施例中，模拟信号采集接口和数字信号采集接口公用了一个信号接口，因此，模拟信号处理采集模块和数字信号处理采集模块也公用一个接口，此时，存在无法将模拟信号和数字信号分离并且将模拟信号和数字信号送入相应的信号处理采集模块的技术弊端。为了便于分离模拟信号和数字信号，避免模拟信号与数字信号混淆，并将模拟信号和数字信号送入相应的信号处理采集模块，本实施例设置了第二继电器，通过第二继电器选通模拟信号采集和数字信号采集，解决模拟信号采集接口和数字信号采集接口公用一个信号接口时无法针对传感器类型选择对应的信号处理采集模块的技术弊端。第二继电器数量与通道数量相同，每个通道设置一个第二继电器。第二继电器一方面用于其所属通道中模拟信号采集与数字信号采集的切换；另一方面，第二继电器的低导通内阻特性，可以减少对待采集信号的影响。本实施例中，模拟型传感器或数字型传感器通过第一信号接口或第二信号接口与单体第二继电器的公共端电性连接，该单体第二继电器的常开触点和常闭触点分别与模拟信号处理采集模块的输入端、数字信号处理采集模块的输入端一一对应电性连接，第二继电器的控制端与主控制器的数字接口电性连接，模拟信号处理采集模块的输出端、数字信号处理采集模块的输出端分别与主控制器的多个通用输入输出口电性连接。

IO信号处理采集模块，对开关量接口输出的开关量信号进行信号调理处理。本实施例中，开关型传感器通过开关量接口与IO信号处理采集模块的输入端电性连接，IO信号处理采集模块的输出端与主控制器的通用输入输出口电性连接。优选的，IO信号处理采集模块包括光耦，所述光耦为了隔离设备与外界接口。当光耦导通时，主控制器会进行一次计数，只有光耦熄灭并再次导通时，采集仪才会进行下一次的计数，主控制器通过读取开关导通次数的方式来采集开关型信号。

振弦信号处理采集模块，对振弦信号接口输出的振弦信号进行信号调理处理。本实施例中，振弦型传感器通过振弦信号接口与振弦信号处理采集模块的输入端电性连接，振弦信号处理采集模块的输出端与主控制器的通用输入输出口电性连接。

本实施例的工作原理为：开关型传感器输出的开关量经过IO信号处理采集模块处理后输入至主控制器的通用输入输出口，主控制器通过读取开关导通次数的方式来采集开关型信号；

经多通道选择电路选择指定振弦型传感器后，指定的振弦型传感器输出的振弦信号经过振弦信号处理采集模块处理后输入至主控制器的通用输入输出口，主控制器统计指定时间内振弦型传感器回传信号的个数，即可计算出振弦型传感器的当前震动频率；

当第一信号接口或第二信号接口接入传感器类型为模拟型传感器时，主控制器控制第二继电器选通模拟信号处理采集模块，模拟信号处理采集模块对输入的模拟信号进行信号调理处理，并将处理后的信号传输至主控制器。

当第一信号接口或第二信号接口接入传感器类型为数字型传感器时，主控制器控制第二继电器选通数字信号处理采集模块，数字信号处理采集模块对输入的数字信号进行信号调理处理，并将处理后的信号传输至主控制器。

本实施例的有益效果为：通过设置多通道选择电路，可以实现多个振弦型传感器公用一个接口，减少采集仪的接口数量，可以实现以最少数量的信号接口实现最多种类信号的采集，提高采集仪信号接口利用率；

通过将模拟信号采集接口和数字信号采集接口公用一个接口，可以减少采集仪的接口数量，可以实现以最少数量的信号接口实现最多种类信号的采集，提高采集仪信号接口利用率；

通过给每个通道配置第二继电器，便于分离模拟信号和数字信号，避免模拟信号与数字信号混淆，将模拟信号和数字信号送入相应的信号处理采集模块，实现模拟信号采集和数字信号采集的分离和切换，解决模拟信号采集接口和数字信号采集接口公用一个信号接口时模拟信号与数字信号无法选择正确的信号处理采集模块的技术弊端。

实施例2

实施例1中，由于电流型传感器、电压型传感器和电阻型传感器公用了一个信号接口，因此，模拟信号处理采集模块接入的第一信号接口或第二信号接口在接入模拟型传感器时，一次只能接入一种类型的模拟型传感器，此时主控制器无法得知当前测量的传感器类型，进而导致无法将该传感器输出信号输送至正确的信号处理模块。为了解决这个问题，本实施例改进了模拟信号处理采集模块的硬件结构，具体的，如图2所示，本实施例中模拟信号处理采集模块包括：电压信号处理模块、电流信号处理模块、电阻信号处理模块、通道选择器和模数转换模块。

由于本实施例中，模拟型传感器包括电流型传感器、电压型传感器和电阻型传感器，并且电流型传感器、电压型传感器和电阻型传感器的信号调理过程不同，为了实现对电流信号、电压信号和电阻信号的信号调理处理，本实施例在实施例1的基础上，在模拟信号处理采集模块中设置了电压信号处理模块、电流信号处理模块和电阻信号处理模块。

电压信号处理模块，对电压型传感器输出的电压信号进行调理，并将调理后的信号输出至主控制器。电压信号处理模块的输入端与继电器的常开触点电性连接，电压信号处理模块的输出端与通道选择器的输入端电性连接。优选的，本实施例中，电压信号处理模块包括：顺次连接的电压跟随器、分压电路和滤波电路。电压型传感器输出的电压信号首先经过电压跟随器进行隔离，保护后级电路不会因为外部接口的错误使用而损坏；然后经过一个被主控制器控制的分压电路，该分压电路让采集仪可以测量远高于参考电平的电压信号，而且使得采集仪可以测量两种量程的电压信号；之后经过滤波电路，进入通道选择器。

电流信号处理模块，对电流型传感器输出的电流信号进行调理，并将调理后的信号输出至主控制器。电流信号处理模块的输入端与继电器的常开触点电性连接，电流信号处理模块的输出端与通道选择器的输入端电性连接。优选的，本实施例中，电流信号处理模块包括：采样电阻和滤波器。电流型传感器输出的电流信号首先经过采样电阻转换为电压型信号，所述电压型信号经过滤波器滤波后进入通道选择器。

电阻信号处理模块，对电阻型传感器输出的电阻信号进行调理，并将调理后的信号输出至主控制器。电阻信号处理模块的输入端与继电器的常开触点电性连接，电阻信号处理模块的输出端与通道选择器的输入端电性连接。优选的，本实施例中，电阻信号处理模块包括：参考电阻。参考电压输入至参考电阻的一端，参考电阻的另一端通过电阻型传感器接地，电阻型传感器的两端接入通道选择器；主控制器通过检测电阻型传感器上的电压以及参考电阻上的电压，通过比例关系，即可得到外接电阻的大小。

由于电流型传感器、电压型传感器和电阻型传感器公用了一个信号接口，因此，模拟信号处理采集模块接入的第一信号接口或第二信号接口在接入模拟型传感器时，一次只能接入一种类型的模拟型传感器，此时主控制器无法得知当前测量的传感器类型，进而导致无法将该传感器输出信号输送至正确的信号处理模块。为了实现主控制器对接入模拟型传感器的识别，以及将传感器输出信号输送至正确的信号处理模块中，本实施例中在硬件和模拟采集逻辑上做了相应的改进。

其中，硬件改进为：设置了通道选择器，电压信号处理模块的输出端、电流信号处理模块的输出端和电阻信号处理模块的输出端分别与通道选择器的三个输入端一一对应电性连接，通道选择器的输出端通过模数转换模块与主控制器的多个通用输入输出口电性连接。

模拟采集逻辑的改进包括以下内容：

S401、主控制器读取通道选择器的接口配置信息表，接口配置信息表包括通道选择器各接口连接的模拟型传感器类型以及各接口输入电压；

S402、当模拟型传感器接入采集仪时，主控制器获取通道选择器各接口电压实际大小，通过对比通道选择器的接口配置信息表，得知当前正在测量的传感器类型，并控制通道选择器打开相应信号处理模块，对信号进行处理和采集。

本实施例的工作原理为：首先按照本实施例的连线方式连接设备，基于连接关系配置通道选择器的接口配置信息表，接口配置信息表中记载了通道选择器每个输入端接入的模拟型传感器类型，以及接入模拟型传感器时对应输入端的电压大小。当模拟型传感器接入采集仪时，主控制器获取通道选择器各接口电压实际大小，通过对比通道选择器的接口配置信息表中电压参数，得知当前正在测量的传感器类型，并控制通道选择器打开相应信号处理模块，对信号进行处理和采集。

本实施例的有益效果为：在模拟信号处理采集模块中设置电压信号处理模块、电流信号处理模块和电阻信号处理模块，可以对电流信号、电压信号和电阻信号的信号调理处理，涵盖所有模拟型传感器的信号调理功能，实现多功能信号采集，扩大了应用场景；

在模拟信号处理采集模块中设置通道选择器，可以实现主控制器对接入模拟型传感器的识别，以及将传感器输出信号输送至正确的信号处理模块中，解决本实施例中电压信号处理模块、电流信号处理模块和电阻信号处理模块公用一个信号接口导致主控制器无法实现当前测量传感器类型的技术弊端；

通过改进模拟采集逻辑，可以解决主控制器无法得知当前测量的传感器类型，进而导致无法将该传感器输出信号输送至正确的信号处理模块的问题。

实施例3

在实施例1或实施例2的基础上，为了加快振弦信号的测量，本实施例振弦信号的调制部分采用的硬件调制。为了确保振弦采样信号的精确度，本实施例在振弦信号采集逻辑上做了相应的改进。

优选的，如图3所示，振弦信号处理采集模块包括：激励电压生成电路、激励电压输出控制电路、限流限压电路、二阶滤波器、电压比较器和参考电压；其中，激励电压生成电路、激励电压输出控制电路、限流限压电路、二阶滤波器和电压比较器的第一输入端顺次电性连接，参考电压与电压比较器的第二输入端电性连接，电压比较器的输出端与主控制器的通用输入输出口电性连接。

振弦信号的硬件调制过程为：激励电压生成电路产生高压激励或者低压激励，并将高压激励或者低压激励输出至激励电压输出控制电路；激励电压输出控制电路根据当前激励频率控制激励电压的输出，以达到指定频率激励，并将指定频率激励信号输出至振弦型传感器的两端；振弦型传感器在指定频率激励信号的激励下产生震荡信号；所述震荡信号经过限流限压电路后，再经过二阶滤波器滤除杂波信号，最后输入至电压比较器的第一输入端，与电压比较器的第二输入端连接的参考电压进行比较，并滤除幅值低于参考电压的干扰信号，电压比较器将幅值高于参考电压的震荡信号输出至主控制器的通用输入输出口，主控制器统计指定时间内振弦型传感器回传信号的个数，即可计算出振弦型传感器的当前震动频率。

优选的，振弦信号采集逻辑作出的适应性改进为：主控制器基于滤波算法对调制后的信号进行处理。其中，滤波算法包括以下步骤：

S201、主控制器滤除初始采样的42个震荡波形，再次采集10个震荡波形，基于所述10个震荡波形初步估算当前震动频率；

需要说明的是：S201滤除初始采样的42个震荡波形是为了防止设备本身的激励信号对采样数据的影响，确保设备采集的信号是传感器自身震荡产生。其中，42个震荡波形是基于大量实验得出的临界数据，滤除42个震荡波形可保证设备采集的信号是传感器自身震荡产生。

S202、对当前震动频率进行判断；若当前震动频率超出正常频率范围，则主控制器停止本次采集以加快采集速率，并滤除不合理震动波形；若当前震动频率属于正常频率范围，则继续采集10个震荡波形，直至到达预设采集时间或达到目标采集样本量；

S203、基于预设采集时间采集样本或目标采集样本量精确计算当前震动频率。

本实施例的有益效果为：通过在振弦信号处理采集模块中设置激励电压输出控制电路，可根据当前激励频率控制激励电压的输出，以达到指定频率激励，加快振弦信号的测量速度；在振弦信号处理采集模块中设置电压比较器和参考电压，可以滤除幅值低于参考电压的干扰信号，提高测量精度；

通过改进振弦信号采集逻辑，滤除初始采样的42个震荡波形，可以防止设备本身的激励信号对采样数据的影响，确保设备采集的信号是传感器自身震荡产生，从而提高振弦采样信号的精确度。

实施例4

在实施例1至实施例3的任一实施例中，为了保证采集仪低功耗长时间工作，本实施例改进了采集仪的电源模块硬件结构。具体的，如图8所示，本实施的电源模块包括主电源、副电源、充电电路和电子开关；主电源的输入端与供电网连接，主电源的输出端分别与充电电路的输入端以及电源输出接口电性连接，充电电路的输出端与副电源的输入端电性连接，副电源的输出端通过电子开关与电源输出接口电性连接。本实施例外部供电采用主、副双电源方式进行设计。当主电源连接时，供电电路会主动切断副电源对主电路的供电，然后接通主电源对副电源的充电电路。当主电源断开时，闭合电子开关，供电电路会主动切换到副电源供电。由于副电源电压低，电量少，当主控制器检查到副电源供电时，会主动停止采集功能，但会保留上传功能，告知主控制器的主电源断开了供电，主控制器根据当前电源的电量进入相应的工作模式。

优选的，工作模式包括实时模式、省电模式和节能模式。当处于实时模式时，设备在完成一次采集后会紧接着进行下一次的采集；当处于省电模式时，设备会按照采集间隔时间进行采集，在采集时会自动关闭与采集相关外设的电源；当处于节能模式时，设备在不进行远程上传的时候，会关闭网络连接功能，如果设备在上传以及采集均完成的情况下，将保留最基本的功能。

本实施例的采集仪支持五种基础信息存储，可以根据基础信息对应的电量配置，在达到相应电量时，采用相应的工作模式、采集间隔、上传间隔进行工作，达到不同电量，不同工作强度的效果。其中，五种基础信息存储包括以下五种类型：

(1)电量达到80％以上，采用实时模式，采集间隔30s，上传间隔60-300s；

(2)电量达到60％-80％，采用省电模式，采集间隔3600s，上传间隔3600s；

(3)电量达到40％-60％，采用省电模式，采集间隔3600s，上传间隔7200s；

(4)电量达到20％-40％，采用省电模式，采集间隔3600s，上传间隔6h；

(5)电量达到0-20％，采用节能模式，采集间隔3600s，上传间隔12h。

本实施例的有益效果为：本实施例采用主、副双电源方式，可以在主电源断电时，副电源作为备用电源提供电能，保证采集仪的正常工作；

本实施例可以根据电源模块的电量采用相应的工作模式，并支持五种基础信息存储，可以根据基础信息对应的电量配置，在达到相应电量时，采用相应的工作模式、采集间隔、上传间隔进行工作，达到不同电量，不同工作强度的效果。

实施例5

传统的振弦型传感器扫频方式是先通过全范围扫频，完成扫频之后再对传感器输出信号测频。这种方法在共振和测频之间存在有一段重叠时间，如果此时振弦型传感器固有频率比较接近于扫频的起点，则会导致重叠时间过长，测量时间过短，无法测得输出信号的频率。为了解决这个问题，现有的解决方法是将低压扫频的过程分为了预扫频激振和复扫频激振两个部分，在预扫频过程中大致的获得传感器内部钢弦固有频率，通常在预扫频过程中预扫频的频率叠加步长会选得较长，从而为频率测量争取时间，这也就造成激振时间较长的现象；在复扫频阶段以预扫频阶段反馈的频率值为基础自适应地设置了复扫频阶段的扫频范围。但是这种方法忽略了不同类型的振弦式传感器其激振时间也不同的因素，通过传统方法获得的激振时间并不适用于所有的振弦式传感器，导致有些振弦式传感器激振时间过长，测频时间过短，无法采集传感器输出信号的问题。因此，为了解决这个问题，本实施例提供多功能只能采集仪的采集方法，如图5所示，其包括以下步骤：

S1、基于基础信息配置参数、网络连接信息配置参数和通道信息配置参数设置配置参数表，基于配置参数表驱动权利要求1中各通道的接口；

其中，基础信息配置参数包括：工作模式、采集间隔和上传间隔；

网络连接信息配置参数包括：期望连接的IP地址和端口号、MQTT主题号、登录账户名以及密码；

通道信息配置参数包括：振弦信号接口配置、开关量信号接口配置、继电器配置、模拟信号接口配置和数字信号接口配置。振弦信号接口配置包括激励电压类型配置；开关量信号接口配置包括开关状态配置；继电器配置包括通路选择配置以及数字/模拟信号选择配置；模拟信号接口配置包括电压、电流、电阻类型的选择，零点配置以及满点配置；数字信号接口配置传感器地址以及传感器类型的配置。主控制器可以根据通道信息配置参数准确的确定将要对哪个通道以及哪个接口进行怎样的操作。例如，当第一个通道中第一信号接口接入模拟型传感器时，主控制器控制继电器选通模拟信号处理采集模块；此时，主控制器再根据通道选择器的接口配置信息表得知接入的模拟型传感器类型，并控制通道选择器打开相应的相应信号处理模块，对信号进行处理和采集。

S2、判断本次扫频是否为第一次扫频，若是，则设定扫频步长、激振时间以及扫频次数；若不是，则采用上一次成功扫频激振反馈的工作参数自适应设定本次扫频的工作参数；

本步骤中，将扫频过程分为是否是第一次扫频两种情况，这种扫频方法不仅提高了数据测量的准确性也扩展了数据采集系统对不同类型振弦式传感器传感器的兼容性。

S3、确定扫频的初始频率，对振弦型传感器进行预激振，对振弦型传感器输出的震荡信号进行频率测量，若该频率下振弦型传感器起振，则执行S4；

若该频率下振弦型传感器无法起振或主控制器无法采集到有效信号，则激振频率按照固定步进长度递增，并判断此时扫频脉冲频率是否在设定的扫频范围内，若是则对传感器继续扫频，若不是则将扫频次数加一并判断其是否超过设定的扫频次数阀值，若在设定扫频次数阀值以内，则将扫频频率设置为扫频范围的最小值，若此时扫频次数已经超过阀值，则改变扫频工作的参数，并重复初扫频的过程；

通常，传感器工作区间为[400Hz，6000Hz]，在工作参数未知情况下，需进行全频段扫频激振才能实现振弦的可靠激振。因此，本实施例中，预扫频激振阶段扫频范围为[400Hz，6000Hz]。

优选的，本实施例中预扫频中扫频步长设置为10Hz。

本步骤中，通过设置扫频步长、激振时间以及扫频次数为限制因素，可以针对不同的振弦型传感器合理设置激振时间，并且对于每个激振点频率都对传感器输出信号进行测量判断传感器是否可靠性起振这种方法，从而不需要担心激振时间过长而导致错过了传感器输出信号的合适测量时间而无法采集传感器输出信号。

S4、以振弦型传感器起振对应的激振频率为共振频率，以共振频率为中心频率设置复扫频的扫频范围和扫频步长，并对传感器进行复扫频，以及对振弦型传感器输出的震荡信号进行频率测量，若该频率下振弦型传感器起振，则以该频率为振弦传感器共振频率的精确值；

若该频率下振弦型传感器无法起振或主控制器无法采集到有效信号，则激振频率按照固定步进长度递增，再次扫频，直至振弦传感器起振。

优选的，复扫频中扫频步长设置为0.1Hz。

S5、振弦信号处理采集模块对振弦型传感器输出信号进行硬件调制，并将调制后的信号输出至主控制器，主控制器基于滤波算法对调制后的信号进行处理，计算出传感器的当前震动频率，完成振弦信号采集；

需要说明的是：振弦信号的硬件调制部分以及滤波算法在实施例3中已做详细介绍，在此不再累述。

S6、振弦型传感器采集完成后，主控制器通过获取第一信号接口或第二信号接口的配置参数表得知当前使用第一信号接口或第二信号接口的传感器类型；

若当前接入传感器为模拟型传感器，主控制器控制继电器选通模拟信号处理采集模块，并按照模拟采集逻辑完成模拟信号采集；

若当前接入传感器为数字型传感器，主控制器控制继电器选通数字信号处理采集模块，并按照数字采集逻辑完成数字信号采集；

需要说明的是：模拟采集逻辑在实施例2中已做详细介绍，在此不再累述。

需要说明的是：由于本实施例1的采集仪中模拟信号接口和数字信号接口公用一个信号接口，因此，造成模拟型传感器和数字型传感器发送数据方式不同，即模拟信号可以随时进行采集并进行数据传输，而数字型传感器需要主控发送读取指令，数字型传感器才能返回信息。为了解决模拟信号接口和数字信号接口公用一个信号接口时，主控制器无法采集数字型传感器的返回信息，本实施例改进了主控制器的数字采集逻辑。具体的，如图6所示，数字采集逻辑具体包括以下步骤：

S301、主控制器通过RS485协议读取数字型传感器的数据，查看数字型传感器待采集表格得知下次采集的传感器所在的通道，以及该传感器对应的RS485串口配置、发送指令和该传感器回传数据的含义信息；

其中，如图7所示，数字型传感器待采集表格包括若干个待采样传感器，每个待采样传感器的配置信息包括传感器所在通道、传感器地址、传感器协议类型和传感器数据；传感器协议类型又包括读取指令和回传数据格式。

S302、将对应的通道配置成数字型采集模式，配置串口的波特率、数据位、校验位与传感器相匹配；

S303、主控制器发送相应的指令，接收传感器的回传信息，并对信息解码，得到需要的数据，存储在内存中。

S7、数字信号和模拟信号采集完成后，打开IO信号处理采集模块，完成开关量采集，将振弦信号、数字信号、模拟信号、开关量更新到多功能智能采集仪内存，并更新采样完成时间戳。

本实施例的有益效果为：通过设置扫频步长、激振时间以及扫频次数为限制因素，可以针对不同的振弦型传感器合理设置激振时间，并且对于每个激振点频率都对传感器输出信号进行测量判断传感器是否可靠性起振这种方法，从而不需要担心激振时间过长而导致错过了传感器输出信号的合适测量时间而无法采集传感器输出信号；

通过将数字传感器设置成读取到主控制器发送的读取指令后再返回信息的数据传输模式，可以避免模拟信号接口与数字信号接口公用一个信号接口时，数字型传感器无法发送数据至主控制器的技术问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.多功能智能采集仪，其包括若干个通道、若干个振弦型传感器、模拟型传感器、数字型传感器、模拟信号处理采集模块、数字信号处理采集模块、振弦信号处理采集模块和主控制器，其特征在于：还包括若干个第二继电器；

每个所述通道均包括振弦信号接口、第一信号接口和第二信号接口；

所述振弦信号接口包括多通道选择电路；

所述多通道选择电路接收主控制器的选通信号，根据选通信号选通对应的振弦型传感器；

所述多通道选择电路的控制端与主控制器的I/O口连接，多通道选择电路的多个输入端分别与若干个振弦型传感器一一对应电性连接，多通道选择电路的多个输出端分别与振弦信号处理采集模块的输入端电性连接，振弦信号处理采集模块的输出端与主控制器的通用输入输出口电性连接；

所述模拟型传感器或数字型传感器通过第一信号接口或第二信号接口与单体第二继电器的公共端电性连接，该单体第二继电器的常开触点和常闭触点分别与模拟信号处理采集模块的输入端、数字信号处理采集模块的输入端一一对应电性连接，第二继电器的控制端与主控制器的数字接口电性连接，模拟信号处理采集模块的输出端、数字信号处理采集模块的输出端分别与主控制器的多个通用输入输出口电性连接。

2.如权利要求1所述的多功能智能采集仪，其特征在于：所述多通道选择电路包括耦合器、三极管驱动电路和第一继电器；

所述耦合器的输入端与主控制器的I/O口连接，耦合器的输出端与三极管驱动电路的输入端电性连接，三极管驱动电路的输出端与第一继电器的线圈连接，第一继电器的若干个常开触点一端分别与若干个振弦型传感器一一对应电性连接，常开触点的另一端分别与振弦信号处理采集模块的输入端电性连接。

3.如权利要求1所述的多功能智能采集仪，其特征在于：所述模拟型传感器包括电流型传感器、电压型传感器和电阻型传感器；

所述模拟信号处理采集模块包括：电压信号处理模块、电流信号处理模块、电阻信号处理模块、通道选择器和模数转换模块；

所述电流型传感器、电压型传感器和电阻型传感器中任一传感器与第一信号接口或第二信号接口连接，电压信号处理模块的输入端、电流信号处理模块的输入端和电阻信号处理模块的输入端分别与继电器的常开触点电性连接，电压信号处理模块的输出端、电流信号处理模块的输出端和电阻信号处理模块的输出端分别与通道选择器的三个输入端一一对应电性连接，通道选择器的输出端通过模数转换模块与主控制器的多个通用输入输出口电性连接。

4.如权利要求1至3任一项所述的多功能智能采集仪，其特征在于：还包括开关型传感器和IO信号处理采集模块；

所述通道还包括开关量接口；

所述开关型传感器通过开关量接口与IO信号处理采集模块的输入端电性连接，IO信号处理采集模块的输出端与主控制器的通用输入输出口电性连接。

5.如权利要求1所述多功能智能采集仪的采集方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、基于基础信息配置参数、网络连接信息配置参数和通道信息配置参数设置配置参数表，基于配置参数表驱动权利要求1中各通道的接口，根据主控制器的选通信号选通指定的振弦型传感器；

S2、判断本次扫频是否为第一次扫频，若是，则设定扫频步长、激振时间以及扫频次数；若不是，则采用上一次成功扫频激振反馈的工作参数自适应设定本次扫频的工作参数；

S3、确定扫频的初始频率，对振弦型传感器进行预激振，对振弦型传感器输出的震荡信号进行频率测量，若该频率下振弦型传感器起振，则执行S4；

若该频率下振弦型传感器无法起振或主控制器无法采集到有效信号，则激振频率按照固定步进长度递增，并判断此时扫频脉冲频率是否在设定的扫频范围内，若是则对传感器继续扫频，若不是则将扫频次数加一并判断其是否超过设定的扫频次数阀值，若在设定扫频次数阀值以内，则将扫频频率设置为扫频范围的最小值，若此时扫频次数已经超过阀值，则改变扫频工作的参数，并重复初扫频的过程；

S4、以振弦型传感器起振对应的激振频率为共振频率，以共振频率为中心频率设置复扫频的扫频范围和扫频步长，并对传感器进行复扫频，以及对振弦型传感器输出的震荡信号进行频率测量，若该频率下振弦型传感器起振，则以该频率为振弦传感器共振频率的精确值；

若该频率下振弦型传感器无法起振或主控制器无法采集到有效信号，则激振频率按照固定步进长度递增，再次扫频，直至振弦传感器起振；

S5、振弦信号处理采集模块对振弦型传感器输出信号进行硬件调制，并将调制后的信号输出至主控制器，主控制器基于滤波算法对调制后的信号进行处理，计算出传感器的当前震动频率，完成振弦信号采集。

6.如权利要求5所述的多功能智能采集仪的采集方法，其特征在于：还包括以下步骤：

S6、振弦型传感器采集完成后，主控制器通过获取第一信号接口或第二信号接口的配置参数表得知当前使用第一信号接口或第二信号接口的传感器类型；

若当前接入传感器为模拟型传感器，主控制器控制继电器选通模拟信号处理采集模块，并按照模拟采集逻辑完成模拟信号采集；

若当前接入传感器为数字型传感器，主控制器控制继电器选通数字信号处理采集模块，并按照数字采集逻辑完成数字信号采集；

S7、数字信号和模拟信号采集完成后，打开IO信号处理采集模块，完成开关量采集，将振弦信号、数字信号、模拟信号、开关量更新到多功能智能采集仪内存，并更新采样完成时间戳。

7.如权利要求5所述的多功能智能采集仪的采集方法，其特征在于：所述S1中基础信息配置参数包括：工作模式、采集间隔和上传间隔；

所述网络连接信息配置参数包括：期望连接的IP地址和端口号、MQTT主题号、登录账户名以及密码；

所述通道信息配置参数包括：振弦信号接口配置、开关量信号接口配置、继电器配置、模拟信号接口配置和数字信号接口配置；

所述振弦信号接口配置包括激励电压类型配置；

所述开关量信号接口配置包括开关状态配置；

所述继电器配置包括通路选择配置以及数字/模拟信号选择配置；

所述模拟信号接口配置包括电压、电流、电阻类型的选择，零点配置以及满点配置；

所述数字信号接口配置传感器地址以及传感器类型的配置。

8.如权利要求5所述的多功能智能采集仪的采集方法，其特征在于：所述S5中滤波算法具体包括以下步骤：

S201、主控制器滤除初始采样的42个震荡波形，再次采集10个震荡波形，基于所述10个震荡波形初步估算当前震动频率；

S202、对当前震动频率进行判断；若当前震动频率超出正常频率范围，则主控制器停止本次采集，并滤除不合理震动波形；若当前震动频率属于正常频率范围，则继续采集10个震荡波形，直至到达预设采集时间或达到目标采集样本量；

S203、基于预设采集时间采集样本或目标采集样本量精确计算当前震动频率。

9.如权利要求6所述的多功能智能采集仪的采集方法，其特征在于：所述S6中数字采集逻辑具体包括以下步骤：

S301、主控制器通过RS485协议读取数字型传感器的数据，查看内部待采集传感器的表格得知下次采集的传感器所在的通道，以及该传感器对应的RS485串口配置、发送指令和该传感器回传数据的含义信息；

S302、将对应的通道配置成数字型采集模式，配置串口的波特率、数据位、校验位与传感器相匹配；

S303、主控制器发送相应的指令，接收传感器的回传信息，并对信息解码，得到需要的数据，存储在内存中。

10.如权利要求6或9任一项所述的多功能智能采集仪的采集方法，其特征在于：所述S6中模拟采集逻辑具体包括以下步骤：

S401、主控制器读取通道选择器的接口配置信息表，接口配置信息表包括通道选择器各接口连接的模拟型传感器类型以及各接口输入电压；

S402、当模拟型传感器接入采集仪时，主控制器获取通道选择器各接口电压实际大小，通过对比通道选择器的接口配置信息表，得知当前正在测量的传感器类型，并控制通道选择器打开相应信号处理模块，对信号进行处理和采集。

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