CN201266121Y

CN201266121Y - 一种分布式温度采集装置

Info

Publication number: CN201266121Y
Application number: CNU2008201331393U
Authority: CN
Inventors: 吴国松; 谢凤禹; 黄自贵; 伍祥勇; 杨强; 胡永军; 张乐; 刘冬梅; 吴明生; 卢勤
Original assignee: CHONGQING GUOTONG CIVIL ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd; Yunnan Highway Development & Investment Co ltd; Chongqing Jiaotong University
Current assignee: CHONGQING GUOTONG CIVIL ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd; Yunnan Highway Development & Investment Co ltd; Chongqing Jiaotong University
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2018-09-08

Abstract

一种分布式温度采集装置，主要由计算机、智能控制模块、温度采集模块和传感器构成，温度采集模块连接有至少一个传感器，并对传感器的输出信号进行处理，获取传感器信息数据，随后发送到所述智能控制模块，智能控制模块通过总线连接多个温度采集模块，在计算机的控制下控制温度采集模块进行数据采集，并将从所述温度采集模块接收到的数据发送给所述计算机。本实用新型通过计算机向智能控制模块发出控制命令，智能控制模块将接收到的计算机的数据进行解析，根据解析结果进行相应操作。智能控制模块通过总线分别向各温度采集模块发送控制命令，让需要进行温度采集的温度采集模块同时并行工作，实现同步、快速的数据采集，保证各测点工作状态一致。

Description

一种分布式温度采集装置

技术领域

本实用新型涉及温度采集装置，特别是一种适用于桥梁、大坝等大型结构监测的分布式温度采集装置。

背景技术

在桥梁、大坝等大型工程结构的检测中，温度是一个非常重要参数，温度对结构的影响非常大。为了弄清温度的影响，在监测工作中需要在结构物的各处(各关键部位的表面、内部)安装温度传感器。传统的测量方式是采用人工进行逐点测量，由于测点多、工作强度大，测量周期较长，所以测数据不能真实可靠的反映监测对象各处各时刻的实际温度；并且由于数据量大，处理也较为繁琐，在数据采集和处理过程中将会不可避免的引入人为的误差、甚至错误。因此，传统的测量方式已不能满足当前监测工作要求快速、高效的需要。

实用新型内容

本实用新型即是针对上述现有技术中存在的问题，提供一种快速、可靠、低成本的温度采集装置。

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种实现同步、快速的数据采集，保证各测点工作状态一致的分布式温度采集装置。

为了解决上述问题，本实用新型采取以下技术方案：

一种分布式温度采集装置，主要由计算机、智能控制模块、温度采集模块和传感器构成，所述温度采集模块连接有至少一个传感器，并对所述传感器的输出信号进行处理，获取传感器信息数据，随后发送到所述智能控制模块，所述智能控制模块通过总线连接多个温度采集模块，在所述计算机的控制下控制温度采集模块进行数据采集，并将从所述温度采集模块接收到的数据发送给所述计算机。

所述智能控制模块可包括微处理单元和分别与所述微处理单元相连的第一接口单元、第二接口单元、数据存储单元以及日历时钟单元，所述第一接口单元和第二接口单元还连接所述计算机。

所述智能控制模块还包括一个用于给所述智能控制模块中的各单元提供工作电源的稳压电路。

所述智能控制模块还可包括电源电压检测单元，所述电源电压检测单元的输入端与所述稳压电路的输入相连，输出端将电压检测信号输出到所述微处理单元中。

所述温度采集模块包括微处理单元和分别与所述微处理单元相连的第一接口单元、第二接口单元、数据存储单元、逻辑控制电路、信号调理单元、恒流源电路、V-F转换电路以及通道选择单元，所述第一接口单元和第二接口单元分别连接所述智能控制模块和计算机，所述恒流源电路连接所述通道选择单元，所述信号调理单元通过V-F转换电路连接微处理单元，所述通道选择单元通过所述逻辑控制电路连接所述微处理单元。

所述温度采集模块还包括降压电路、可控稳压电路、电压检测单元和稳压电路，所述降压电路将外电源12V降为6.8V，所述的稳压电路给所述微处理单元、第一接口单元、第二接口单元、数据存储单元提供工作电源，所述可控稳压电路通过微处理单元控制其稳压电路输入的通断，输入端与所述降压电路的输出端相连，输出端给所述信号调理单元、逻辑控制电路、V-F转换电路、电源电压检测单元和通道选择单元提供工作电能。

所述温度采集模块还包括一个与所述微处理单元相连的日历时钟单元。

所述智能控制模块中的第一接口单元和所述温度采集模块中的第一接口单元都可为RS-485通信接口单元，所述第二接口单元可为RS-232通信接口单元。

所述传感器可为热敏电阻、铂电阻等电阻型温度传感器。

所述微处理单元包括16/32位嵌入式微处理器及其外围电路。

本实用新型的有益效果为：本实用新型通过所述计算机向智能控制模块发出控制命令，所述智能控制模块将接收到的计算机的数据进行解析，根据解析结果进行相应操作。所述智能控制模块通过总线分别向各温度采集模块发送控制命令，让需要进行温度采集的温度采集模块同时并行工作，实现同步、快速的数据采集，保证各测点工作状态一致。而且，采用现代电子技术实现的智能检测，也很大程度地避免了人为误差，大大提高了数据采集检测的精度。此外，所述温度采集模块中的电源管理单元能够检测电源输入的电压值和控制后级稳压电路输入的通断，从而在一定程度上降低了系统的功耗。

附图说明

图1是本实施例系统结构原理图；

图2是本实施例智能控制模块结构原理图；

图3是本实施例温度采集模块结构原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型分布式温度采集装置主要由计算机1、智能控制模块2、温度采集模块3和传感器4构成，所述计算机1通过RS-232总线与所述智能控制模块2相连，智能控制模块2通过RS-485总线连接多个温度采集模块3，所述温度采集模块3连接有一个或多个传感器4。所述传感器4采用热敏电阻、铂电阻等电阻型温度传感器。

所述智能控制模块2如图2中所示，包括微处理单元202和分别与所述微处理单元202相连的RS-485通信接口单元203、RS-232通信接口单元204、数据存储单元205以及日历时钟单元206，其中，所述微处理单元可由一种16/32位嵌入式微处理器(ARM，Advanced RISC Machines，)及其外围电路实现。所述智能控制模块2中还包括一个稳压电路201，所述稳压电路201将输入的直流12V电压转换成适合ARM工作的1.8V、3.3V和适合其它各单元工作的5V电压。电源电压检测单元207的输入端与所述稳压电路201的输入相连，输出端将电压检测信号输出到所述微处理单元202中。所述ARM具有两个串行I/O口，分别与所述RS-232通信接口单元204相连完成232通信，与RS-485通信接口单元203相连完成485通信；所述ARM还通过另一I/O口与数据存储单元205相连，完成相关数据的存储；而所述日历时钟单元206为智能控制模块提供时间和定时信息，ARM通过I²C串行接口与日历时钟相连完成数据通信，通过一个外中断I/O与日历时钟芯片的中断输出引脚相连，响应定时信息。ARM带有内部A/D(模/数转换器)，利用带A/D功能I/O口与电压检测单元相连实现对电源的检测。所述智能控制模块2通过所述RS-485通信接口单元203和RS-232通信接口单元204分别与所述数据采集模块3和计算机1建立通信。

所述温度采集模块3如图3中所示，包括微处理单元314和分别与所述微处理单元314相连的RS-485通信接口单元302、RS-232通信接口单元303、数据存储单元306、日历时钟单元305、仪器温度检测单元304、信号调理单元308、V-F转换电路307、通道切换单元310、恒流源电路311、逻辑控制电路315。所述RS-485通信接口单元302用于与所述智能控制模块2中的RS-485通信接口单元203相连，通过一套完善的通信协议与所述智能控制模块之间实现485通信，所述恒流源电路311和信号调理单元308还同时连接所述通道切换单元310，所述通道切换单元310通过传感器接线端口309连接所述传感器4，所述的V-F转换电路307与信号调理单元308及微处理器单元314相连，实现电压信号到频率信号的转换。其中，所述微处理单元314由单片机及其外围电路实现。所述温度采集模块中还包括降压电路313、可控稳压电路312和一个稳压电路301，所述稳压电路301为单片机提供3.3V电压，为所述RS-485通信接口单元302、日历时钟单元305和数据存储单元306提供5V电压。可控稳压电路312，为信号调理单元308、提供±5V电压，为通道切换单元310，逻辑控制电路315，V-F转换电路307和电压检测单元316提供5V电压。

所述可控稳压电路通过微处理单元控制其稳压电路输入的通断，输入端与所述降压电路的输出端相连。在进行数据采集和传感器自检时由单片机通过I/O口控制所述可控稳压电路312进行导通，为信号调理单元和通道切换单元供电，采集或自检操作完毕后断开，以降低系统功耗。

基于上述结构，本实用新型的工作过程如下：所述计算机1向智能控制模块2发出控制命令，所述智能控制模块2将接收到的计算机1的数据进行解析，根据解析结果进行相应操作，具体操作包括控制所述温度采集模块3进行温度数据采集、预置或更改采集控制参数等操作。所述智能控制模块2通过RS-485总线分别向各温度采集模块3发送控制命令，让需要进行温度采集的温度采集模块3同时并行工作，实现数据的快速采集。

当所述温度采集模块3接收到数据采集命令后，先通过所述单片机控制可控稳压电路312打开稳压电路的输入，使后级电路上电工作；根据采集命令控制通道切换单元310打开被测传感器所对应的通道，传感器4输出微弱信号，所述传感器4输出的微弱信号进入信号调理电路单元308，经信号处理单元308放大、滤波、整形处理后输入到V-F转换电路307，由单片机对上述信号进行采集。在此通道采集完毕后，按采集命令的要求采集下个通道的数据，直到完成。采集完成后将采集数据及相关信息存储到数据存储器306中，并将采集数据及相关信息回传给智能控制模块2。所述智能控制模块2将接收到的采集数据及相关信息打包发送到计算机1，完成整个数据采集工作。

以上对本实用新型所提供的分布式温度采集装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1、一种分布式温度采集装置，其特征在于，主要由计算机、智能控制模块、温度采集模块和传感器构成，所述温度采集模块连接有至少一个传感器，并对所述传感器的输出信号进行处理，获取传感器信息数据，随后发送到所述智能控制模块，所述智能控制模块通过总线连接多个温度采集模块，在所述计算机的控制下控制温度采集模块进行数据采集，并将从所述温度采集模块接收到的数据发送给所述计算机。

2、根据权利要求1所述的分布式温度采集装置，其特征在于，所述智能控制模块可包括微处理单元和分别与所述微处理单元相连的第一接口单元、第二接口单元、数据存储单元以及日历时钟单元，所述第一接口单元和第二接口单元还连接所述计算机。

3、根据权利要求1所述的分布式温度采集装置，其特征在于，所述智能控制模块还包括一个用于给所述智能控制模块中的各单元提供工作电源的稳压电路。

4、根据权利要求3所述的分布式温度采集装置，其特征在于，所述智能控制模块还可包括电源电压检测单元，所述电源电压检测单元的输入端与所述稳压电路的输入相连，输出端将电压检测信号输出到所述微处理单元中。

5、根据权利要求2所述的分布式温度采集装置，其特征在于，所述温度采集模块包括微处理单元和分别与所述微处理单元相连的第一接口单元、第二接口单元、数据存储单元、逻辑控制电路、信号调理单元、恒流源电路、V-F转换电路以及通道选择单元，所述第一接口单元和第二接口单元分别连接所述智能控制模块和计算机，所述恒流源电路连接所述通道选择单元，所述信号调理单元通过V-F转换电路连接微处理单元，所述通道选择单元通过所述逻辑控制电路连接所述微处理单元。

6、根据权利要求5所述的分布式温度采集装置，其特征在于，所述温度采集模块还包括降压电路、可控稳压电路、电压检测单元和稳压电路，所述降压电路将外电源12V降为6.8V，所述的稳压电路给所述微处理单元、第一接口单元、第二接口单元、数据存储单元提供工作电源，所述可控稳压电路通过微处理单元控制其稳压电路输入的通断，输入端与所述降压电路的输出端相连，输出端给所述信号调理单元、逻辑控制电路、V-F转换电路、电源电压检测单元和通道选择单元提供工作电能。

7、根据权利要求5所述的分布式温度采集装置，其特征在于，所述温度采集模块还包括一个与所述微处理单元相连的日历时钟单元。

8、根据权利要求5所述的分布式温度采集装置，其特征在于，所述智能控制模块中的第一接口单元和所述温度采集模块中的第一接口单元都可为RS-485通信接口单元，所述第二接口单元可为RS-232通信接口单元。

9、根据权利要求1所述的分布式温度采集装置，其特征在于，所述传感器可为热敏电阻、铂电阻等电阻型温度传感器。

10、根据权利要求2所述的分布式温度采集装置，其特征在于，所述微处理单元包括16/32位嵌入式微处理器及其外围电路。