CN204359339U - 一种分布式绿色建筑通用型检测模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种分布式绿色建筑通用型检测模块，包括：多个模拟量传感器，用于分别根据环境物理参数发送模拟信号；多个模拟量接收单元，用于分别接收各个所述模拟量传感器发送的模拟信号；信号转换单元，用于将所述多个模拟量接收单元所接收的模拟信号转换为相应的多个数字信号；信号发送单元，用于将所述多个数字信号发送至上位机。本实用新型提供的分布式绿色建筑通用型检测模块可代替多种现有的检测仪器，可方便、快捷地实现设备现场布置，无需走线等繁杂工序即可将现场采集数据无线传输至上位机。

Description

一种分布式绿色建筑通用型检测模块

技术领域

本实用新型涉及信号处理领域，具体涉及一种分布式绿色建筑通用型检测模块。

背景技术

目前，在绿色建筑(乃至整个建筑现场)检测领域中，针对各项评价参数的检测均是通过不同种类的检测仪器仪表分别测试对应的参数，如水系统温度检测通过温度测量系统检测、设备能耗测量通过电力分析仪检测、水系统循环流量通过超声波流量计检测、环境温湿度通过自动存储型温湿度记录仪(或手持式温湿度仪)检测等。因此，在进行现场检测时，检测人员不仅需要携带大量专用检测设备，检测人员还需要分别操作众多的现场检测仪器。因此，对绿色建筑实际检测与效果测评带来了一定的制约，检测工作的效率较低。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种分布式绿色建筑通用型检测模块，可方便、快捷地实现设备现场布置，无需走线等繁杂工序即可将现场采集数据传输至上位机，以提高环境物理参数检测工作的效率。

本实用新型提供一种分布式绿色建筑通用型检测模块，包括：多个模拟量传感器，用于分别根据环境物理参数发送模拟信号；多个模拟量接收单元，用于分别接收各个所述模拟量传感器发送的模拟信号；信号转换单元，用于将所述多个模拟量接收单元所接收的模拟信号转换为相应的多个数字信号；信号发送单元，用于将所述多个数字信号发送至上位机。

优选地，所述分布式绿色建筑通用型检测模块还包括：存储单元，用于存储所述多个数字信号。

优选地，所述多个模拟量接收单元所接收的模拟信号是4～20mA的电压信号、1～5V的电压信号、0～10v的电压信号中的至少一种。

优选地，所述多个模拟量传感器是温度传感器、气体浓度传感器、流量传感器、电压传感器、电流传感器中的至少一种。

优选地，所述信号转换单元是ICL5510芯片。

优选地，所述信号发送单元是zigbee芯片。

与现有技术相比，本实用新型提供的分布式绿色建筑通用型检测模块可以接收各类模拟量传感器发送的多种模拟信号，并将多种模拟信号转换为相应的数字信号，最终将数字信号发送至上位机，实现了对各类传感器的测量数据进行统一处理的目的，检测人员可以利用本实用新型提供的分布式绿色建筑通用型检测模块取代各种物理参数检测仪器对建筑进行检测，提高了建筑物环境参数检测工作的效率。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型实施例提供的分布式绿色建筑通用型检测模块的结构示意图；

图2是利用本实用新型实施例提供的分布式绿色建筑通用型检测模块对建筑进行检测时的场景示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供一种分布式绿色建筑通用型检测模块，如图1所示该模块包括：多个模拟量传感器11、多个模拟量接收单元12、信号转换单元13和信号发送单元14，其中

多个模拟量传感器11用于分别根据环境物理参数发送模拟信号。具体地，模拟量传感器11的作用是检测环境中的物理参数，并输出相应的模拟信号，例如可以是电流表或电压表根据被检测的电信号，输出电流值、电压值，或者是温度传感器根据环境温度输出相应的电流信号。优选地，所述多个模拟量传感器是温度传感器、气体浓度传感器、流量传感器、电压传感器、电流传感器中的至少一种，即本模块可以同时设置多种不同的模拟量传感器，也可以只设置一种模拟量传感器。更优选地，多个模拟量传感器11输出的模拟信号是4～20mA的电压信号、1～5V的电压信号、0～10v的电压信号中的至少一种，即在本模块中不同的模拟量传感器输出的模拟信号可以是不同的，但必须是上述三种信号中的一种。

多个模拟量接收单元12用于分别接收各个模拟量传感器11发送的模拟信号。上述多种传感器的输出信号均为模拟信号，本模块可以利用多个模拟量接收单元12同时与上述多种传感器相连，以接收多路模拟信号。

进一步的，所述多个模拟量接收单元所接收的模拟信号是4～20mA的电压信号、1～5V的电压信号、0～10v的电压信号中的至少一种，上述信号的范围即各种模拟量传感器输出信号的范围，例如温度传感器根据环境温度输出的是电流信号、电压测量器根据被测线路输出的是电压信号等。

信号转换单元13用于将所述多个模拟量接收单元12所接收的模拟信号转换为相应的多个数字信号。具体地，信号转换单元13是一种模拟/数字信号转换器件，例如是集成电路组成的芯片，其具有多个输入端口和多个输出端口。

信号发送单元14用于发送所述多个数字信号。信号发送单元14的作用是将信号转换单元13输出的数字信号发送给相应的上位机，信号的发送方式优选为无线发送。本模块并不具备信号判断或者分析功能，而是将处理后的信号发送至智能上位机，由上位机对多个数字信号进行区分，并显示相应的内容，以实现对检测参数进行查阅，并可生成相应的测评报告。由于信号发送单元14发送的多个数字信号来自于信号转换单元13的多个输出端口，所以当上位机接收到来多个数字信号时，可以根据输出端口号区分数字信号所表达的内容。

根据本实施例提供的分布式绿色建筑通用型检测模块，可以接收各类模拟量传感器发送的多种模拟信号，并将多种模拟信号转换为相应的数字信号，最终将数字信号发送至上位机，实现了对各类传感器的测量数据进行统一处理的目的，提高了环境参数检测工作的效率。

优选地，所述信号转换单元13是ICL5510芯片，ICL5510是一种高速模数转换器，采用半闪结构，利用5V电源供电，功率为100mW。其具有内部采样保持电路，可以减少采样的孔径时间，可以提高对高速信号的采样精度，并且还具有高阻抗的输出并行接口和内部基准电阻。在本实施例中，ICL5510包括以下两个应用要点：

(1)输入采样脉冲

采样输入脉冲最大为20MSPS，占空比要求为50％，这里采用分频电路来提供不同的采样频率。

(2)基准电压

ICL5510只有内部基准电阻，而不是基准电压。所以，要取得2v的参考电压，可以按一定的接线方法组成分压电路。

优选地，所述信号发送单元14是zigbee芯片，ZigBee芯片是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网通信芯片，是一种短距离、低功耗的无线通信芯片，其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率，可以适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。具体地，本实施例提供的模块使用该芯片时具有以下特点：

低功耗。在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个节点工作6～24个月，甚至更长。本领域技术人员应当理解，本模块还可以采用蓝牙芯片、WiFi芯片等实现类似功能，但是相比较，蓝牙能工作数周、WiFi可工作数小时。

低成本。通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10)，降低了对通信控制器的要求，按预测分析，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，子功能节点少至4KB代码，其硬件成本同样较低，每块芯片的价格大约为2美元。

低速率。ZigBee工作在20～250kbps的速率，分别提供250kbps(2.4GHz)、40kbps(915 MHz)和20kbps(868 MHz)的原始数据吞吐率，满足低速率传输数据的应用需求。

近距离。传输范围一般介于10～100m之间，在增加发射功率后，亦可增加到1～3km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远。

短时延。ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要3～10s、WiFi需要3s。

高容量。ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点；同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大网。

高安全。ZigBee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用访问控制清单(Access Control List,ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES 128)的对称密码，以灵活确定其安全属性。

优选地，本实施例提供的分布式绿色建筑通用型检测模块还可以包括：

存储单元，用于存储所述多个数字信号。具体地，存储单元可以是IDT720芯片，该芯片属于一种FIFO缓冲器，每存一个数据后，地址自动加一，并且还具有溢出信号输出功能。本实施例提供的模块可以通过存储单元对信号转换单元13所转换的数字信号进行缓存，信号发送单元14可以从存储单元中读取并发送数据。由此可见，本模块具备数字信号存储功能，增强了本模块的实用性，从而进一步提高了本模块的数据处理能力。

例如在一个绿色建筑物理参数采集场景中，要求在现场测试冷水机组在实际运行工况下的性能参数、室内环境效果、室外环境效果等，具体测量参数包括：

冷水机组测试参数：

1)、机组冷冻水、冷却水流量(精度±2％)

2)、机组冷冻水进、出口水温度(精度±0.1℃)

3)、机组冷却水进、出口水温度(精度±0.1℃)

4)、机组的输入电流、电压和功率(精度0.5级)

室内测试参数：

1)、室内环境温度(精度±0.2℃)

2)、室内环境湿度(精度±3％)

3)、室内CO2浓度(精度±5ppm)

室外测试参数：

1)、室外环境温度(精度±0.2℃)

2)、室外环境湿度(精度±3％)

明确上述测试要求后，根据测量参数在项目中的实际分布位置,可以得知冷水机组测试参数主要集中于制冷机房内、室内测试参数主要分布于建筑室内环境中、室外测试参数主要为建筑外围环境中。

如图2所示，首先，可以根据各个测试目标的相对位置的关系，选取3个本实用新型提供的分布式绿色建筑通用型检测模块，其中第一分布式绿色建筑通用型检测模块21设置于制冷机房内、第二分布式绿色建筑通用型检测模块22设置于室内环境中、第三分布式绿色建筑通用型检测模块23设置于室外环境中，同时还可以选取1个通讯转换模块布置于制冷机房。

其次，为第一分布式绿色建筑通用型检测模块21选取用于测量冷冻水系统和冷却水系统温度的温度传感器4只、用于测试冷冻水系统和冷却水系统流量的流量传感器2只；为第二分布式绿色建筑通用型检测模块22选取1个室内环境温度传感器、1个室内环境湿度传感器、1个室内CO2浓度传感器；为第三分布式绿色建筑通用型检测模块23选取1个室外环境温度传感器、1个室外环境湿度传感器。

然后，在上述各装置选择完毕后，在接收该3个模块发送的数字信号的上位机24上配置绿色建筑现场检测通道，主要包括对各个测试模块所对应的测试内容对照该通道的对应条纹内容所需要的物理量进行定义，并进行初步调试。

当测量开始时，在绿色建筑现场设置的3个分布式绿色建筑通用型检测模块，可实施测量项目所需的物理参数，并将各个物理参数发送至上位机24，测试人员可对该项目的此次检测参数进行查阅，并可生成相应的测评报告。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种分布式绿色建筑通用型检测模块，其特征在于，包括：

多个模拟量传感器，用于分别根据环境物理参数发送模拟信号，所述多个模拟量传感器是温度传感器、气体浓度传感器、流量传感器、电压传感器、电流传感器中的至少一种；

多个模拟量接收单元，用于分别接收各个所述模拟量传感器发送的模拟信号，所述多个模拟量接收单元所接收的模拟信号是4～20mA的电压信号、1～5V的电压信号、0～10v的电压信号中的至少一种；

信号转换单元，用于将所述多个模拟量接收单元所接收的模拟信号转换为相应的多个数字信号；

存储单元，用于存储所述多个数字信号；

信号发送单元，用于将所述存储单元所存储的数字信号发送至上位机。

2.根据权利要求1所述的分布式绿色建筑通用型检测模块，其特征在于，所述信号转换单元是ICL5510芯片。

3.根据权利要求1所述的分布式绿色建筑通用型检测模块，其特征在于，所述信号发送单元是zigbee芯片。