CN206162863U - 一种传感器数据信号转换器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种传感器数据信号转换器，包括外壳和电路板，电路板位于外壳的中部，外壳的两端分别设置输入端口和输出端口；电路板上设置有微处理器以及分别与微处理器相连接的RS485转换电路、RS232转换电路、IIC转换电路、SDI‑12转换电路、模拟电压采集电路、模拟电流采集电路、开关电路和电源管理电路。本实用新型操作简单、携带方便，可支持多种类型的传感器，满足了在现场多种信号类型数据统一采集的需求；提高了使用的扩展性；模块化的设计不仅为现场原有系统升级和维护提供了很好的便捷性，同时也为外接设备提供电源，使得外接设备无需外部供电便可接入系统,能够提高设备操作和维修的快捷性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种信号转换器，尤其涉及一种传感器数据信号转换器。
背景技术
改革开放以来，我国的农业设施发展迅速，特别是在农业信息技术领域,国内外各种传感器层出不穷,接口多种多样,一方面为农业物联网感知层提供了丰富的传感器资源；但另一方面接口的多样性也给系统的信息采集增加了难度。为解决该问题，通常工程师都是在一个系统里设计多种接口方式，这样不仅会提高成本，增加系统的开销，同时也增加了采购及安装的难度，通常还会导致系统性能不稳定，采集精度下降，因此数据转换器应运而生,它既可以延长数据采集仪与传感器之间传输的有效距离，又能解决采集仪与传感器之间不同协议的转化问题，但目前市场上的该类产品兼容性也比较单一，通常是两种信号之间的协议转换，满足不了实际需求，因此设计一种兼容多种信号的数据转换器是非常迫切的。
实用新型内容
为了解决上述技术问题中的不足之处，本实用新型提供了一种传感器数据信号转换器。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种传感器数据信号转换器，包括外壳和电路板，电路板位于外壳的中部，外壳的两端分别设置输入端口和输出端口；输入端口和输出端口分别位于电路板的两侧；电路板上设置有微处理器以及分别与微处理器相连接的RS485转换电路、RS232转换电路、IIC转换电路、SDI-12转换电路、模拟电压采集电路、模拟电流采集电路、开关电路和电源管理电路；
微处理器用于对数据协议进行处理；RS485转换电路、RS232转换电路、IIC转换电路、SDI-12转换电路分别设置有两路接线,一路接线作为输入端口的输入模块与传感器连接，另一路接线作为输出端口4的输出模块外接数据采集系统。
微处理器5采用意法半导体STM32F407VGT6，包括100个引脚，为系统扩展提供I/0资源。
RS485转换电路采用微处理器自带的TTL接口经过MAX485芯片转换成RS485接口；RS232转换电路采用微处理器自带的TTL接口经过SP3232芯片转换成RS232接口；IIC转换电路通过微处理器自带的IIC接口与其连接；SDI-12转换电路采用微处理器自带的I/O设置通信线路。
模拟电压采集电路,采用微处理器自带的12位A/D转换器来完成电压模拟信号的采集；模拟电流采集电路,通过电阻将电流信号转化成电压信号，采用微处理器自带的12位A/D转换器来完成电压模拟信号的采集。
开关电路12采用微处理器自带的I/O和光耦模块来采集开关信号。
电源管理电路采用MC34063芯片，并实现5V到12V的电压转换。
RS485转换电路、RS232转换电路、IIC转换电路、SDI-12转换电路、模拟电压采集电路、模拟电流采集电路和开关电路为外接的传感器提供电源。
外壳呈筒状，输入端口包括多个输入接口端，多个输入接口端以外壳的轴线为圆心，呈圆形阵列分布。
本实用新型操作简单、携带方便，可支持多种类型的传感器，满足了在现场多种信号类型数据统一采集的需求；此外，本实用新型采用RS485接口作为输出端口，提高了使用的扩展性；模块化的设计不仅为现场原有系统升级和维护提供了很好的便捷性，同时也为外接设备提供电源，使得外接设备无需外部供电便可接入系统,能够提高设备操作和维修的快捷性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是本实用新型的整体结构示意图。
图2是本实用新型电路板的结构连接框图。
图中：1、外壳；2、电路板；3、输入端口；4、输出端口；5、微处理器6、RS485转换电路；7、RS232转换电路；8、IIC转换电路；9、SDI-12转换电路；10、模拟电压采集电路；11、模拟电流采集电路；12、开关电路；13、电源管理电路。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型包括外壳1和电路板2，电路板2位于外壳1的中部，外壳1的两端分别设置输入端口3和输出端口4；输入端口3和输出端口4分别位于电路板的两侧；电路板上设置有微处理器5以及分别与微处理器相连接的RS485转换电路6、RS232转换电路7、IIC转换电路8、SDI-12转换电路9、模拟电压采集电路10、模拟电流采集电路11、开关电路12和电源管理电路13；
微处理器5用于对数据协议进行处理，采用意法半导体STM32F407VGT6，包括100个引脚，为系统扩展提供I/0资源；多路的TTL接口经过电平转换，能够满足系统扩展RS485接口的需求；IIC接口可以满足各种数字传感器的采集。
RS485转换电路6、RS232转换电路7、IIC转换电路8、SDI-12转换电路9分别设置有两路接线,一路接线作为输入端口3的输入模块与传感器连接，另一路接线作为输出端口4的输出模块外接数据采集系统。
更为具体的，RS485转换电路6采用微处理器5(STM32F407VGT6)自带的TTL接口经过MAX485芯片转换成RS485接口；RS232转换电路7采用微处理器5自带的TTL接口经过SP3232芯片转换成RS232接口；IIC转换电路8通过微处理器5自带的IIC接口与其连接；SDI-12转换电路9采用微处理器5自带的I/O设置通信线路。模拟电压采集电路10,采用微处理器5自带的12位A/D转换器来完成电压模拟信号的采集；模拟电流采集电路11,通过电阻将电流信号转化成电压信号，采用微处理器5自带的12位A/D转换器来完成电压模拟信号的采集。开关电路12采用微处理器5自带的I/O和光耦模块来采集开关信号。
电源管理电路13采用MC34063芯片，并实现5V到12V的电压转换，电源管理电路13为各个辅助电路分配提供电源。其中，辅助电路的RS485转换电路6、RS232转换电路7、IIC转换电路8、SDI-12转换电路9、模拟电压采集电路10、模拟电流采集电路11和开关电路12可为外接的传感器提供电源，使得外接设备无需外部供电便可接入系统,能够提高设备操作和维修的快捷性。
本实用新型的外壳呈筒状，输入端口包括多个输入接口端，多个输入接口端以外壳的轴线为圆心，呈圆形阵列分布。这样当需要接入多个不同的传感器时，其线路连接路径会非常清楚，不会发生错位或者连接混乱的情况。
本实用新型的工作原理是：输入方面，待采集的传感器按对应的方式接入到该实用新型输入端口的输入接口端,系统根据输入接口端的方式下载相应的程序模块,系统与传感器握手后开始启动协议转换,并将转换后的数据根据RS485协议打包发送至输出端口的RS485端口；输出方面，系统通过RS485总线与外接系统连接,系统与外接系统握手后,通过RS485端口将485协议数据输出给外接系统。
由此，本实用新型具有以下优点：(1)支持多种类型的传感器,可以实现多类多路信号的采集,针对RS485总线型传感器,可最多支持30个设备；(2)采用RS485接口作为输出端口，提高了使用的扩展性；(3)可为外接传感器设备提供电源,提高了设备使用的便捷性；(4)此外系统采用模块化设计,还具有操作简单、易携带等优点。
上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种传感器数据信号转换器，包括外壳(1)和电路板(2)，其特征在于：所述电路板(2)位于外壳(1)的中部，外壳(1)的两端分别设置输入端口(3)和输出端口(4)；所述输入端口(3)和输出端口(4)分别位于电路板的两侧；所述电路板上设置有微处理器(5)以及分别与微处理器相连接的RS485转换电路(6)、RS232转换电路(7)、IIC转换电路(8)、SDI-12转换电路(9)、模拟电压采集电路(10)、模拟电流采集电路(11)、开关电路(12)和电源管理电路(13)；
所述微处理器(5)用于对数据协议进行处理；所述RS485转换电路(6)、RS232转换电路(7)、IIC转换电路(8)、SDI-12转换电路(9)分别设置有两路接线,一路接线作为输入端口(3)的输入模块与传感器连接，另一路接线作为输出端口(4)的输出模块外接数据采集系统。
2.根据权利要求1所述的传感器数据信号转换器，其特征在于：所述RS485转换电路(6)采用微处理器(5)自带的TTL接口经过MAX485芯片转换成RS485接口；所述RS232转换电路(7)采用微处理器(5)自带的TTL接口经过SP3232芯片转换成RS232接口；所述IIC转换电路(8)通过微处理器(5)自带的IIC接口与其连接；所述SDI-12转换电路(9)采用微处理器(5)自带的I/O设置通信线路。
3.根据权利要求1所述的传感器数据信号转换器，其特征在于：所述外壳(1)呈筒状，所述输入端口(3)包括多个输入接口端，多个输入接口端以外壳(1)的轴线为圆心，呈圆形阵列分布。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114435192A (zh) * | 2022-02-08 | 2022-05-06 | 新疆铁道职业技术学院 | 轨枕磁感应装置磁场检测管理系统 |
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2016
- 2016-11-16 CN CN201621229173.1U patent/CN206162863U/zh not_active Expired - Fee Related
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