CN206649309U - 基于can总线技术的智能传感器采样系统 - Google Patents

Abstract

基于CAN总线技术的智能传感器采样系统，包括DCA7‑24V输入、防雷模块、MAX1836电源芯片、B0505S电源隔离模块、稳定并隔离的5V电源、信号隔离及防雷模块、CAN驱动芯片MCP255、AT单片机，所述DCA7‑24V输入、防雷模块、MAX1836电源芯片、B0505S电源隔离模块依次电连接，所述稳定并隔离的5V电源分别与CAN驱动芯片MCP255和AT单片机连接，所述信号隔离及防雷模块、CAN驱动芯片MCP255、AT单片机依次连接，所述信号隔离及防雷模块和CAN驱动芯片MCP255之间通过CAN总线连接，所述CAN驱动芯片MCP255和AT单片机之间通过uart串口连接。本实用新型应用于岩土在线监测以及各类静态在线监测。

Description

基于CAN总线技术的智能传感器采样系统

技术领域

本实用新型属于智能传感器采样系统，具体为基于CAN总线技术的智能传感器采样系统。

背景技术

目前，大家所熟知的岩土在线监测传感器基本是两种：一、通道式通信；二、RS485通信。通道式传感器一般不具备智能性，只是通道采集设备智能切换通道与传感器通信，传感器输出模拟信号，采集设备进行单个处理，采集设备再与上位机通信。因为每个传感器都是单独一条线到采集设备，所以传感器数量一多,线缆布线浪费很多且因为缺少智能性很容易混淆，且传输距离受限，最长一般是300米左右。RS485传感器因为其输出的是数学信号，所以内部一般具有单片机或其他智能MCU，RS485传感器与上位通信是通过RS485总线，总线上可挂接一定数量的RS485传感器节点，但传感器节点如果一多,很容易造成信号匹配的问题，单个传感器都是没问题的，可挂接一起通信就会出现总线瘫痪的问题，且现场排查起来很困难,对于布线不理想的情况甚至是无法解决。且距离是1.2km对于大多数监测项目可以满足，可对于一些远距离的有很大的局限性。

实用新型内容

为了克服现有的岩土监测传感器的非智能性以及通信距离和通信方式的不可靠性，本实用新型提供基于CAN总线技术的智能传感器采样系统，本实用新型不仅能让传感器具有一定智能性还可以让远距离多节点通信更稳定可靠。

本实用新型采用以下技术方案实现：

基于CAN总线技术的智能传感器采样系统，包括DCA7-24V输入、防雷模块、MAX1836电源芯片、B0505S电源隔离模块、稳定并隔离的5V电源、信号隔离及防雷模块、CAN驱动芯片MCP255、AT单片机，所述DCA7-24V输入、防雷模块、MAX1836电源芯片、B0505S电源隔离模块依次电连接，所述稳定并隔离的5V电源分别与CAN驱动芯片MCP255和AT单片机连接，所述信号隔离及防雷模块、CAN驱动芯片MCP255、AT单片机依次连接，所述信号隔离及防雷模块和CAN驱动芯片MCP255之间通过CAN总线连接，所述CAN驱动芯片MCP255和AT单片机之间通过uart串口连接。

本实用新型中，所述稳定并隔离的5V电源分别与STC单片机和带序列号的温度传感器电连接，所述STC单片机上分别连接有带序列号的温度传感器、16位AD和IIC协议的24c256存储芯片，所述16位AD与模拟信号输出传感器电连接，所述STC单片机与16位AD之间通过IIC协议连接。所述AT单片机与STC单片机之间通过uart串口连接。

本实用新型中，所述稳定并隔离的5V电源与MAX232TTL转成232串口电连接，所述MAX232TTL转成232串口与电脑或者服务器串口连接，所述AT单片机与MAX232TTL转成232串口之间通过uart串口连接。

有益效果：本实用新型使岩土监测传感器具有一定的智能性，并用CAN总线技术代替原有相对落后的通道式通信或RS485通信，让监测项目布线更加优化更节约成本以及通信更加稳定可靠；本实用新型能识别安全和危险电压的试电笔。本实用新型涉及一种对传感器的智能采样的节点，该节点技术通信基于CAN总线技术，并具有一定智能性；可以应用于岩土在线监测以及各类静态在线监测，以及现有传感器监测系统的升级。

附图说明

图1是本实用新型传感器采样节点的电路原理图；

图2是本实用新型CAN总线采集端的电路原理图；

图3是本实用新型工作程序流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1、图2、图3、基于CAN总线技术的智能传感器采样系统传感器采样节点的电路原理图、基于CAN总线技术的智能传感器采样系统CAN总线采集端的电路原理图、基于CAN总线技术的智能传感器采样系统工作程序流程图，基于CAN总线技术的智能传感器采样系统，包括DCA7-24V输入、防雷模块、MAX1836电源芯片、B0505S电源隔离模块、稳定并隔离的5V电源、信号隔离及防雷模块、CAN驱动芯片MCP255、AT单片机，所述DCA7-24V输入、防雷模块、MAX1836电源芯片、B0505S电源隔离模块依次电连接，所述稳定并隔离的5V电源分别与CAN驱动芯片MCP255和AT单片机连接，所述信号隔离及防雷模块、CAN驱动芯片MCP255、AT单片机依次连接，所述信号隔离及防雷模块和CAN驱动芯片MCP255之间通过CAN总线连接，所述CAN驱动芯片MCP255和AT单片机之间通过uart串口连接。

本实用新型中，所述稳定并隔离的5V电源分别与STC单片机和带序列号的温度传感器电连接，所述STC单片机上分别连接有带序列号的温度传感器、16位AD和IIC协议的24c256存储芯片，所述16位AD与模拟信号输出传感器电连接，所述STC单片机与16位AD之间通过IIC协议连接。所述AT单片机与STC单片机之间通过uart串口连接。

本实用新型中，所述稳定并隔离的5V电源与MAX232TTL转成232串口电连接，所述MAX232TTL转成232串口与电脑或者服务器串口连接，所述AT单片机与MAX232TTL转成232串口之间通过uart串口连接。

本实用新型中，电源采用宽幅输入大电流电源芯片作为第一步电源处理前段做三级防雷处理通过防雷模块以及限压模块，采用MAX1836/MAX1837可支持DC9-24V转DC5V,然后用高精稳压电源隔离模块处理，处理出来的5V电源给其他IC芯片供电，特别是AD需要高精基准电压。

本实用新型中，STC单片机与24c256存储芯片、温度芯片、以及AD芯片通信，STC单片机通过与16位AD芯片通信采样得到最初始模拟信号，然后根据实现设定在存储芯片内的电子标定表通过线性算法算出所对应的物理量，并将采集得到的有效数据以自定义协议通过uart串口发送出去。

本实用新型中，CAN信号传输是由AT单片机负责，首先，AT单片机接收到STC单片发送的数据，然后再需要按与采集端约定的速率传送出去，传送出去是通过CAN驱动芯片MPC系列，中间有采用信号隔离模块对信号做处理再发送到CAN总线，CAN采集端与CAN传感器端通信数据上来之后再还原到STC协议的通信参数与上位机软件通信。

本实用新型中，电源采用宽幅输入大电流电源芯片作为第一步电源处理前段做三级防雷处理通过防雷模块以及限压模块，采用MAX1836/MAX1837可支持DC9-24V转DC5V,然后用高精稳压电源隔离模块处理，处理出来的5V电源给其他IC芯片供电。

本实用新型中，CAN采集端通过工业总线与CAN节点之间的通信是通过CAN的硬件协议以及传输格式，在通信完成之后CAN采集端再将数据转回串行传输并与上位机或者其他形式与上位机软件通信，上位机软件可通过协定协议解析相应数据。

使用时，首先STC单片机一直侦听总线上的数据，当侦听到采集命令以及地址位与自身存储芯片上存储的唯一地址码一致时，STC单片通过16位高精AD采样传感器的模拟信号，并同时采集温度芯片的温度数据，然后将采样电压与设置到存储芯片上的电子标定通过线性算法计算出物理量，并通过传感器的在生产前做的温度实验取得的温度系数对物理量进行补偿，再将该数据通过自定义的数据字帧传输到AT单片上，AT单片机通过配置CAN总线驱动芯片，传输速率等其他参数与CAN采集器上一致，保证节点传感器可以与采集器之间的高速率稳定传输。AT单片将数据通过CAN驱动芯片发送到CAN总线上，然后采集端接收到数据再还原成之前STC单片传输的数据结构，上位机软件可以通过回传的数据解析相应的传感器物理量以及温度等其他数据。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.基于CAN总线技术的智能传感器采样系统，其特征在于，包括DCA7-24V输入、防雷模块、MAX1836电源芯片、B0505S电源隔离模块、稳定并隔离的5V电源、信号隔离及防雷模块、CAN驱动芯片MCP255、AT单片机，所述DCA7-24V输入、防雷模块、MAX1836电源芯片、B0505S电源隔离模块依次电连接，所述稳定并隔离的5V电源分别与CAN驱动芯片MCP255和AT单片机连接，所述信号隔离及防雷模块、CAN驱动芯片MCP255、AT单片机依次连接，所述信号隔离及防雷模块和CAN驱动芯片MCP255之间通过CAN总线连接，所述CAN驱动芯片MCP255和AT单片机之间通过uart串口连接。

2.根据权利要求1所述的基于CAN总线技术的智能传感器采样系统，其特征在于，所述稳定并隔离的5V电源分别与STC单片机和带序列号的温度传感器电连接，所述STC单片机上分别连接有带序列号的温度传感器、16位AD和IIC协议的24c256存储芯片，所述16位AD与模拟信号输出传感器电连接，所述STC单片机与16位AD之间通过IIC协议连接，所述AT单片机与STC单片机之间通过uart串口连接。

3.根据权利要求1所述的基于CAN总线技术的智能传感器采样系统，其特征在于，所述稳定并隔离的5V电源与MAX232TTL转成232串口电连接，所述MAX232TTL转成232串口与电脑或者服务器串口连接，所述AT单片机与MAX232TTL转成232串口之间通过uart串口连接。