CN207081715U - 传感器标定设备及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种传感器标定设备及系统，涉及传感器标定的技术领域，该传感器标定设备包括：箱体和设置在箱体内部的标定单元板；标定单元板包括ARM单元和CPLD单元，CPLD单元设置有多个模拟接口，每个模拟接口均用于与待标定的传感器连接；ARM单元与上位机连接，用于接收上位机下发的指令，将指令传输至CPLD单元；CPLD单元用于接收指令，根据指令对待标定的传感器进行标定。本实用新型提供的一种传感器标定设备及系统，能够对多个待标定的传感器进行标定，提高了传感器的标定效率。

Description

传感器标定设备及系统

技术领域

本实用新型涉及传感器标定的技术领域，尤其是涉及一种传感器标定设备及系统。

背景技术

传感器(Sensor)是一种常见的却又很重要的器件，它是感受规定的被测量的各种量并按一定规律将其转换为有用信号的器件或装置。通常，传感器接收到的信号都有微弱的低频信号，外界的干扰有的时候的幅度能够超过被测量的信号，因此只有标定后的传感器才可以确认它所输出的信号是否正常。

传统的传感器标定方法是通过计算机的串口与传感器一对一连接，通过串口调试助手软件与传感器交互，或者，通过调节传感器电位器的大小改变参考电压，边调节边测量参考电压，而这种方式一次只能标定一个，效率低且工作量大，同时也需要专业的技术人员才能进行传感器的标定工作。

为了提高传感器的标定工作的效率，现有技术中，通常利用电脑连接USB HUB的方式，拓展出更多的USB接口，每个USB接口接一个USN转串口设备，每个串口与传感器相连，然后通过电脑访问每个USB接口转出来的串口来对传感器进行标定。但是，这种方法不适合对传感器设定序列号，且标定的传感器的数量受计算机所接的USB HUB数量限制，在一定程度上限制了传感器的标定效率。

针对现有技术中的传感器的标定效率较低的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种传感器标定设备及系统，以缓解现有技术中传感器的标定效率较低的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种传感器标定设备，包括：箱体和设置在箱体内部的标定单元板；

标定单元板包括ARM单元和CPLD单元，ARM单元和CPLD单元电连接；

CPLD单元设置有多个模拟接口，每个模拟接口均用于与待标定的传感器连接；

ARM单元与上位机连接，用于接收上位机下发的指令，将指令传输至CPLD单元；CPLD单元用于接收指令，根据指令对待标定的传感器进行标定。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述ARM单元包括第一串口；

该第一串口为总线串口，该总线串口与RS485总线连接，以使ARM单元通过RS485总线与上位机连接，接收上位机下发的指令。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述ARM单元还包括第二串口；

ARM单元通过该第二串口与CPLD单元连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述标定单元板还包括ID分配单元，用于分配上述标定单元板的ID信息，以及连接到CPLD单元的待标定的传感器的ID信息。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述箱体为封闭透明的有机玻璃箱体。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述箱体内部还设置有风机；

该风机用于向箱体内输入标定气体，或者，从箱体内排出标定气体。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述待标定的传感器设置在箱体内部，且箱体内部还设置有标准粉尘浓度检测仪；

标准粉尘浓度检测仪与上位机连接，用于检测箱体内部的标定气体的浓度值，并将浓度值上传至上位机，以使上位机将浓度值下发至上述标定单元板；

上述标定单元板还用于接收浓度值，根据该浓度值对待标定的传感器进行标定。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种传感器标定系统，该系统包括上位机，还包括上述第一方面所述的传感器标定设备；其中，上述上位机与传感器标定设备电连接。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，上述传感器标定设备有多个，每个传感器标定设备通过RS485总线与上位机连接。

结合第二方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，上述传感器标定设备的数量为32个，且每个传感器标定设备连接的待标定的传感器的数量为20个。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的一种传感器标定设备及系统，其传感器标定设备的标定单元板上设置有ARM单元和CPLD单元，在CPLD单元上设置多个模拟接口，能够连接多个待标定的传感器，使得在进行标定时，通过ARM单元接收上位机下发的指令，将该指令传输至CPLD单元后，对多个待标定的传感器进行标定，提高了传感器的标定效率。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，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为本实用新型实施例提供的一种标定单元板的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种标定单元板的结构框图；

图3为本实用新型实施例提供的一种传感器标定系统的结构框图；

图4为本实用新型实施例提供的一种传感器标定方法的流程图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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例，都属于本实用新型保护的范围。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种传感器标定设备进行详细介绍。

实施例一：

本实用新型实施例提供了一种传感器标定设备，该传感器标定设备用于对气体传感器进行标定，包括：箱体和设置在箱体内部的标定单元板。图1示出了一种标定单元板的结构框图，所述标定单元板包括ARM(Advanced RISC Machines，RISC微处理器)单元100和CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)单元101，该ARM单元100和CPLD单元101电连接。

具体地，CPLD单元101设置有多个模拟接口，如图1所示的模拟接口101a、模拟接口101b……模拟接口101n，每个模拟接口均用于与待标定的传感器连接。

具体实现时，上述ARM单元100与上位机连接，用于接收上位机下发的指令，将指令传输至CPLD单元101；CPLD单元101用于接收该指令，根据指令对待标定的传感器进行标定。

其中，CPLD单元是一种能够根据用户的实际需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路，其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆(在“系统”编程)将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统，因此，本实用新型实施例中的CPLD单元可以根据用户的设置存储指定的标定算法和标定程序，当接收到上位机下发的指令，例如标定指令后，能够自动运行并对待标定的传感器进行标定，其标定算法和标定程序可以根据实际使用需求进行设置，或者参考现有技术中的相关资料实现，本实用新型实施例对此不进行限制。

本实用新型实施例提供的一种传感器标定设备，其标定单元板上设置有ARM单元和CPLD单元，在CPLD单元上设置多个模拟接口，能够连接多个待标定的传感器，使得在进行标定时，通过ARM单元接收上位机下发的指令，将该指令传输至CPLD单元后，能够对多个待标定的传感器进行标定，提高了传感器的标定效率。

实施例二：

在上述实施例一的基础上，本实用新型实施例还提供了另一种标定单元板的结构框图，如图2所示的另一种标定单元板的结构框图，除图1所示的各个结构以外，上述ARM单元100还包括第一串口100a；该第一串口100a为总线串口，该总线串口与RS485总线连接，以使ARM单元通过RS485总线与上位机连接，接收上位机下发的指令。

进一步，上述ARM单元100还包括第二串口100b；该ARM单元通过第二串口100b与CPLD单元连接。

进一步，上述标定单元板还包括ID(Identification)分配单元102，该ID分配单元102分别与ARM单元100和CPLD单元101连接，用于分配标定单元板的ID信息，以及连接到CPLD单元的待标定的传感器的ID信息。

综上所述，本实用新型实施例所述的标定单元板采用ARM单元+CPLD单元的方案实现，其中，ARM单元设置有串口，其中一个与RS485总线相接，能够接收上位机下发的指令和上传数据给上位机，另一个串口接CPLD单元，通过CPLD单元模拟出多个模拟串口，通过该多个模拟串口连接待标定的传感器，以对待标定的传感器进行标定。进一步，每个标定单元板都有一个ID分配单元，以存储该标定单元板的ID信息，以及每个标定单元板连接的待标定的传感器的ID信息，这样上位机就可以通过标定单元板的ID信息和每个待标定的传感器的ID信息访问到具体的待标定的传感器，以对待标定的传感器的标定情况进行查看和管理。

优选地，本实用新型实施例所述的传感器标定设备的箱体优选为封闭透明的有机玻璃箱体，例如，亚克力箱体，“亚克力”是一个音译词，英文是ACRYLIC，它是一种化学材料，化学名叫做“PMMA”属聚丙烯酸酯类，俗称“经过特殊处理的有机玻璃”，在应用行业，亚克力的原材料一般以颗粒、板材、管材等形式出现，亚克力又称特殊处理的有机玻璃，系有机玻璃换代产品，用亚克力制作的灯箱具有透光性能好、颜色纯正、色彩丰富、美观平整、兼顾白天夜晚两种效果、使用寿命长、不影响使用等特点。

考虑到本实用新型实施例所述的传感器标定设备需要对气体传感器进行标定，其标定其体的浓度要求具有可控性，因此，为了便于对传感器箱体内部的标定气体浓度进行设定，上述箱体内部还设置有风机(图2中未示出)；该风机用于向箱体内输入标定气体，或者，从箱体内排出标定气体。

进一步，上述待标定的传感器设置在箱体内部，且箱体内部还设置有标准粉尘浓度检测仪；该标准粉尘浓度检测仪与上位机连接，用于检测箱体内部的标定气体的浓度值，并将浓度值上传至上位机，以使上位机将浓度值下发至标定单元板，标定单元板还用于接收浓度值，根据浓度值对待标定的传感器进行标定。

以上述待标定的传感器标定PM2.5的浓度值为例进行说明，标定单元板、待标定的传感器和标准粉尘浓度检测仪封装在一个密闭的透明的亚克力箱子里面，该箱子可以输入标定气体和排出标定气体，进而控制PM2.5浓度，标准粉尘浓度检测仪在标定时，读出标准浓度值，将该标准浓度值上传至上位机，上位机自动把此刻标准浓度值发给每个标定单元板，自动计算，并把相关参数传给待标定的传感器，完成标定。

本实用新型实施例提供的一种传感器标定设备，其标定单元板上设置有ARM单元和CPLD单元，在CPLD单元上设置多个模拟接口，能够连接多个待标定的传感器，使得在进行标定时，通过ARM单元接收上位机下发的指令，将该指令传输至CPLD单元后，能够对多个待标定的传感器进行标定，提高了传感器的标定效率。

实施例三：

在上述实施例的基础上，本实用新型实施例还提供了一种传感器标定系统，如图3所示的一种传感器标定系统的结构框图，该系统包括上位机300，还包括上述实施例一或实施例二所述的传感器标定设备301；每个传感器标定设备301连接有多个待标定的传感器302，其中，上位机300与传感器标定设备电连接。

优选地，传感器标定设备301有多个，每个传感器标定设备通过RS485总线与上位机300连接，进一步，每个传感器标定设备连接的待标定的传感器数量也为多个。应当理解，为了便于说明，图3所示的传感器标定系统的结构框图中，传感器标定设备仅仅示出了三个，其中，每个传感器标定设备连接的待标定的传感器的数量为两个，在实际使用时，上述传感器标定设备和待标定的传感器的数量都可以在不超过最大可连接数量的情况下，根据实际使用情况进行设置，本实用新型实施例对此不进行限制。

优选地，上述传感器标定设备的数量为32个，且每个传感器标定设备连接的待标定的传感器的数量为20个，因此，利用上述传感器标定系统，一次可以标定640个待标定的传感器，有效地提高了传感器的标定效率。

图4示出了一种传感器标定方法的流程图，该方法应用于上述传感器标定系统，对待标定的传感器进行标定，具体地，如图4所示的，该方法包括以下步骤：

步骤S402，上位机获取标准粉尘浓度检测仪检测的标定气体的浓度值，并向传感器标定设备发送标定指令；

步骤S404，传感器标定设备接收到标定指令后，根据预先存储的标定算法以及浓度值对待标定的传感器进行标定。

具体地，步骤S404所述的过程包括：(1)按照预先设置的浓度值梯度，通过风机控制标定气体的浓度值；(2)获取不同梯度的浓度值，对待标定的传感器进行多浓度的标定。

本实用新型实施例提供的传感器标定系统，与上述实施例提供的传感器标定设备具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种传感器标定设备，其特征在于，包括：箱体和设置在所述箱体内部的标定单元板；

所述标定单元板包括ARM单元和CPLD单元，所述ARM单元和所述CPLD单元电连接；

所述CPLD单元设置有多个模拟接口，每个所述模拟接口均用于与待标定的传感器连接；

所述ARM单元与上位机连接，用于接收所述上位机下发的指令，将所述指令传输至所述CPLD单元；

所述CPLD单元用于接收所述指令，根据所述指令对所述待标定的传感器进行标定。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述ARM单元包括第一串口；

所述第一串口为总线串口，所述总线串口与RS485总线连接，以使所述ARM单元通过所述RS485总线与所述上位机连接，接收所述上位机下发的指令。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述ARM单元还包括第二串口；

所述ARM单元通过所述第二串口与所述CPLD单元连接。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述标定单元板还包括ID分配单元，用于分配所述标定单元板的ID信息，以及连接到所述CPLD单元的所述待标定的传感器的ID信息。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述箱体为封闭透明的有机玻璃箱体。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述箱体内部还设置有风机；

所述风机用于向所述箱体内输入标定气体，或者，从所述箱体内排出所述标定气体。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述待标定的传感器设置在所述箱体内部，且所述箱体内部还设置有标准粉尘浓度检测仪；

所述标准粉尘浓度检测仪与所述上位机连接，用于检测所述箱体内部的所述标定气体的浓度值，并将所述浓度值上传至所述上位机，以使所述上位机将所述浓度值下发至所述标定单元板；

所述标定单元板还用于接收所述浓度值，根据所述浓度值对所述待标定的传感器进行标定。

8.一种传感器标定系统，其特征在于，所述系统包括上位机，还包括权利要求1～7任一项所述的传感器标定设备；其中，所述上位机与所述传感器标定设备电连接。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述传感器标定设备有多个，每个所述传感器标定设备通过RS485总线与所述上位机连接。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述传感器标定设备的数量为32个，且每个所述传感器标定设备连接的待标定的传感器的数量为20个。