CN207637284U - 数据采集机箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数据采集机箱。该数据采集机箱包括：机壳；电源接口，位于机壳侧面，用于为数据采集机箱供电和为内部电池充电；外接天线接口，位于机壳侧面，用于连接吸盘天线，其中，吸盘天线位于机壳上方，吸盘天线用于通过无线传输数据；复合式信号接头，位于机壳侧面，用于连接光纤光栅传感器和/或电信号传感器；数据处理模块，与复合式信号接头连接，用于将光纤光栅传感器输出的光信号和电信号传感器输出的电信号进行处理，得到处理信号；信号输出模块，用于将处理信号发送到上位机。通过本实用新型，达到了采集机箱能够同时采集传统的电信号传感器和光纤光栅传感器的数据的效果。

Description

数据采集机箱

技术领域

本实用新型涉及机箱领域，具体而言，涉及一种数据采集机箱。

背景技术

安全是施工中最重要的一环，所以安全监测是必不可缺的。在桥隧、路基、基坑等施工中，需要对沉降、位移、应力应变等进行实时监测，传统的做法是采用人工监测或半自动监测。随着监测技术的发展，在施工中，越来越多的监测开始采用实时的自动化监测。在自动化监测中，数据采集机箱是必不可缺的。

现有的数据采集机箱主要分为传统的电信号传感器，其主要采集电信号的传感器数据。另外一种是光信号的采集机箱，主要的是光纤类、光纤光栅类的解调仪。但在施工监测中，由于环境的复杂性，往往需要结合多类信号的传感器的联合使用，特别是在电磁干扰严重等环境下，光纤光栅类型的传感器往往更适用。这时往往需要布置两个采集机箱，这样不仅成本高，而且布线及安装采集数据更加麻烦。

针对相关技术中采集机箱不能同时采集传统的电信号传感器和光纤光栅传感器的数据的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种数据采集机箱，以解决采集机箱不能同时采集传统的电信号传感器和光纤光栅传感器的数据的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种数据采集机箱，该数据采集机箱包括：机壳；电源接口，位于所述机壳侧面，用于为所述数据采集机箱供电和为内部电池充电；外接天线接口，位于所述机壳侧面，用于连接吸盘天线，其中，所述吸盘天线位于所述机壳上方，所述吸盘天线用于通过无线传输数据；复合式信号接头，位于所述机壳侧面，用于连接光纤光栅传感器和/或电信号传感器；数据处理模块，与所述复合式信号接头连接，用于将所述光纤光栅传感器输出的光信号和所述电信号传感器输出的电信号进行处理，得到处理信号；信号输出模块，用于将所述处理信号发送到上位机。

进一步地，所述复合式信号接头包括：光纤陶瓷插芯，位于所述复合式信号接头的中心；电信号接头，数量为六个，均匀设置在所述光纤陶瓷插芯的外侧。

进一步地，所述复合式信号接头包括：插芯保护套，设置在所述光纤陶瓷插芯的外周，用于保护所述光纤陶瓷插芯。

进一步地，所述数据采集机箱还包括：太阳能电池板，位于所述数据采集机箱外壳上方，用于将太阳能转换为电能为所述数据采集机箱供电。

进一步地，所述数据采集机箱还包括：SIM卡接口，位于所述数据采集机箱一侧，用于安装SIM卡。

进一步地，所述信号输出模块包括：GPRS模块和GSM短信模块，用于每隔预设时间将所述处理信号发送到所述上位机。

进一步地，所述GSM短信模块还用于：接收短信指令，根据所述短信指令唤醒所述数据采集机箱以实时向所述上位机发送数据。

进一步地，所述数据采集机箱还包括：把手，位于所述机壳上，RS485接口和USB接口；开关，用于控制所述数据采集机箱的通电；工作指示灯，用于指示所述数据采集机箱的工作状态。

进一步地，所述数据采集机箱还包括：GPS定位模块，位于所述数据采集机箱的机壳上或机壳内，用于对所述数据采集机箱进行定位。

进一步地，所述数据采集机箱的机壳为碳纤维复合材料外壳。

本实用新型通过机壳；电源接口，位于机壳侧面，用于为数据采集机箱供电和为内部电池充电；外接天线接口，位于机壳侧面，用于连接吸盘天线，其中，吸盘天线位于机壳上方，吸盘天线用于通过无线传输数据；复合式信号接头，位于机壳侧面，用于连接光纤光栅传感器和/或电信号传感器；数据处理模块，与复合式信号接头连接，用于将光纤光栅传感器输出的光信号和电信号传感器输出的电信号进行处理，得到处理信号；信号输出模块，用于将处理信号发送到上位机，解决了采集机箱不能同时采集传统的电信号传感器和光纤光栅传感器的数据的问题，进而达到了采集机箱能够同时采集传统的电信号传感器和光纤光栅传感器的数据的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的数据采集机箱的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的一种复合式信号接头的示意图；

图3是根据本实用新型实施例的具体应用场景的示意图；

图4是根据本实用新型实施例的一种数据采集机箱内部信号处理的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本实用新型实施例提供了一种数据采集机箱。

本实用新型实施例的数据采集机箱包括以下组成部分：

机壳，机壳的材料可以是多种类型的材料，优选的，可以是碳纤维复合材料外壳，坚固耐用，并且能够减轻重量、还能够抗腐蚀。

电源接口，位于机壳侧面，用于为数据采集机箱供电和为内部电池充电；电源接口既可以直接为数据采集机箱供电，又可以为机箱中的电池充电。

外接天线接口，位于机壳侧面，用于连接吸盘天线，其中，吸盘天线位于机壳上方，吸盘天线用于通过无线传输数据。

复合式信号接头，位于机壳侧面，用于连接光纤光栅传感器和/或电信号传感器；复合式信号接头将光纤光栅传感器的接头和电信号传感器的接头集成在一起，可以通过一个接头连接两种类型的传感器，不需要对每种传感器单独设置接头，既可以省去布置通道的空间，又方便使用。复合式信号接头的数量根据实际需求设置，例如，可以是8个。

数据处理模块，与复合式信号接头连接，用于将光纤光栅传感器输出的光信号和电信号传感器输出的电信号进行处理，得到处理信号；数据处理模块可以对接收到的光纤光栅传感器输出的光信号和电信号传感器输出的电信号进行处理，已得到信号中携带的信息。

信号输出模块，用于将处理信号发送到上位机，在得到光信号或电信号携带的信息之后，可以通过信号输出模块将信息传输到上位机。

解决了采集机箱不能同时采集传统的电信号传感器和光纤光栅传感器的数据的问题，进而达到了采集机箱能够同时采集传统的电信号传感器和光纤光栅传感器的数据的效果。

该实施例采用机壳；电源接口，位于机壳侧面，用于为数据采集机箱供电和为内部电池充电；外接天线接口，位于机壳侧面，用于连接吸盘天线，其中，吸盘天线位于机壳上方，吸盘天线用于通过无线传输数据；复合式信号接头，位于机壳侧面，用于连接光纤光栅传感器和/或电信号传感器；数据处理模块，与复合式信号接头连接，用于将光纤光栅传感器输出的光信号和电信号传感器输出的电信号进行处理，得到处理信号；信号输出模块，用于将处理信号发送到上位机，解决了采集机箱不能同时采集传统的电信号传感器和光纤光栅传感器的数据的问题，进而达到了采集机箱能够同时采集传统的电信号传感器和光纤光栅传感器的数据的效果。

可选地，复合式信号接头包括以下组成部分：光纤陶瓷插芯，位于复合式信号接头的中心；电信号接头，数量为六个，均匀设置在光纤陶瓷插芯的外侧。

复合式信号接头还包括：插芯保护套，设置在光纤陶瓷插芯的外周，用于保护光纤陶瓷插芯。

可选的，信号接口可分开光信号接口和电信号接口等。

可选地，数据采集机箱还包括：太阳能电池板，位于数据采集机箱外壳上方，用于将太阳能转换为电能为数据采集机箱供电。

可选地，数据采集机箱还包括：SIM卡接口，位于数据采集机箱一侧，用于安装SIM卡。

可选地，信号输出模块包括：GPRS模块和GSM短信模块，用于每隔预设时间将处理信号发送到上位机。GSM短信模块还用于：接收短信指令，根据短信指令唤醒数据采集机箱以实时向上位机发送数据。

可选地，数据采集机箱还包括GPS定位模块，位于所述数据采集机箱的机壳上或机壳内，用于对所述数据采集机箱进行定位。在机箱的壳体外或者壳体内部加了一个GPS定位模块，具有定位功能，当多个机箱一起布置时，上位机发现某个机箱数据异常时可根据定位快速找到检查该机箱。

可选地，数据采集机箱还包括：把手，位于机壳上。把手的设置位置可以根据实际每个侧面的剩余空间和数据采集机箱的重量分布来设置。

可选地，数据采集机箱还包括：RS485接口和USB接口，RS485接口和USB接口用于通讯和数据传输；开关，用于控制数据采集机箱的通电；工作指示灯，用于指示数据采集机箱的工作状态。开关和工作指示灯可以相邻设置，以方便用户查看通电状态。

本实用新型实施例的技术方案可以解决光纤光栅传感器及传统电信号传感器的信号不能同时采集的问题。同时到达数据的无线传输，机箱的太阳能供电。

本实用新型涉及一种复合式数据采集机箱，其采集的信号包括传统的电信号和光纤光栅的光信号，并将数据处理后输出。图1是根据本实用新型实施例的数据采集机箱的示意图，如图1所示，该机箱包括以下组成部分：

1-碳纤维复合材料外壳，2-把手，3-SIM卡槽，4-太阳能板，5-复合式信号接头，6-RS485接口，7-USB接口，8-电源接口，9-外接天线接口，10-开关，11-工作指示灯，12-吸盘天线。

其中，1-碳纤复合材料外壳可在满足其坚固耐用的条件下减轻重量，同时抗腐蚀；2-把手是为了方便携带机箱；3-SIM卡槽主要是安装SIM卡，该机箱内部设有GPRS模块和GSM短信模块；4-太阳能板是为了将太阳能转变成电能供机箱运转；5-复合式信号接头，目前电信号采用的接头一般为标准航空头，光纤光栅传感器的接头为FC/APC的接头，二者不能共用，将两种接头集成在一起，这样可以省去布置通道的空间，即该通道既可插接传统电信号传感器，也可接光纤光栅传感器。6-RS485接口和7-USB接口主要用于通讯及数据传输；8-电源接口用于直接供电及给内部电池充电；9-外接天线接口是用于连接12-吸盘天线，主要用于数据的无线传输。

图2是根据本实用新型实施例的一种复合式信号接头的示意图，如图2所示，51为电信号接头，52为光纤的标准陶瓷插芯，53为插芯的保护套。电信号接头的数量可以是6个，根据具体匹配的电信号传感器的具体结构，也可以对电信号接头的数量进行调整。

在本实用新型实施例中，复合式采集机箱内部主要包括BGK-MICRO测量模块、光纤光栅解调模块、GPRS模块/GSM短信模块、数据处理模块、电源模块及复合式信号接口。其中BGK-MICRO测量模块主要是处理传统电信号传感器数据，光纤光栅解调模块是解调光纤光栅传感器的光波信号，并将其转换成模拟信号。数据处理模块是将BGK-MICRO测量模块的数据和光纤光栅解调模块的数据整合处理后输出。GPRS模块/GSM短信模块主要是用于传输数据，为了减小机箱的功耗，数据传输往往是每隔一段时间发送一次数据，而需要实时数据时，可通过GSM短信模块接收短信指令，从而唤醒机箱传输数据等。

在一个具体的应用场景中，例如在铁路施工过程中，桥涵施工作为线路的重要组成部分，其工程形式包括接长涵、下穿顶进、地基加固等，涉及到采用人工挖孔桩作支墩，用工字钢便梁架空线路顶进开挖施工等技术。特别对于营业线铁路的改造工程，桥涵施工对营业线运营会产生重大影响，所以必须在施工过程进行监测，保证营业线正常运营和和施工开展。在营业线桥涵施工监测中，图3是根据本实用新型实施例的具体应用场景的示意图，如图3所示，18为安装的各类传感器，其中包括固定式倾角计、静力水准仪、表面裂缝计、土压力计、加速度传感器，其中：固定式倾角计、静力水准仪、土压力计装在桥涵施工中的便梁的支墩上；表面裂缝计的一端装在支墩上，另一端装在便梁上；加速度传感器装在便梁的中部位置。将各类传感器通过光缆或者电缆与19复合式采集机箱连接，其信号通过复合式采集机箱处理后由GPRS模块通过GPRS网络传入信号发射塔，再通过GPRS网络由信号接收塔获取再传输给上位机。

图4是根据本实用新型实施例的一种数据采集机箱内部信号处理的示意图，采集机箱内部的信号传递与处理如图4所示，光纤光栅传感器和传统的电信号传感器如土压力计、倾角计、静力水准仪等通过复合式信号接头，电信号传输给BGK-MICRO测量模块，光信号传输给光纤光栅解调处理模块，二者输出的数据传输给数据处理模块，通过数据处理模块得到具体的测量者，并将两类信号以统一的格式传送给输出模块，输出模块包括GPRS模块、GSM短信模块、USB接口、RS485接口。

本实用新型的技术方案将传统电信号传感器采集仪和光纤光栅解调设备集成在一起，既可采集传统电信号，又可解调光纤光栅信号，并将各类数据同时输出。数据采集机箱的供电可采用电源、电池、及太阳能供电，其优先使用太阳能供电，在太阳能供电不足时电池补充，信号接口是复合式信号接头，采用光纤FC\APC接头和标准航空插头结合而成，可无差别的连接两种类型的信号。其外壳材料是碳纤维复合材料，在保证其强度的条件下降低重量，内部设防震措施，可达到防尘防水防震的目的，可内置数据处理模块，主要将光纤光栅传感器的数据及电信号的数据打包处理，然后将数据通过GPRS网络传输给上位机，其内置GSM短信模块，可通过手机发送短信口令唤醒采集机箱。

通过以上的技术方案，本实用新型的数据采集机箱可同时采集两类传感器的数据，并可以实时无线传输，其机箱供电可采用太阳能供电，机箱可采用GSM短信唤醒。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种数据采集机箱，其特征在于，包括：

机壳；

电源接口，位于所述机壳侧面，用于为所述数据采集机箱供电和为内部电池充电；

外接天线接口，位于所述机壳侧面，用于连接吸盘天线，其中，所述吸盘天线位于所述机壳上方，所述吸盘天线用于通过无线传输数据；

复合式信号接头，位于所述机壳侧面，用于连接光纤光栅传感器和/或电信号传感器；

数据处理模块，与所述复合式信号接头连接，用于将所述光纤光栅传感器输出的光信号和所述电信号传感器输出的电信号进行处理，得到处理信号；

信号输出模块，用于将所述处理信号发送到上位机。

2.根据权利要求1所述的数据采集机箱，其特征在于，所述复合式信号接头包括：

光纤陶瓷插芯，位于所述复合式信号接头的中心；

电信号接头，数量为六个，均匀设置在所述光纤陶瓷插芯的外侧。

3.根据权利要求2所述的数据采集机箱，其特征在于，所述复合式信号接头包括：

插芯保护套，设置在所述光纤陶瓷插芯的外周，用于保护所述光纤陶瓷插芯。

4.根据权利要求2所述的数据采集机箱，其特征在于，所述数据采集机箱还包括：

太阳能电池板，位于所述数据采集机箱的机壳上方，用于将太阳能转换为电能为所述数据采集机箱供电。

5.根据权利要求2所述的数据采集机箱，其特征在于，所述数据采集机箱还包括：

SIM卡接口，位于所述数据采集机箱一侧，用于安装SIM卡。

6.根据权利要求5所述的数据采集机箱，其特征在于，所述信号输出模块包括：

GPRS模块和GSM短信模块，用于每隔预设时间将所述处理信号发送到所述上位机。

7.根据权利要求6所述的数据采集机箱，其特征在于，所述GSM短信模块还用于：

接收短信指令，根据所述短信指令唤醒所述数据采集机箱以实时向所述上位机发送数据。

8.根据权利要求1所述的数据采集机箱，其特征在于，所述数据采集机箱还包括：

把手，位于所述机壳上；

RS485接口和USB接口；

开关，用于控制所述数据采集机箱的通电；

工作指示灯，用于指示所述数据采集机箱的工作状态。

9.根据权利要求1所述的数据采集机箱，其特征在于，所述数据采集机箱还包括：

GPS定位模块，位于所述数据采集机箱的机壳上或机壳内，用于对所述数据采集机箱进行定位。

10.根据权利要求1所述的数据采集机箱，其特征在于，所述数据采集机箱的机壳为碳纤维复合材料外壳。