CN208271377U - 一种信号载波加密状态可控的传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种信号载波加密状态可控的传感器，包括MIC，所述MIC连接有滤波器，所述滤波器连接有声信号调制采集电路，所述声信号调制采集电路对声信号进行调制、转换、采集。声信号调制采集电路与控制电路连接，控制电路上的处理器对采集的声信号进行数据处理，并进行数据分析，然后将数据分析结果进行校验、加密，并将该结果反馈给上位机。本实用新型的传感器通过增设处理器，实现信号传输加密，状态智能可控；采用国际通用的HART协议，确保传感器与电厂其他系统的兼容性；传感器信号输出到控制柜的信号传输采用载波方式，证传感器的信号准确性、可靠性、防电磁干扰性以及保密性测试；传感器工作状态可控，可以进一步延长其使用寿命。

Description

一种信号载波加密状态可控的传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及一种信号载波加密状态可控的传感器。

背景技术

测量锅炉内炉膛燃烧时的噪音采用声波传感器是一种有效常用的手段，实时在线监测锅炉“四管”的泄漏噪音，能够准确及时捕捉泄漏噪音。提供传感器接收的信号，进行频谱分析输出0--6mA信号到计算机控制系统进行进一步软件分析，是否发生泄漏。所以传感器的信号准确性、可靠性、防电磁干扰性、保密性尤其重要。

目前、市场上的用于测量炉内噪音声波传感器都采用简单的信号采集后，经过声-电转换后直接送到系统的后台-计算机控制系统。而且市场上有很多生产同类传感器的厂家，这样造成厂家、不同型号的传感器与不同后台中间存在不匹配情况，造成设备运行无法可靠稳定运行。由于这个产品无国家标准强制要求，所以使用的都是各个企业标准。

通用的0-6mA信号极易受电磁干扰，造成传输信号失真，系统无法确切判断。所以：一种信号载波加密状态可控的传感器产生对整个系统的稳定、可靠运行非常必要。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种信号载波加密状态可控的传感器，可对信号进行传输加密，兼容性好，可靠性、准确性高。

本实用新型的技术方案是：

一种信号载波加密状态可控的传感器，包括：

MIC，所述MIC连接有滤波器，所述滤波器连接有声信号处理器，所述声信号处理器对声信号进行编码、校检和加密；

处理器，所述处理器与声信号处理器连接，完成信号的验证、转化与处理，并将信息反馈给上位机；

上述处理器的信号的处理通讯协议采用三层模型结构，即物理层、数据链路层和应用层。

优选的，所述滤波器后采用FFT进行软件滤波。

优选的，所述滤波器的滤波后保留200--5000hz的电流信号。

优选的，所述信号处理通讯协议中物理层的传输介质为双绞同轴电缆。

优选的，所述双绞同轴电缆的线路总阻抗为230-1100Ω。

优选的，所述信号处理通讯协议中物理层中采用HART协议进行通讯。

优选的，所述信号处理通讯协议中数据链路层采用自动重复请求发送机制进行通讯。

优选的，所述信号处理通讯协议中应用层为命令集，所述命令集包括通用命令、普通命令和专用命令。

本实用新型的有益效果：通过增设处理器，实现信号传输加密，状态智能可控；采用国际通用的HART协议，确保传感器与电厂其他系统的兼容性；传感器信号输出到控制柜的信号传输采用载波方式，证传感器的信号准确性、可靠性、防电磁干扰性以及保密性测试；传感器工作状态可控，可以进一步延长其使用寿命。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型提出的一种信号载波加密状态可控的传感器整体电路连接框图；

图2为本实用新型的具体工作原理框框；

图3为本实用新型中控制端数据解码的工作原理框图；

图4为本实用新型中处理器软件处理流程框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

参照图1-3，一种信号载波加密状态可控的传感器，包括：

传感器由电源电路、控制电路、MIC信号处理电路组成，其中电源电路的作用是向控制电路、声信号调制采集电路提供其所需的各种供电电压，同时负责提供传感器与上位机的HART通讯接口、供电接口(见图1)，控制电路负责接收上位机命令，然后根据命令对声信号调制采集电路进行控制，对声音信号进行调制解调以及信号的验证、转换与处理，并将系统的实时状态发送给上位机。控制电路与电源电路、声信号调制采集电路均通过接插件进行连接，用于与声信号调制采集电路的信号连接与自检控制接口，以及将其对外接口转接到电源电路上。同时将由电源电路提供的声信号调制采集电路所需的供电电压通过接插件进行转接。

MIC，所述MIC连接有滤波器，滤波器滤波后保留200--5000hz的电流信号，所述滤波器连接有声信号调制采集电路，所述声信号调制采集电路对声信号进行调制、处理，便于后端采集处理，滤波主要用于对炉膛内原始的背景噪音进行处理以及传感器本身出现的高频干扰信号的预处理；同时接收控制电路的对自检电路的控制命令。

声信号调制采集电路对声音信号进行调制、处理，便于控制电路对声信号进行采集、数据处理、数据分析等。

处理器，安装在控制电路上，是控制电路的核心，所述控制电路与声信号调制采集电路连接，完成信号的数据处理、数据分析、结果校验、加密，并将数据结果反馈给上位机，传感器与上位机采用半双工模式、加密处理；

处理器的信号的处理通讯协议采用三层模型结构，即物理层、数据链路层和应用层，其中物理层的传输介质为双绞同轴电缆，线路总阻抗控制在230-1100Ω，并采用HART协议进行通讯，即数字信号的传送波特率设定为1200bps，1200Hz代表逻辑“0”，2200Hz代表逻辑“1”，信号幅值0.5A。

所述信号处理通讯协议中数据链路层采用自动重复请求发送机制进行通讯。

所述信号处理通讯协议中应用层为命令集，所述命令集包括通用命令、普通命令和专用命令。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，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，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种信号载波加密状态可控的传感器，其特征在于，包括：电源电路、控制电路和声信号调制采集电路；

所述电源电路均与控制电路和声信号调制采集电路电连接，向控制电路、声信号调制采集电路提供其所需的供电电压，且电源电路上设有HART通讯接口和外部供电接口；

所述控制电路与上位机电连接，接收上位机命令，且控制电路中设有处理器及自检控制接口，所述处理器与声信号处理器连接，完成信号的验证、转化与处理，并将信息反馈给上位机；

所述声信号调制采集电路包括MIC和自检电路，所述MIC连接有滤波器，所述滤波器连接有声信号调制采集电路，所述声信号调制采集电路对声信号进行调制、转换；

上述处理器的信号的处理通讯协议采用三层模型结构，即物理层、数据链路层和应用层。

2.根据权利要求1所述的一种信号载波加密状态可控的传感器，其特征在于，所述滤波器后采用FFT进行软件滤波。

3.根据权利要求1所述的一种信号载波加密状态可控的传感器，其特征在于，所述滤波器的滤波后保留200--5000hz的电流信号。

4.根据权利要求1所述的一种信号载波加密状态可控的传感器，其特征在于，所述信号处理通讯协议中物理层的传输介质为双绞同轴电缆。

5.根据权利要求4所述的一种信号载波加密状态可控的传感器，其特征在于，所述双绞同轴电缆的线路总阻抗为230-1100Ω。

6.根据权利要求1所述的一种信号载波加密状态可控的传感器，其特征在于，所述信号处理通讯协议中物理层中采用HART协议进行通讯。

7.根据权利要求1所述的一种信号载波加密状态可控的传感器，其特征在于，所述信号处理通讯协议中数据链路层采用自动重复请求发送机制进行通讯。

8.根据权利要求1所述的一种信号载波加密状态可控的传感器，其特征在于，所述信号处理通讯协议中应用层为命令集，所述命令集包括通用命令、普通命令和专用命令。