CN209980447U - 便携式监测装备状态的通用终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式监测装备状态的通用终端，它包括嵌入式处理器模块、采集处理器、传感器、调理电路、采集电路、隔离电路、总线通讯卡、显控模块、内部存储器、无线通信模块、USB接口、网口等；本实用新型能够实时对装备状态信息进行监测，并且能对采集到的信息实时存储和显示，便于及时发现故障并处理，也可进行导出离线数据并数据保存，本实用新型方便安装，便于携带。

Description

便携式监测装备状态的通用终端

技术领域

本实用新型属于装备工作状态监测技术领域，涉及一种便携式监测装备状态的通用终端。

背景技术

目前装备设计在定型时没有配套的机内测试设备，不具备装备工作状态自我监测功能，而装备状态参数是装备性能的重要指标，装备在出现故障前，某些状态参数会发生不同程度的变化，从而引起装备性能变差，并逐渐劣化最终导致故障。因此如果在装备性能出现故障前，通过实时状态监测系统监控这些关键参数的变化，实现提前预警，及时进行维修，便可避免其产生严重后果，保障装备运行的可靠性，在装备电子系统发生故障时，可通过监测系统快速定位出故障及故障原因，从而实现故障快速排除。因此，为了能够准确监测装备的运行状态，根据其状态参数来判断是否可能发生故障或者已经存在故障，以便及时掌握装备的工作状态信息、消耗情况和维修保养时机，为装备的作战能力储备和维修保障提供准确的数据，需要一种能实时监测装备运行状态的装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够对实时采集状态参数的体积小重量轻的便携式监测装备状态的通用终端。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种便携式监测装备状态的通用终端，包括嵌入式处理器模块、采集处理器、温度传感器、温度信号端口、温度信号调理电路、温度信号采集电路、流量传感器、流量信号端口、流量信号调理电路、温度信号采集电路、压力传感器、压力信号端口、压力信号调理电路、压力信号采集电路、电流传感器、电流信号端口、电流信号调理电路、电流信号采集电路、电压信号端口、电压信号调理电路、电压信号采集电路、频率信号端口、频率信号调理电路、频率信号采集电路、数字信号端口、数字信号隔离电路、CAN总线通讯卡、CAN总线通讯卡接口、显控模块、内部存储器、无线通信模块、USB接口、网口；所述温度传感器设置在被测设备的温度检测接口部位；所述温度传感器的输出端依次经温度信号端口、温度信号调理电路、温度信号采集电路接采集处理器的相应输入端；所述流量传感器设置在被测设备的流量检测接口部位；所述流量传感器的输出端依次经流量信号端口、流量信号调理电路、流量信号采集电路接采集处理器的相应输入端；所述压力传感器设置在被测设备的压力检测接口部位；所述压力传感器的输出端依次经压力信号端口、压力信号调理电路、压力信号采集电路接采集处理器的相应输入端；所述电流传感器套在被测设备主部件的供电线路上；所述电流传感器的输出端依次经电流信号端口、电流信号调理电路、电流信号采集电路接采集处理器的相应输入端；待监测设备电压信号输出端接电压信号端口的输入端；电压信号端口的输出端依次经电压信号调理电路、电压信号采集电路接采集处理器的相应输入端；待监测设备频率信号输出端接频率信号端口的输入端；频率信号端口的输出端依次经频率信号调理电路、频率信号采集电路接采集处理器的相应输入端；待监测设备数字信号输出端接数字信号端口的输入端；数字信号端口的输出端经数字信号隔离电路接采集处理器的相应输入端；所述采集处理器的输出端接嵌入式处理器模块的相应输入端；待监测设备的通讯数据总线端口经所述CAN总线通讯卡接口接所述CAN总线通讯卡；所述CAN总线通讯卡与嵌入式处理器模块的相应端口双向连接；待监测设备的串口RS232信号端口经RS232接口与嵌入式处理器模块的相应端口双向连接；待监测设备的串口RS485信号端口经RS485接口与嵌入式处理器模块的相应端口双向连接；所述显控模块与嵌入式处理器模块的相应端口双向连接；所述内部存储器与嵌入式处理器模块的相应端口双向连接；嵌入式处理器模块通过无线通信模块与远程主控制器无线连接；嵌入式处理器模块通过网口与现场主控制器有线连接；嵌入式处理器模块通过USB接口与外部存储器连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型能够实时完成对为电压信号、电流信号、压力信号、流量信号、温度信号、频率信号以及数据总线通讯信号（CAN、RS232、RS485等总线信号）的监测，并且能够对采集到的数据信息进行实时分析、存储和显示，并形成结论，监测人员可以实时看到监测信息，及时发现故障并处理；实现实时诊断，及时发现故障，并分析故障原因；也可以通过USB口或网口将数据导出，可进行离线数据分析，并便于数据保存；本实用新型体积小，重量轻，方便携带，长方体铝合金外壳左右两侧各有两个减震端子，方便安装的同时，也提高了减震强度。

附图说明

图1为本实用新型原理框图；

图2为温度信号调理电路原理图；

图3为频率信号调理电路原理图；

图4为频率信号采集电路原理图；

图5为长方体铝合金外壳结构示意图；

图6为长方体铝合金外壳后面板结构示意图；

图7为长方体铝合金外壳前面板结构示意图。

在图5至图7中，1—长方体铝合金外壳； 1-1—减震端子； 20—显控模块；21—USB接口；22—网口；23—第一航插；24—第二航插。

具体实施方式

由图1至图7所示的实施例可知，它包括嵌入式处理器模块、采集处理器、温度传感器、温度信号端口、温度信号调理电路、温度信号采集电路、流量传感器、流量信号端口、流量信号调理电路、温度信号采集电路、压力传感器、压力信号端口、压力信号调理电路、压力信号采集电路、电流传感器、电流信号端口、电流信号调理电路、电流信号采集电路、电压信号端口、电压信号调理电路、电压信号采集电路、频率信号端口、频率信号调理电路、频率信号采集电路、数字信号端口、数字信号隔离电路、CAN总线通讯卡、CAN总线通讯卡接口、显控模块20、内部存储器、无线通信模块、USB接口21、网口22；所述温度传感器设置在被测设备的温度检测接口部位；所述温度传感器的输出端依次经温度信号端口、温度信号调理电路、温度信号采集电路接采集处理器的相应输入端；所述流量传感器设置在被测设备的流量检测接口部位；所述流量传感器的输出端依次经流量信号端口、流量信号调理电路、流量信号采集电路接采集处理器的相应输入端；所述压力传感器设置在被测设备的压力检测接口部位；所述压力传感器的输出端依次经压力信号端口、压力信号调理电路、压力信号采集电路接采集处理器的相应输入端；所述电流传感器套在被测设备主部件的供电线路上；所述电流传感器的输出端依次经电流信号端口、电流信号调理电路、电流信号采集电路接采集处理器的相应输入端；待监测设备电压信号输出端接电压信号端口的输入端；电压信号端口的输出端依次经电压信号调理电路、电压信号采集电路接采集处理器的相应输入端；待监测设备频率信号输出端接频率信号端口的输入端；频率信号端口的输出端依次经频率信号调理电路、频率信号采集电路接采集处理器的相应输入端；待监测设备数字信号输出端接数字信号端口的输入端；数字信号端口的输出端经数字信号隔离电路接采集处理器的相应输入端；所述采集处理器的输出端接嵌入式处理器模块的相应输入端；待监测设备的通讯数据总线端口经所述CAN总线通讯卡接口接所述CAN总线通讯卡；所述CAN总线通讯卡与嵌入式处理器模块的相应端口双向连接；待监测设备的串口RS232信号端口经RS232接口与嵌入式处理器模块的相应端口双向连接；

待监测设备的串口RS485信号端口经RS485接口与嵌入式处理器模块的相应端口双向连接；所述显控模块20与嵌入式处理器模块的相应端口双向连接；所述内部存储器与嵌入式处理器模块的相应端口双向连接；嵌入式处理器模块通过无线通信模块与远程主控制器无线连接；嵌入式处理器模块通过网口与现场主控制器有线连接；嵌入式处理器模块通过USB接口与外部存储器连接。

所述温度信号调理电路包括电阻R1至R3、电容C1至C4、放大器U1、输入端I1及输出端O1；所述放大器U1的型号为AD8512ARZ；

输入端I1为温度信号调理电路输入端，输入端I1接温度信号端口；输入端I1经电阻R1接放大器U1的同相输入端3脚；电阻R2与电容C1并联后接在放大器U1的同相输入端3脚与地之间；电阻R3与电容C3并联后接在放大器U1的反相输入端2脚与输出端1脚之间；放大器U1的输出端1脚接输出端O1；输出端O1为温度信号调理电路输出端，输出端O1接温度信号采集电路的模数转换芯片的相应输入端；放大器U1的正电源端8脚接﹢5V直流电源；电容C2接在放大器U1的正电源端8脚与地之间；放大器U1的负电源端4脚接﹣5V直流电源；电容C4接在放大器U1的负电源端4脚与地之间；所述温度信号采集电路是由型号为AD7709ARU的模数转换芯片及其外围电路构成；温度信号采集电路的模数转换芯片的输出端接采集处理器的相应输入端。

所述流量信号调理电路与温度信号调理电路的结构相同；流量信号采集电路与温度信号采集电路的结构相同；流量信号调理电路的输出端接流量信号采集电路的模数转换芯片的相应输入端；流量信号采集电路的模数转换芯片的输出端接采集处理器的相应输入端；所述压力信号调理电路与温度信号调理电路的结构相同；压力信号采集电路与温度信号采集电路的结构相同；压力信号调理电路的输出端接压力信号采集电路的模数转换芯片的相应输入端；压力信号采集电路的模数转换芯片的输出端接采集处理器的相应输入端；所述电流信号调理电路与温度信号调理电路的结构相同；电流信号采集电路与温度信号采集电路的结构相同；电流信号调理电路的输出端接电流信号采集电路的模数转换芯片的相应输入端；电流信号采集电路的模数转换芯片的输出端接采集处理器的相应输入端；所述电压信号调理电路与温度信号调理电路的结构相同；电压信号采集电路与温度信号采集电路的结构相同；电压信号调理电路的输出端接电压信号采集电路的模数转换芯片的相应输入端；电压信号采集电路的模数转换芯片的输出端接采集处理器的相应输入端。

所述频率信号调理电路包括电阻R4至R12、电容C5至C7、放大器U2至U3、变阻器W1、二极管D1、输入端I2、输出端O2；放大器U2至U3的型号均为AD8512ARZ；输入端I2接频率信号端口；输入端I2依次经电容C5、电阻R4、电阻R6接放大器U2的同相输入端3脚；电阻R5接在电容C5与电阻R4的节点与地之间；电阻R7接在电阻R4与R6的节点与地之间；电阻R8接在放大器U2的反相输入端2脚与地之间；电阻R9接在放大器U2的反相输入端2脚与输出端1脚之间；放大器U2的正电源端8脚接﹢5V直流电源；电容C7接在放大器U2的正电源端8脚与地之间；放大器U2的负电源端4脚接﹣5V直流电源；电容C6接在放大器U2的负电源端4脚与地之间；电阻R10接在放大器U2的输出端1脚与放大器U3的反相输入端6脚之间；变阻器W1两个固定端口分别接放大器U3的同相输入端5脚与地；变阻器W1的动臂端接放大器U3的同相输入端5脚；二极管D1的正极接放大器U3的输出端7脚，二极管D1的负极经电阻R12接输出端O2；电阻R11接在放大器U3的同相输入端5脚与二极管D1的负极之间；所述频率信号采集电路包括型号为ISOF3-P2-O4的芯片U4、电阻R13至R14、电容C8至C9、变阻器W2、输入端I3、输出端O3；输入端I3接输出端O2；输出端O3接采集处理器的相应输入端； U4的16脚经R14接输出端O3；电阻R13与电容C8并联后接在输出端O3与地之间；芯片U4的15脚接地；变阻器W2的两个固定端口分别接芯片U4的13脚和14脚，变阻器W2的动臂端接芯片U4的14脚；接芯片U4的2脚接地；接芯片U4的5脚接地；接芯片U4的4脚接+12V直流电源；电容C9接在接芯片U4的4脚与5脚之间。

所述数字信号隔离电路由型号为PS2801-4的光电耦合器及其外围电路构成。

它还包括长方体铝合金外壳1、第一航插23、第二航插24；

所述长方体铝合金外壳1的底面左右两侧分别设有减震端子1-1；所述显控模块20设置在长方体铝合金外壳1的顶面板上；嵌入式处理器模块、采集处理器、温度信号调理电路、温度信号采集电路、流量信号调理电路、流量信号采集电路、压力信号调理电路、压力信号采集电路、电流信号调理电路、电流信号采集电路、电压信号调理电路、电压信号采集电路、频率信号调理电路、频率信号采集电路、数字信号隔离电路、CAN总线通讯卡、内部存储器、无线通信模块分别设置在长方体铝合金外壳1内部；

USB接口21、网口22分别设置在长方体铝合金外壳1的前面板上；

第一航插23、第二航插24分别设置在长方体铝合金外壳1的后面板上；

所述温度信号端口、流量信号端口、压力信号端口、电流信号端口、频率信号端口、电压信号端口和数字信号端口分别集成在第一航插23的接口上；

CAN总线通讯卡接口、RS485接口和RS232接口集成在第二航插24的接口上。

所述嵌入式处理器模块的型号为ZH-iMX6Q-BD；所述采集处理器的型号为ATmega1280-16AU；所述CAN总线通讯卡的型号为ZH-BJSJZ-ZX；所述温度传感器的型号为HX-RS-HBW；所述流量传感器的型号为LW-6；压力传感器的型号为STZ1；电流传感器的型号为JLN1ID1；显控模块20包括液晶显示屏和触摸屏，所述液晶显示屏的型号为G084SN05，所述触摸屏的型号为ZX084-1301；无线通信模块的型号为YL-100；USB接口21的型号为CT55B-4Z；网口22的型号为CT55-8Z；第一航插23型号为JY27513E14F35PN；第二航插24型号为JY27513E10F35PN。

本实用新型用于对装备工作时主要部件的工作状态监测、数据采集、数据存储、数据分析和实时诊断，掌握装备的运行状态，保存装备运行的完整信息，为装备的使用、训练、保障工作提供重要信息的数据参考，并可以通过无线通讯的方式，将数据上传到管理终端，以便及时掌握装备的工作状态信息、消耗情况和维修保养时机，为装备的作战能力储备和维修保障提供准确的数据。

本实用新型的检测对象是军械装备主要部件的工作状态数据（如消耗器材的消耗量、车辆的行使里程、各部件的工作时间、工作温度等参数），将本实用新型连接到装备专用监测接口或在相应部位加装传感器，以获取装备运行工作的状态信息。装备状态信息的信号种类可分为电压信号、电流信号、压力信号、流量信号、温度信号、频率信号以及数据总线通讯信号（CAN、RS232、RS485等总线信号），配合软件模块对装备工作状态信息进行数据采集、数据存储和技术分析。实现实时诊断，及时发现故障，并分析故障原因。同时可通过无线通讯将数据上传管理终端，汇总历史数据，实现装备主要部件的数据统计。

对于装备在现有的条件下，无法获取所需部位的工作状态数据的情况，则可根据需要在所需部位上加装相应类型的传感器，实现实时获取该部位的工作状态数据；对于可在装备的专用监测接口或通讯数据总线获取工作状态数据的情况，通过接入装备上的监测接口或CAN、RS232、RS485等通讯数据总线，实现其工作状态数据的实时监测和接受功能；实现装备上主要部件工作状态信息的数据采集、数据转换、数据分析、分类存储、显示等功能；实现装备主要部件的故障判断、故障分析功能；通过USB连接U盘，导出装备状态的历史数据进行离线数据分析，实现快速故障定位，确定故障原因，并汇总历史数据；通过无线通讯将数据上传管理终端，对装备主要部件的工作状态数据进行在线实时监控和数据分析。

技术指标：

1)频率信号检测

通道数：1路；

测量范围：0～10KHz；

测量误差：±1%。

2)流量信号（含流量传感器）

通道数：4路；

测量范围：0.1～0.6m3/h；

测量误差：≤1%FS。

3)温度信号（含温度传感器）

通道数：4路；

测量范围：-20℃～100℃；

测量误差：±1℃。

4)压力信号（含压力传感器）

通道数：4路；

测量范围：0.1MPa～10MPa；

测量误差：≤1%FS。

5)电压信号

通道数：4路；

测量范围：0VDC～36VDC；

测量误差：≤0.5%FS。

6)电流信号（含电流变送器）

通道数：4路；

测量范围：0.5A～20A；

测量误差：≤1%FS。

7)数字信号

通道数：8路隔离IO；

测量范围：0VDC～30VDC；

翻转电压：5.5VDC~7.5VDC。

8)通讯接口

C A N接口：2路；

RS232接口：1路；

RS485接口：1路；

U S B接口：1路；

网络接口： 1路。

9)无线传输

通道数：1路；

调制方式：FSK；

工作频率：433MHz；

发射功率：10mW（10dB）；

接收灵敏度：-110dBm；

信道速率：9600bps；

最大传输距离：100m。

10)供电电源

供电范围：9VDC～36VDC。

11)输出电源

5V电源输出： 5V±0.2V/1A；

15V电源输出：15V±0.3V/1A。

12)工作温度

温度范围：-20℃～55℃。

13)存储温度

温度范围：-40℃～65℃。

14)整机重量

重量≤5kg（不含外部电缆及附件）。

15)整机功耗

整机功耗≤20W（不含传感器功耗）。

16)外形尺寸

240mm(长)×180mm(宽)×105mm(高)（不含固定脚和航插的突出部分）。

17)外观颜色

壳体颜色为GSB 05-1426-2001漆膜颜色标准样卡军绿（GY06）。

18)冲击

半正弦脉冲，峰值加速度为20g，脉冲宽度11ms。

19)振动

频率范围5Hz～5.5Hz，位移（双振幅）为25.4mm；频率范围5.5 Hz～200Hz，加速度为1.5g。

通用终端主机的主要功能是实现装备主要部件工作状态的信号调理、数据采集、数据通讯和分类存储等功能，主要包括显控终端、信号调理模块、数据采集单元、嵌入式处理器、数据存储单元、总线通讯单元和嵌入处理软件组成；当从装备的控制系统无法获取某个部位的工作状态数据时，可在相应部位加装传感器而获取该部位的运行工作状态信息，数据采集设备主要包括温度传感器、流量传感器、转速传感器和压力传感器等；装备状态分析与管理软件对装备的工作状态数据进行分类管理和技术分析，实现装备的故障分析，故障判断；同时可汇总装备的历史数据，实现装备的数据统计。显控终端为液晶显示屏和触摸屏，实现人机交互功能；信号调理单元实现对输入信号的隔离、调理功能；数据采集单元实现对调理后的信号进行AD转换；数据存储单元配合软件实现对数据的分类存储功能；嵌入式处理器模块配合软件实现对数据的解析、分析、计算等功能；总线通讯模块实现装备上数据通讯总线的数据监听、接受功能，以及无线通讯功能；嵌入处理软件控制各硬件实现数据采集、数据分析和分类存储，并具备故障分析功能。

本实用新型采用铝合金一体化全密封外壳壳体，具有抗冲击振动能力。金属材料采用了防锈、耐腐蚀的材料或进行镀涂处理。外壳正上方即顶面是人机交互接口，为液晶显示屏和触摸屏，人机交互接口方便操作人员完成监测功能的操作和监测数据的显示。外壳左右两侧各有两个减震端子，方便安装的同时，也提高了减震强度。正面板有USB接口、网络接口，USB接口用于与U盘或便携式计算机连接，以导出状态数据，网口用于与便携式计算机连接，在线实时监控工作状态；前面板也可以设置电源指示灯、工作状态指示灯，状态指示灯可以用于显示电源状态、设备工作状态；后面板有第一航插和第二航插，也可以设置电源开关、保险、电源输入航插和电源输出航插；电源输入航插可以用于从外部给设备提供供电电源；电源输出航插可以输出直流电压，用于给传感器供电；通讯航插即第二航插包含RS232、RS485、CAN总线，用于与装备总线连接；信号输入航插即第一航插与传感器或装备专用检测口连接，用于信号检测；无线通讯接口用于将数据上传管理终端，对装备主要部件的工作状态数据进行在线实时监控和数据分析。壳体侧面可以设置无线通讯天线。其中状态指示灯用于显示电源状态、设备工作状态，结构示意图如图5至图7所示。本实用新型采用功能模块化设计，将各个功能模块设计成单独的板卡，进行插板式连接，功能模块之间通过专用总线建立连接，整个结构还包括预留槽位，可提高设备的功能扩展、维修维护、故障排查等能力。本实用新型通过检测电缆连接到装备的检测接口上，实现对装备主要部件工作状态信息的检测与监听。这些状态信息的信号种类包括电压信号、电流信号、压力信号、温度信号，流量信号、频率信号以及数据总线通讯信号等。电压信号经过调理后可以直接进行采集处理，电流信号、压力信号、流量信号、温度信号可根据需要加装传感器后转换成电压信号，再经过调理后进行采集处理。数据采集单元将采集到的数据进行模拟数字转换，并将数字信号传送给嵌入式处理器模块，嵌入处理软件定期把数据按照协议格式处理后以一定格式分类存放在数据存储单元，并实时显示在显示屏上。通用终端主机通过无线通讯的方式，将数据上传到管理终端，以便及时掌握装备的工作状态信息、消耗情况和维修保养时机。信号调理电路主要实现对模拟信号调理、数字IO隔离、电压电平隔离等功能，外部输入的模拟信号先要经过分压处理，分压到AD采集的范围内。由于输入信号在测试电缆传输过程中会引入一些高频噪声，这些噪声信号可能会引起测试信号的误判，严重时还可能影响整个信号调理电路的工作。调理电路具备低通滤波功能，可有限抑制高频干扰信号，这可根据测试信号的频率选取滤波电容值，通过调整反馈电阻调整电路的放大增益。数字IO信号采集资源都是3.3V LVTTL接口，均采用光耦进行隔离，通过光耦隔离电路将不同幅值的输入信号转换为TTL电平信号，并将设备输出的TTL信号转换为与被测部件兼容的电平信号。这样不仅保护了采集模块的数字IO接口，也增强了数字IO信号的驱动能力。电压隔离用于对直流电压信号的隔离、转换及放大，可以实现对模拟信号地线干扰抑制及数据隔离、采集。隔离电路采用磁电隔离的混合电路，输入信号经过低通滤波器滤波后进入模拟信号隔离放大器，可达到5000VDC绝缘电压。优点是使用非常方便，不需要零点和增益调节。数据采集实现将调理后的模拟信号转换成嵌入式处理器能够处理的数字信号，并将数字信号传送到嵌入式处理器进行处理。为了满足采样精度和测试需求，可采用高精度的模拟前端和ADC采集芯片，转换精度达到16位，单通道最大采样速率达到了500KHz。嵌入式处理器模块具备处理性能强劲的硬件配置和丰富的应用接口：它是四核1.0GHz处理器；1GB容量的DDR2内存；2路LVDS显示接口；1路I2C通讯口； 2路RS232串口；1路SD卡槽；2路CAN通讯口；2路USB通讯口；1路网络通讯口；8GB容量Flash；1路PCIe接口；多路GPIO接口等。工作温度范围可达：-25℃~55℃，存放温度：-40℃~80℃,可满足工业和军品的环境适应性要求。综合考虑数据存储速率、数据存储容量及性价比等因素，数据存储单元选用16GB（可扩展）Flash存储器可以满足系统的数据存储要求，可直接集成到嵌入式处理器模块中。可将RS232、RS485、CAN总线通讯、无线通讯功能集成到一块功能板上，通过专用数据通讯总线连接到嵌入式处理器模块。可将RS232、RS485、CAN、无线通讯功能模块化，可以根据需要灵活增加和裁剪。嵌入式处理模块有多路RS232通讯接口，无线通讯模块通过串口连接到嵌入式处理模块上。嵌入式处理模块还可以利用专用控制器将RS232接口转换成RS485接口。为了满足CAN总线测试需求，CAN总线通讯接口电路可以支持两个端口独立操作CAN网络或桥接，CAN控制器可以采用SJA1000，提供总线仲裁和错误检测功能，并能够在检测到错误时自动更正并重新发送。嵌入式处理器通过USB、CAN、RS232或RS485通讯总线定时的从数据采集卡或总线通讯卡获取信号数据；也可以通过USB口与现场主控制器进行通讯或存储在外部存储器上；操作人员可以通过显控终端完成检测操作，并通过显控终端实时显示工作状态监测数据。本实用新型通过无线通讯的方式或者USB存储设备，从通用终端主机中导出装备的工作状态信息，判断故障原因，并给出合理的维修指导建议。

Claims (7)

1.一种便携式监测装备状态的通用终端，其特征在于：包括嵌入式处理器模块、采集处理器、温度传感器、温度信号端口、温度信号调理电路、温度信号采集电路、流量传感器、流量信号端口、流量信号调理电路、温度信号采集电路、压力传感器、压力信号端口、压力信号调理电路、压力信号采集电路、电流传感器、电流信号端口、电流信号调理电路、电流信号采集电路、电压信号端口、电压信号调理电路、电压信号采集电路、频率信号端口、频率信号调理电路、频率信号采集电路、数字信号端口、数字信号隔离电路、CAN总线通讯卡、CAN总线通讯卡接口、显控模块（20）、内部存储器、无线通信模块、USB接口（21）、网口（22）；

所述温度传感器设置在被测设备的温度检测接口部位；所述温度传感器的输出端依次经温度信号端口、温度信号调理电路、温度信号采集电路接采集处理器的相应输入端；

所述流量传感器设置在被测设备的流量检测接口部位；所述流量传感器的输出端依次经流量信号端口、流量信号调理电路、流量信号采集电路接采集处理器的相应输入端；

所述压力传感器设置在被测设备的压力检测接口部位；所述压力传感器的输出端依次经压力信号端口、压力信号调理电路、压力信号采集电路接采集处理器的相应输入端；

所述电流传感器套在被测设备主部件的供电线路上；所述电流传感器的输出端依次经电流信号端口、电流信号调理电路、电流信号采集电路接采集处理器的相应输入端；

待监测设备电压信号输出端接电压信号端口的输入端；电压信号端口的输出端依次经电压信号调理电路、电压信号采集电路接采集处理器的相应输入端；

待监测设备频率信号输出端接频率信号端口的输入端；频率信号端口的输出端依次经频率信号调理电路、频率信号采集电路接采集处理器的相应输入端；

待监测设备数字信号输出端接数字信号端口的输入端；数字信号端口的输出端经数字信号隔离电路接采集处理器的相应输入端；

所述采集处理器的输出端接嵌入式处理器模块的相应输入端；

待监测设备的通讯数据总线端口经所述CAN总线通讯卡接口接所述CAN总线通讯卡；所述CAN总线通讯卡与嵌入式处理器模块的相应端口双向连接；

待监测设备的串口RS232信号端口经RS232接口与嵌入式处理器模块的相应端口双向连接；

待监测设备的串口RS485信号端口经RS485接口与嵌入式处理器模块的相应端口双向连接；

所述显控模块（20）与嵌入式处理器模块的相应端口双向连接；

所述内部存储器与嵌入式处理器模块的相应端口双向连接；

嵌入式处理器模块通过无线通信模块与远程主控制器无线连接；

嵌入式处理器模块通过网口与现场主控制器有线连接；

嵌入式处理器模块通过USB接口与外部存储器连接。

2.根据权利要求1所述的一种便携式监测装备状态的通用终端，其特征在于：所述温度信号调理电路包括电阻R1至R3、电容C1至C4、放大器U1、输入端I1及输出端O1；所述放大器U1的型号为AD8512ARZ；

输入端I1为温度信号调理电路输入端，输入端I1接温度信号端口；输入端I1经电阻R1接放大器U1的同相输入端3脚；电阻R2与电容C1并联后接在放大器U1的同相输入端3脚与地之间；电阻R3与电容C3并联后接在放大器U1的反相输入端2脚与输出端1脚之间；放大器U1的输出端1脚接输出端O1；输出端O1为温度信号调理电路输出端，输出端O1接温度信号采集电路的模数转换芯片的相应输入端；放大器U1的正电源端8脚接﹢5V直流电源；电容C2接在放大器U1的正电源端8脚与地之间；放大器U1的负电源端4脚接﹣5V直流电源；电容C4接在放大器U1的负电源端4脚与地之间；

所述温度信号采集电路是由型号为AD7709ARU的模数转换芯片及其外围电路构成；温度信号采集电路的模数转换芯片的输出端接采集处理器的相应输入端。

3.根据权利要求2所述的一种便携式监测装备状态的通用终端，其特征在于：

所述流量信号调理电路与温度信号调理电路的结构相同；流量信号采集电路与温度信号采集电路的结构相同；流量信号调理电路的输出端接流量信号采集电路的模数转换芯片的相应输入端；流量信号采集电路的模数转换芯片的输出端接采集处理器的相应输入端；

所述压力信号调理电路与温度信号调理电路的结构相同；压力信号采集电路与温度信号采集电路的结构相同；压力信号调理电路的输出端接压力信号采集电路的模数转换芯片的相应输入端；压力信号采集电路的模数转换芯片的输出端接采集处理器的相应输入端；

所述电流信号调理电路与温度信号调理电路的结构相同；电流信号采集电路与温度信号采集电路的结构相同；电流信号调理电路的输出端接电流信号采集电路的模数转换芯片的相应输入端；电流信号采集电路的模数转换芯片的输出端接采集处理器的相应输入端；

所述电压信号调理电路与温度信号调理电路的结构相同；电压信号采集电路与温度信号采集电路的结构相同；电压信号调理电路的输出端接电压信号采集电路的模数转换芯片的相应输入端；电压信号采集电路的模数转换芯片的输出端接采集处理器的相应输入端。

4.根据权利要求3所述的一种便携式监测装备状态的通用终端，其特征在于：所述频率信号调理电路包括电阻R4至R12、电容C5至C7、放大器U2至U3、变阻器W1、二极管D1、输入端I2、输出端O2；放大器U2至U3的型号均为AD8512ARZ；输入端I2接频率信号端口；输入端I2依次经电容C5、电阻R4、电阻R6接放大器U2的同相输入端3脚；电阻R5接在电容C5与电阻R4的节点与地之间；电阻R7接在电阻R4与R6的节点与地之间；电阻R8接在放大器U2的反相输入端2脚与地之间；电阻R9接在放大器U2的反相输入端2脚与输出端1脚之间；放大器U2的正电源端8脚接﹢5V直流电源；电容C7接在放大器U2的正电源端8脚与地之间；放大器U2的负电源端4脚接﹣5V直流电源；电容C6接在放大器U2的负电源端4脚与地之间；电阻R10接在放大器U2的输出端1脚与放大器U3的反相输入端6脚之间；变阻器W1两个固定端口分别接放大器U3的同相输入端5脚与地；变阻器W1的动臂端接放大器U3的同相输入端5脚；二极管D1的正极接放大器U3的输出端7脚，二极管D1的负极经电阻R12接输出端O2；电阻R11接在放大器U3的同相输入端5脚与二极管D1的负极之间；

所述频率信号采集电路包括型号为ISOF3-P2-O4的芯片U4、电阻R13至R14、电容C8至C9、变阻器W2、输入端I3、输出端O3；输入端I3接输出端O2；输出端O3接采集处理器的相应输入端； U4的16脚经R14接输出端O3；电阻R13与电容C8并联后接在输出端O3与地之间；芯片U4的15脚接地；变阻器W2的两个固定端口分别接芯片U4的13脚和14脚，变阻器W2的动臂端接芯片U4的14脚；接芯片U4的2脚接地；接芯片U4的5脚接地；接芯片U4的4脚接+12V直流电源；电容C9接在接芯片U4的4脚与5脚之间。

5.根据权利要求4所述的一种便携式监测装备状态的通用终端，其特征在于：所述数字信号隔离电路由型号为PS2801-4的光电耦合器及其外围电路构成。

6.根据权利要求5所述的一种便携式监测装备状态的通用终端，其特征在于：它还包括长方体铝合金外壳（1）、第一航插（23）、第二航插（24）；

所述长方体铝合金外壳（1）的底面左右两侧分别设有减震端子（1-1）；所述显控模块（20）设置在长方体铝合金外壳（1）的顶面板上；嵌入式处理器模块、采集处理器、温度信号调理电路、温度信号采集电路、流量信号调理电路、流量信号采集电路、压力信号调理电路、压力信号采集电路、电流信号调理电路、电流信号采集电路、电压信号调理电路、电压信号采集电路、频率信号调理电路、频率信号采集电路、数字信号隔离电路、CAN总线通讯卡、内部存储器、无线通信模块分别设置在长方体铝合金外壳（1）内部；

USB接口（21）、网口（22）分别设置在长方体铝合金外壳（1）的前面板上；

第一航插（23）、第二航插（24）分别设置在长方体铝合金外壳（1）的后面板上；

所述温度信号端口、流量信号端口、压力信号端口、电流信号端口、频率信号端口、电压信号端口和数字信号端口分别集成在第一航插（23）的接口上；

CAN总线通讯卡接口、RS485接口和RS232接口集成在第二航插（24）的接口上。

7.根据权利要求6所述的一种便携式监测装备状态的通用终端，其特征在于：所述嵌入式处理器模块的型号为ZH-iMX6Q-BD；所述采集处理器的型号为ATmega1280-16AU；所述CAN总线通讯卡的型号为ZH-BJSJZ-ZX；所述温度传感器的型号为HX-RS-HBW；所述流量传感器的型号为LW-6；压力传感器的型号为STZ1；电流传感器的型号为JLN1ID1；显控模块（20）包括液晶显示屏和触摸屏，所述液晶显示屏的型号为G084SN05；所述触摸屏的型号为ZX084-1301；无线通信模块的型号为YL-100；USB接口（21）的型号为CT55B-4Z；网口（22）的型号为CT55-8Z；第一航插（23）型号为JY27513E14F35PN；第二航插（24）型号为JY27513E10F35PN。

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