CN211373642U - 一种四通道振弦式传感器数据采集模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种四通道振弦式传感器数据采集模块，包括控制单元，所述控制单元连接有RS485通讯单元和数据采集单元，所述数据采集单元的输入端连接有四通道切换电路，所述四通道切换电路包括四组继电器，所述四组继电器并联在一起，每组继电器的一端连接振弦式传感器，另一端与所述数据采集单元连接；通过控制单元连接一个四通道数据采集单元，实现了多通道的数据采集，该数据采集模块上可以连接多个传感器，一机多用，大大节约了使用成本。

Description

一种四通道振弦式传感器数据采集模块

技术领域

本实用新型涉及数据采集模块，特别涉及一种适用于振弦式传感器的数据采集模块。

背景技术

数据采集模块是计算机与外部物理世界连接的桥梁，广泛应用在自动化工业以及岩土工程领域中，现有的数据采集模块一般都是使用市电或者普通的蓄电池来进行供电，这种供电方式需要接线，一旦市电出现断电或者蓄电池电量用尽，导致数据采集模块无法供电，稳定性以及可持续性差，另外，现有的数据采集模块采用串口通讯，多个模块之间需要多根电缆连接，布线麻烦。

现有的数据采集模块一般都是单点式的采集方式，即一个数据采集模块只有一个输入接口，只能够采集一个传感器的数据，使用成本高。

实用新型内容

为了解决现有的数据采集模块供只能采集一个传感器及布线麻烦的问题，本实用新型提供一种多通道数据采集的振弦式传感器数据采集模块。

为了实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：一种四通道振弦式传感器数据采集模块，包括控制单元，所述控制单元连接有RS485通讯单元和数据采集单元，所述数据采集单元的输入端连接有四通道切换电路，所述四通道切换电路包括四组继电器，所述四组继电器并联在一起，每组继电器的一端连接振弦式传感器，另一端与所述数据采集单元连接。

在上述技术方案中，所述控制单元还连接有锂电池，所述锂电池连接有充电电路，所述充电电路的输入端与太阳能电池板连接，所述充电电路的输出端与所述锂电池连接。

在上述技术方案中，进一步的，所述数据采集单元包括信号激励电路，所述信号激励电路的输入端与传感器连接，所述信号激励电路的输出端连接有信号放大电路，所述信号放大电路的输出端与所述控制单元连接。

作为优选的技术方案，所述数据采集单元还包括温度采集电路，所述温度采集电路包括LTC1799芯片，所述LTC1799芯片的输入端与温度传感器连接，所述LTC1799芯片的输出端与所述控制单元连接。

在上述技术方案中，所述RS485通讯单元的输入端与所述控制单元连接，所述RS485通讯单元的输出端与上位机连接。

作为优选的技术方案，所述充电电路由CN3791芯片及其外围电路组成。

进一步优选的，所述控制单元采用单片机。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述单片机连接有由RX8025芯片及其外围电路组成的时钟电路。

本实用新型相对于现有技术的有益效果是：该四通道数据采集模块通过太阳能电池板为锂电池充电，锂电池再为整数据采集模块供电，这样不仅节能环保，而且省去了布线，方便移动和安装，使得数据采集模块能够适用在多种场合，而且不会出现断电的情况；另外通过控制单元连接一个四通道数据采集单元，实现了多通道的数据采集，该数据采集模块上可以连接多个传感器，一机多用，大大节约了使用成本。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构图；

图2是控制单元的电路图；

图3是四通道切换电路的与原理图；

图4是激励电路的电路原理图；

图5是放大电路的电路原理图；

图6是温度采集电路的电路原理图；

图7是RS485通讯单元的电路图；

图8是充电电路的电路图；

图9是时钟电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，一种适四通道振弦式传感器的数据采集模块，该数据采集模块内置锂电池10，由锂电池10来供电，锂电池10由太阳能电池板20为其充电，充电电路30的输入端与太阳能电池板20连接，输出端与锂电池10连接，通过太阳能电池板20为锂电池10充电，锂电池10再为整数据采集模块供电，这样不仅节能环保，而且省去了布线，方便移动和安装，使得数据采集模块能够适用在多种场合，而且不会出现断电的情况。

该单点式数据采集模块的数据采集部分包括控制单元41，在本实施例中，控制单元41采用型号为MSP430F5418的单片机，其外围电路如图2所示，在本实施例中就不再赘述。

单片机连接有数据采集单元42，数据采集单元42的输入端与四通道切换电路50连接，如图3所示，四通道切换电路包括四组继电器，四组继电器并联在一起，每组继电器的一端连接端子，端子可连接振弦式传感器，四通道切换电路50的输出端与数据采集单元42连接。

该数据采集单元42包括两个部分，一个是振弦式传感器数据采集部分，另一个是温度传感器数据采集部分，振弦式传感器数据采集部分包括激励电路和放大电路，如图4所示，激励电路包括两组由五个三极管组成的激励单元，分别连接继电器的两个引脚，激励电路的输出端连接到放大电路，如图5所示，放大电路由三个运算放大器构成，放大电路的输出端连接到单片机，振弦式传感器的信号经过继电器后再激励电路与放大电路后传输到单片机，从而实现的振弦式传感器的数据采集。

另外，该数据采集单元还设有专门检测温度传感器的温度采集电路，如图6所示，温度采集电路包括LTC1799芯片，LTC1799芯片的输入端与LTC1799芯片的输入端与与四通道切换电路中的另外两个引脚连接，LTC1799芯片的输出端与单片机连接，它的振荡频率与温度之间有一个特定的关系，即不同的温度对应不同的振荡频率，测量出振荡器的输出频率，就可测量出温度值。

每个通道上都可以连接一个传感器，需要测量某一个通道上的传感器数据时，只需通过继电器打开该通道，传感器的数据就能够通过数据采集单元传输到单片机中，一机多用，大大节约了使用成本。

该数据采集模块与上位机之间通过485进行通讯，故该单片机连接有RS485通讯单元43，如图7所示，其一端与单片机连接，另一端连接上位机。

通过设置RS485通讯单元来通讯，使得各个模块之间采用一根通讯电缆即可组网，缩短了传感器信号连接线，简便经济，而且测量数据能够直接传给上位机，方便测试。

充电电路30包括CN3791芯片，其外围电路如图8所示，通过该电路对锂电池进行充电，能够保证锂电池处于持续有电的状态，从而保证了数据采集模块的可靠性。

另外，如图9所示，该单片机连接有由RX8025芯片及其外围电路组成的时钟电路，内置时钟电路保证了数据采集模块采集效果。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种四通道振弦式传感器数据采集模块，包括控制单元，其特征在于：所述控制单元连接有RS485通讯单元和数据采集单元，所述数据采集单元的输入端连接有四通道切换电路，所述四通道切换电路包括四组继电器，所述四组继电器并联在一起，每组继电器的一端连接振弦式传感器，另一端与所述数据采集单元连接。

2.根据权利要求1所述的四通道振弦式传感器数据采集模块，其特征在于：所述控制单元还连接有锂电池，所述锂电池连接有充电电路，所述充电电路的输入端与太阳能电池板连接，所述充电电路的输出端与所述锂电池连接。

3.根据权利要求1所述的四通道振弦式传感器数据采集模块，其特征在于：所述数据采集单元包括信号激励电路，所述信号激励电路的输入端与传感器连接，所述信号激励电路的输出端连接有信号放大电路，所述信号放大电路的输出端与所述控制单元连接。

4.根据权利要求1所述的四通道振弦式传感器数据采集模块，其特征在于：所述数据采集单元还包括温度采集电路，所述温度采集电路包括LTC1799芯片，所述LTC1799芯片的输入端与温度传感器连接，所述LTC1799芯片的输出端与所述控制单元连接。

5.根据权利要求1所述的四通道振弦式传感器数据采集模块，其特征在于：所述RS485通讯单元的输入端与所述控制单元连接，所述RS485通讯单元的输出端与上位机连接。

6.根据权利要求2所述的四通道振弦式传感器数据采集模块，其特征在于：所述充电电路由CN3791芯片及其外围电路组成。

7.根据权利要求1所述的四通道振弦式传感器数据采集模块，其特征在于：所述控制单元采用单片机。

8.根据权利要求7所述的四通道振弦式传感器数据采集模块，其特征在于：所述单片机连接有由RX8025芯片及其外围电路组成的时钟电路。

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