CN213152382U - 一种用于机房的多通道数据采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种用于机房的多通道数据采集装置，包括：若干并行的数据采集通道：用于将待测模拟信号进行滤波和放大，并将处理后的模拟信号转换为数字信号；单片机U1：用于将所述数据采集通道采集到的数据进行处理；无线通信电路：用于将单片机U1处理后的数据发送至上位机；本实用新型能够兼容多种不同类型的传感器，而无需针对不同传感器设计不同的电路来进行处理，该多通道数据采集装置能够方便快捷的完成不同类型数据的采集。

Description

一种用于机房的多通道数据采集装置

技术领域

本实用新型属于数据采集的技术领域，具体涉及一种用于机房的多通道数据采集装置。

背景技术

计算机机房是电网数据中心的基础设施，是保障电网安全稳定运行的核心大脑所在，电网调度自动化机房是整个电网调度自动化系统的重要组成部分，机房内装设有大量的服务器、交换机、路由器和GPS时钟等重要设备，由于机房内设备的增多，数据种类也逐渐增多，而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。因此，亟需研究一种兼容多种接口的数据采集装置。

实用新型内容

本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种能够提高数据采集效率且用于机房的多通道数据采集装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种用于机房的多通道数据采集装置，包括：

若干并行的数据采集通道：用于将待测模拟信号进行滤波和放大，并将处理后的模拟信号转换为数字信号；

单片机U1：用于将所述数据采集通道采集到的数据进行处理；

无线通信电路：用于将单片机U1处理后的数据发送至上位机。

优选地，所述数据采集通道包括电源信号采集通道、温湿度信号采集通道、烟雾信号采集通道和水渍信号采集通道，所述电源信号采集通道、温湿度信号采集通道、烟雾信号采集通道、水渍信号采集通道分别包括依次串联的滤波电路、放大电路和A/D转换电路。

优选地，所述滤波电路包括钳位二极管V1、钳位二极管V2、电感L1、电感L2、电容C2、电容C3、电容C4和电容C5，放大电路包括放大器P4，A/D转换电路包括放大器P1、放大器P2、放大器P3和三极管Q2；

所述钳位二极管V1的共极分别与接线端子A1、电容C2的一端、电感L1的一端相连，钳位二极管V1的正极与钳位二极管V2的负极相连，钳位二极管V1的负极与钳位二极管V2的正极相连，钳位二极管V2的共极分别与接线端子A2、电容C4的一端、电感L2的一端相连，电感L1的另一端分别与电容C3的一端、电容C1的一端相连，电容C2的另一端、电容C3的另一端分别接地，电感L2的另一端分别与电容C5的一端、电阻R3的一端、电阻R8的一端相连，电容C4的另一端、电容C5的另一端分别接地，电容C1的另一端依次串接电阻R1、电阻R2后分别与三极管Q2的发射极、放大器P1的同相输入端相连，三极管Q2的集电极接地，三极管Q2的基极通过电阻R6与放大器P3的输出端相连，电阻R1、电阻R2之间的连线与放大器P4的同相输入端相连，放大器P4的反相输入端与电阻R3的另一端相连，放大器P4的输出端与放大器P1的同相输入端相连，放大器P1的反相输入端串接电阻R7后与放大器P1的输出端相连，放大器P1的输出端串接电容C6后与放大器P2的同相输入端相连，电容C6与放大器P2的同相输入端之间的连线与二极管D1的正极相连，二极管D1的负极与放大器P3的同相输入端相连，放大器P3的反相输入端分别与电阻R9的一端、单片机U1的输入端相连，电阻R9的另一端与放大器P2的输出端相连。

优选地，所述无线通信电路包括无线通信芯片U2，所述无线通信芯片U2的PWR_UP端与单片机U1的P2.4端相连，无线通信芯片U2的PXEN端与单片机U1的P2.3端相连，无线通信芯片U2的CS端与单片机U1的P2.2端相连，无线通信芯片U2的DIN端与单片机U1的P2.1端相连，无线通信芯片U2的DOUT端与单片机U1的P2.0端相连，无线通信芯片U2的XC2端串接电容C13后接地，无线通信芯片U2的XC1端串接电容C14后接地，电阻R13并接在无线通信芯片U2的XC2端与XC1端之间，晶振X2并接在电阻R13两端，无线通信芯片U2的VCO1端串接电感L4后与无线通信芯片U2的VCO2端相连，无线通信芯片U2的PF_PWR端串接电阻R12后分别与接地端、电容C12的一端、电容C11的一端、无线通信芯片U2的VSS4端相连，电容C12的另一端串接电阻R11后分别与电容C11的另一端、无线通信芯片U2的FILT1端相连，无线通信芯片U2的ANT2端分别与电容C8的一端、电容C9的一端、电感L3的一端、电感L1的一端相连，电容C8的另一端接地，电容C9的另一端分别与无线通信芯片U2的ANT1端、电容C10的一端、电感L3的另一端、电感L2的一端相连，电容C10的另一端接地，电感L1的另一端串接电容C6后接地，电感L2的另一端串接电容C7后接地，电容C6与电容C7之间的连线与天线相连。

优选地，所述数据采集装置的壳体上设置有电压传感器接口、电流传感器接口、温湿度传感器接口、烟雾传感器接口和水渍传感器接口，所述电压传感器接口、电流传感器接口的输入端分别与电压传感器、电流传感器相连，所述电压传感器接口、电流传感器接口的输出端与电源信号采集通道的输入端相连，所述电源信号采集通道的输出端与单片机U1的P1.4端相连；所述温湿度传感器接口的输入端与温湿度传感器相连，所述温湿度传感器接口的输出端与温湿度信号采集通道的输入端相连，所述温湿度信号采集通道的输出端与单片机U1的P1.5端相连；所述烟雾传感器接口的输入端与烟雾传感器相连，所述烟雾传感器接口的输出端与烟雾信号采集通道的输入端相连，所述烟雾信号采集通道的输出端与单片机U1的P1.6端相连；所述水渍传感器接口的输入端与水渍传感器相连，所述水渍传感器接口的输出端与水渍信号采集通道的输入端相连，所述水渍信号采集通道的输出端与单片机U1的P1.7端相连。

优选地，所述单片机U1的型号为AT89C51。

优选地，所述无线通信芯片U2的型号为NRF401。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型一种用于机房的多通道数据采集装置，包括若干并行的数据采集通道、单片机U1和无线通信电路，不同类型的传感器通过与之相应的数据采集通道进行连接，从而能够采集到不同类型的传感器数据并经单片机U1、无线通信电路发送至上位机，便于工作人员远程采集机房内设备的电压电流值、温湿度值、烟雾值和水渍值等，提高工作效率；本实用新型能够兼容多种不同类型的传感器，而无需针对不同传感器设计不同的电路来进行处理，该多通道数据采集装置能够方便快捷的完成不同类型数据的采集。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的滤波电路、放大电路、A/D转换电路的电路原理图；

图3为本实用新型的单片机U1、无线通信电路的电路原理图；

图中：1为数据采集通道，11为电源信号采集通道，12为温湿度信号采集通道，13为烟雾信号采集通道，14为水渍信号采集通道，2为无线通信电路，3为滤波电路，4为放大电路，5为A/D转换电路。

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，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

如图1所示，一种用于机房的多通道数据采集装置，包括：

若干并行的数据采集通道1：用于将待测模拟信号进行滤波和放大，并将处理后的模拟信号转换为数字信号；

单片机U1：用于将所述数据采集通道采集到的数据进行处理；所述单片机U1的型号为AT89C51；

无线通信电路2：用于将单片机U1处理后的数据发送至上位机。

使用过程中，不同类型的传感器通过与之相应的数据采集通道1进行连接，从而能够采集到不同类型的传感器数据并经单片机U1、无线通信电路2发送至上位机，便于工作人员远程采集机房内设备的电压电流值、温湿度值、烟雾值和水渍值等，提高工作效率；本实用新型能够兼容多种不同类型的传感器，而无需针对不同传感器设计不同的电路来进行处理，该多通道数据采集装置能够方便快捷的完成不同类型数据的采集。

进一步地，所述数据采集通道1包括电源信号采集通道11、温湿度信号采集通道12、烟雾信号采集通道13和水渍信号采集通道14，所述电源信号采集通道11、温湿度信号采集通道12、烟雾信号采集通道13、水渍信号采集通道14分别包括依次串联的滤波电路3、放大电路4和A/D转换电路5。

具体地，所述滤波电路3包括钳位二极管V1、钳位二极管V2、电感L1、电感L2、电容C2、电容C3、电容C4和电容C5，放大电路4包括放大器P4，A/D转换电路5包括放大器P1、放大器P2、放大器P3和三极管Q2；

所述钳位二极管V1的共极分别与接线端子A1、电容C2的一端、电感L1的一端相连，钳位二极管V1的正极与钳位二极管V2的负极相连，钳位二极管V1的负极与钳位二极管V2的正极相连，钳位二极管V2的共极分别与接线端子A2、电容C4的一端、电感L2的一端相连，电感L1的另一端分别与电容C3的一端、电容C1的一端相连，电容C2的另一端、电容C3的另一端分别接地，电感L2的另一端分别与电容C5的一端、电阻R3的一端、电阻R8的一端相连，电容C4的另一端、电容C5的另一端分别接地，电容C1的另一端依次串接电阻R1、电阻R2后分别与三极管Q2的发射极、放大器P1的同相输入端相连，三极管Q2的集电极接地，三极管Q2的基极通过电阻R6与放大器P3的输出端相连，电阻R1、电阻R2之间的连线与放大器P4的同相输入端相连，放大器P4的反相输入端与电阻R3的另一端相连，放大器P4的输出端与放大器P1的同相输入端相连，放大器P1的反相输入端串接电阻R7后与放大器P1的输出端相连，放大器P1的输出端串接电容C6后与放大器P2的同相输入端相连，电容C6与放大器P2的同相输入端之间的连线与二极管D1的正极相连，二极管D1的负极与放大器P3的同相输入端相连，放大器P3的反相输入端分别与电阻R9的一端、单片机U1的输入端相连，电阻R9的另一端与放大器P2的输出端相连，所述接线端子A1、接线端子A2为数据采集通道1的输入端。

具体地，如图2所示，采集到的数据通过滤波电路3、放大电路4、A/D转换电路5发送至单片机U1，滤波电路1为高通滤波器，主要滤除信号的高频部分，该电路输出的电信号为电流信号可直接作为后续处理电路的输入信号，钳位二极管V1、钳位二极管V2将输入的电压钳位在两倍二极管导通压降之内，起到保护后续电路的作用，A/D转换电路5的放大器P1和电阻R7组成一个缓冲隔离电路，放大器P2、放大器P3、二极管D1组成一个转换电路，该转换电路把模拟信号转换为数字电信号输出，缓冲隔离电路则起承上启下的作用，其可以避免模拟信号在前级的放大滤波电路出现损耗的现像，并可以确保A/D转换电路5转换后的数字电信号不失真，A/D转换电路5将处理得到的数字电信号发送至单片机U1进行相应处理，将滤波电路1、放大电路2、A/D转换电路3、单片机U1和无线通信电路2集成在一体，结构简单，成本低，可行性高，通过多通道采集大大提高了数据的采集效率和数据采集的可靠性和灵活性，集成化的设计，极具实用性。

具体地，如图3所示，所述无线通信电路2包括无线通信芯片U2，所述无线通信芯片U2的型号为NRF401，所述无线通信芯片U2的PWR_UP端与单片机U1的P2.4端相连，无线通信芯片U2的PXEN端与单片机U1的P2.3端相连，无线通信芯片U2的CS端与单片机U1的P2.2端相连，无线通信芯片U2的DIN端与单片机U1的P2.1端相连，无线通信芯片U2的DOUT端与单片机U1的P2.0端相连，无线通信芯片U2的XC2端串接电容C13后接地，无线通信芯片U2的XC1端串接电容C14后接地，电阻R13并接在无线通信芯片U2的XC2端与XC1端之间，晶振X2并接在电阻R13两端，无线通信芯片U2的VCO1端串接电感L4后与无线通信芯片U2的VCO2端相连，无线通信芯片U2的PF_PWR端串接电阻R12后分别与接地端、电容C12的一端、电容C11的一端、无线通信芯片U2的VSS4端相连，电容C12的另一端串接电阻R11后分别与电容C11的另一端、无线通信芯片U2的FILT1端相连，无线通信芯片U2的ANT2端分别与电容C8的一端、电容C9的一端、电感L3的一端、电感L1的一端相连，电容C8的另一端接地，电容C9的另一端分别与无线通信芯片U2的ANT1端、电容C10的一端、电感L3的另一端、电感L2的一端相连，电容C10的另一端接地，电感L1的另一端串接电容C6后接地，电感L2的另一端串接电容C7后接地，电容C6与电容C7之间的连线与天线相连；利用无线通信芯片U2与上位机通信连接，便于工作人员远程采集机房内设备的电压电流值、温湿度值、烟雾值和水渍值等，提高工作效率；其中，无线通信电路2为现有模块，其无线发射传输具体动作过程在此就不予赘述。

进一步地，所述数据采集装置的壳体上设置有电压传感器接口、电流传感器接口、温湿度传感器接口、烟雾传感器接口和水渍传感器接口，所述电压传感器接口、电流传感器接口的输入端分别与电压传感器、电流传感器相连，所述电压传感器接口、电流传感器接口的输出端与电源信号采集通道11的输入端相连，所述电源信号采集通道11的输出端与单片机U1的P1.4端相连；

所述温湿度传感器接口的输入端与温湿度传感器相连，所述温湿度传感器接口的输出端与温湿度信号采集通道12的输入端相连，所述温湿度信号采集通道12的输出端与单片机U1的P1.5端相连；所述烟雾传感器接口的输入端与烟雾传感器相连，所述烟雾传感器接口的输出端与烟雾信号采集通道13的输入端相连，所述烟雾信号采集通道13的输出端与单片机U1的P1.6端相连；所述水渍传感器接口的输入端与水渍传感器相连，所述水渍传感器接口的输出端与水渍信号采集通道14的输入端相连，所述水渍信号采集通道14的输出端与单片机U1的P1.7端相连。

本实用新型一种用于机房的多通道数据采集装置，包括若干并行的数据采集通道1、单片机U1和无线通信电路2，数据采集通道1包括电源信号采集通道11、温湿度信号采集通道12、烟雾信号采集通道13和水渍信号采集通道14，本实用新型能够兼容多种不同类型的传感器，而无需针对不同传感器设计不同的电路来进行处理，该多通道数据采集装置能够方便快捷的完成不同类型数据的采集，通过多通道采集大大提高了数据的采集效率和数据采集的可靠性和灵活性，集成化的设计，极具实用性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种用于机房的多通道数据采集装置，其特征在于：包括：

若干并行的数据采集通道：用于将待测模拟信号进行滤波和放大，并将处理后的模拟信号转换为数字信号；

单片机U1：用于将所述数据采集通道采集到的数据进行处理；

无线通信电路：用于将单片机U1处理后的数据发送至上位机。

2.根据权利要求1所述的一种用于机房的多通道数据采集装置，其特征在于：所述数据采集通道包括电源信号采集通道、温湿度信号采集通道、烟雾信号采集通道和水渍信号采集通道，所述电源信号采集通道、温湿度信号采集通道、烟雾信号采集通道、水渍信号采集通道分别包括依次串联的滤波电路、放大电路和A/D转换电路。

3.根据权利要求2所述的一种用于机房的多通道数据采集装置，其特征在于：所述滤波电路包括钳位二极管V1、钳位二极管V2、电感L1、电感L2、电容C2、电容C3、电容C4和电容C5，放大电路包括放大器P4，A/D转换电路包括放大器P1、放大器P2、放大器P3和三极管Q2；

所述钳位二极管V1的共极分别与接线端子A1、电容C2的一端、电感L1的一端相连，钳位二极管V1的正极与钳位二极管V2的负极相连，钳位二极管V1的负极与钳位二极管V2的正极相连，钳位二极管V2的共极分别与接线端子A2、电容C4的一端、电感L2的一端相连，电感L1的另一端分别与电容C3的一端、电容C1的一端相连，电容C2的另一端、电容C3的另一端分别接地，电感L2的另一端分别与电容C5的一端、电阻R3的一端、电阻R8的一端相连，电容C4的另一端、电容C5的另一端分别接地，电容C1的另一端依次串接电阻R1、电阻R2后分别与三极管Q2的发射极、放大器P1的同相输入端相连，三极管Q2的集电极接地，三极管Q2的基极通过电阻R6与放大器P3的输出端相连，电阻R1、电阻R2之间的连线与放大器P4的同相输入端相连，放大器P4的反相输入端与电阻R3的另一端相连，放大器P4的输出端与放大器P1的同相输入端相连，放大器P1的反相输入端串接电阻R7后与放大器P1的输出端相连，放大器P1的输出端串接电容C6后与放大器P2的同相输入端相连，电容C6与放大器P2的同相输入端之间的连线与二极管D1的正极相连，二极管D1的负极与放大器P3的同相输入端相连，放大器P3的反相输入端分别与电阻R9的一端、单片机U1的输入端相连，电阻R9的另一端与放大器P2的输出端相连。

4.根据权利要求2所述的一种用于机房的多通道数据采集装置，其特征在于：所述无线通信电路包括无线通信芯片U2，所述无线通信芯片U2的PWR_UP端与单片机U1的P2.4端相连，无线通信芯片U2的PXEN端与单片机U1的P2.3端相连，无线通信芯片U2的CS端与单片机U1的P2.2端相连，无线通信芯片U2的DIN端与单片机U1的P2.1端相连，无线通信芯片U2的DOUT端与单片机U1的P2.0端相连，无线通信芯片U2的XC2端串接电容C13后接地，无线通信芯片U2的XC1端串接电容C14后接地，电阻R13并接在无线通信芯片U2的XC2端与XC1端之间，晶振X2并接在电阻R13两端，无线通信芯片U2的VCO1端串接电感L4后与无线通信芯片U2的VCO2端相连，无线通信芯片U2的PF_PWR端串接电阻R12后分别与接地端、电容C12的一端、电容C11的一端、无线通信芯片U2的VSS4端相连，电容C12的另一端串接电阻R11后分别与电容C11的另一端、无线通信芯片U2的FILT1端相连，无线通信芯片U2的ANT2端分别与电容C8的一端、电容C9的一端、电感L3的一端、电感L1的一端相连，电容C8的另一端接地，电容C9的另一端分别与无线通信芯片U2的ANT1端、电容C10的一端、电感L3的另一端、电感L2的一端相连，电容C10的另一端接地，电感L1的另一端串接电容C6后接地，电感L2的另一端串接电容C7后接地，电容C6与电容C7之间的连线与天线相连。

5.根据权利要求1所述的一种用于机房的多通道数据采集装置，其特征在于：所述数据采集装置的壳体上设置有电压传感器接口、电流传感器接口、温湿度传感器接口、烟雾传感器接口和水渍传感器接口，所述电压传感器接口、电流传感器接口的输入端分别与电压传感器、电流传感器相连，所述电压传感器接口、电流传感器接口的输出端与电源信号采集通道的输入端相连，所述电源信号采集通道的输出端与单片机U1的P1.4端相连；所述温湿度传感器接口的输入端与温湿度传感器相连，所述温湿度传感器接口的输出端与温湿度信号采集通道的输入端相连，所述温湿度信号采集通道的输出端与单片机U1的P1.5端相连；所述烟雾传感器接口的输入端与烟雾传感器相连，所述烟雾传感器接口的输出端与烟雾信号采集通道的输入端相连，所述烟雾信号采集通道的输出端与单片机U1的P1.6端相连；所述水渍传感器接口的输入端与水渍传感器相连，所述水渍传感器接口的输出端与水渍信号采集通道的输入端相连，所述水渍信号采集通道的输出端与单片机U1的P1.7端相连。

6.根据权利要求1所述的一种用于机房的多通道数据采集装置，其特征在于：所述单片机U1的型号为AT89C51。

7.根据权利要求4所述的一种用于机房的多通道数据采集装置，其特征在于：所述无线通信芯片U2的型号为NRF401。

Images