CN216851981U - 多通道电压检测光传输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种多通道电压检测光传输系统，属于电压检测光传输技术领域，其包括集中控制模块，其包括主控制板及与主控制板分别电气连接的显示屏和按键，其中，主控制板包括网口及多个光口；上位机，其通过网线与网口连接；电压采样模块，其数量至少一个，其通过光纤与光口一一对应连接。本实用新型采用光传输，能很好地解决上面的问题，而且目前光传输技术成熟、稳定、成本低，在进行多通道、远距离传输方面有着绝对的优势。

Description

多通道电压检测光传输系统

技术领域

本实用新型涉及电压检测光传输技术，主要涉及一种多通道电压检测光传输系统。

背景技术

随着科学的进步和技术的发展，目前很多系统的复杂度越来越高，为了方便日常的管理和维护，需要很多传感器来对系统进行监测和管理。比较常见的监控量有，电压、电流、功率值、温度、湿度等。通过各传感器所反馈回来的数据，可以判断系统运行是否正常，或是决定系统需要执行什么操作。一般情况下各类传感器最终都会通过电压量的检测来反映各实际监控量的值，也就是说获取传感器数据主要是通过电压检测来实现的。对于目前的监控系统，通常是用电缆来进行通讯的，要实现多通道的电压采集，存在拓扑结构复杂、损耗大，可靠性差、传输距离短的问题。如果需要实现更远距离传输，往往需要中间再加上中继器，以扩展电信号传输的距离，这会进一步增加整个系统的成本。

为此，期望寻求一种技术方案，以至少减轻上述问题。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种多通道电压检测光传输系统，其采用光传输，能很好地解决上面的问题，而且目前光传输技术成熟、稳定、成本低，在进行多通道、远距离传输方面有着绝对的优势。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种多通道电压检测光传输系统，包括：

集中控制模块，其包括主控制板及与主控制板分别电气连接的显示屏和按键，其中，主控制板包括网口及至少一个光口；

上位机，其通过网线与网口连接；

电压采样模块，其数量至少一个，其通过光纤与光口一一对应连接。

所述电压采样模块包括：

第一处理器；

第一PHY芯片，其与第一处理器电气连接；

FPGA芯片，其与第一处理器电气连接；

采样芯片，其与FPGA芯片电气连接；

第一光模块，其与第一PHY芯片电气连接；

存储芯片，其与FPGA芯片电气连接；

第一DDR芯片，其与第一处理器电气连接；

第一Flash芯片，其与第一处理器电气连接。

所述主控制板包括：

第二处理器；

第二DDR芯片，其与第二处理器电气连接；

第二Flash芯片，其与第二处理器电气连接；

第二FPGA芯片，其与第二处理器电气连接；

Switch交换芯片，其与第二FPGA芯片电气连接；

控制接口，其与第二处理器电气连接；

第二光模块，其数量至少一个，其与Switch交换芯片电气连接；

RJ45接口，其与Switch交换芯片电气连接。

一种多通道电压检测光传输系统，包括：

集中控制模块，其包括主控制板及与主控制板分别电气连接的显示屏和按键，其中，主控制板包括网口及至少一个光口；

上位机，其通过网线与网口连接；

光纤交换机，其数量至少一个，其与光口一一对应连接；

电压采样模块，其数量至少一个，其通过光纤与光纤交换机连接；

其中，除连接光纤交换机的光口外，其余的每个光口通过光纤连接一个电压采样模块。

所述电压采样模块包括：

第一处理器；

第一PHY芯片，其与第一处理器电气连接；

FPGA芯片，其与第一处理器电气连接；

采样芯片，其与FPGA芯片电气连接；

第一光模块，其与第一PHY芯片电气连接；

存储芯片，其与FPGA芯片电气连接；

第一DDR芯片，其与第一处理器电气连接；

第一Flash芯片，其与第一处理器电气连接。

所述主控制板包括：

第二处理器；

第二DDR芯片，其与第二处理器电气连接；

第二Flash芯片，其与第二处理器电气连接；

第二FPGA芯片，其与第二处理器电气连接；

Switch交换芯片，其与第二FPGA芯片电气连接；

控制接口，其与第二处理器电气连接；

第二光模块，其数量至少一个，其与Switch交换芯片电气连接；

RJ45接口，其与Switch交换芯片电气连接。

本实用新型能实现多通道的电压检测，并将检测结果通过光纤传输到集中控制模块，进行集中显示和管理。本实用新型与现有技术相比，具有以下有益技术效果：

1、采用光纤传输，传输距离远，损耗小，可靠性高；

2、采用TCP/IP协议，传输稳定，扩展方便；

3、多通道，通道可扩展，传输距离远，兼容性强，可应用场合多。

附图说明

图1为本实用新型电路原理结构示意图。

图2为本实用新型集中控制模块的电路原理结构示意图。

图3为本实用新型电压采样模块的结构示意图。

图4为本实用新型主控制板的电路原理结构示意图。

图5为本实用新型通道扩展时的电路原理结构示意图。

图中附图标记的含义：101-集中控制模块、102-电压采样模块、103-上位机、104-光口、105-网口、106-光纤交换机、201-主控制板、202-AC/DC电源模块、203-显示屏、204-按键、301-第一处理器、302-第一PHY芯片、303-FPGA芯片、304-采样芯片、305-第一光模块、306-存储芯片、307-第一DDR芯片、308-第一Flash芯片、309-第一DC/DC电源模块、401-第二处理器、402-第二DDR芯片、403-第二Flash芯片、404-Switch交换芯片、405-第二DC/DC电源模块、406-控制接口、407-第二PHY芯片、408-第二光模块。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征为一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。

参见图1、图2，本实用新型众多实施例中的一种多通道电压检测光传输系统，其包括集中控制模块101、电压采样模块102、上位机103。

集中控制模块101包括主控制板201、AC/DC电源模块202及与主控制板201分别电气连接的显示屏203和按键204，主控制板201包括网口105及至少一个光口104。光口104由第二光模块408实现，用于完成光信号的发送和接收，可以但不限于为SC或FC光接口，支持单模或多模光纤。网口105用于实现远程控制，可以但不限于为RJ45接口。图1所呈现的实施例中，光口104的数量为8个，分别为光口I、光口Ⅱ、……、光口Ⅷ。可以理解的是，光口104的数量还可以是其他数量，具体根据实际需要选择相应数量进行扩展。上位机103通过网线与网口105连接。电压采样模块102数量至少一个，其通过光纤与光口104一一对应连接。电压采样模块102用于实现电压的采集检测，并通过光接口回传给集中控制模块101。

集中控制模块101是系统的核心，负责控制管理和数据的汇总。可以配置各通道的工作状态，包括采样起始时间、采样率、使能等。可以读取各通道的电压采样结果，并对结果进行显示。通过网口105，可以使用上位机103或控制命令进行远程控制和电压检测结果显示；也可以进行本地操作，获取各通道的电压检测结果。集中控制模块101与电压采样模块102的通信采用TCP/IP协议，传输可靠，扩展方便。主控制板201实现各电压采样模块102的状态检测和控制，通过8个光口104可以连接8个电压采样模块102。可在本地通过显示屏203和按键204对各个电压采样模块102进行访问和控制，并在显示屏203上显示相应的结果。还可通过网口105连接上位机103进行远程控制。AC/DC电源模块202的作用是将220V的交流电转化为直流24V，为主控制板201提供电源。

电压采样模块102是系统的终端，负责进行电压的采样检测，然后根据集中控制模块101的命令进行相应的操作。最终将电压检测结果反馈给集中控制模块101。

上位机103是系统的远程控制窗口，实现对于系统的远程控制和结果显示。可以通过访问集中控制模块101，对电压采样模块进行相关控制，并读取相关检测结果。

在一些实施例中，参见图3，电压采样模块102包括第一处理器301、第一PHY芯片302、FPGA芯片303、采样芯片304、第一光模块305、存储芯片306、第一DDR芯片307、第一Flash芯片308、第一DC/DC电源模块309。

第一PHY芯片302与第一处理器301电气连接；FPGA芯片303与第一处理器301电气连接；采样芯片304与FPGA芯片电气连接；第一光模块305与第一PHY芯片电气连接；存储芯片306与FPGA芯片电气连接；第一DDR芯片307与第一处理器301电气连接；第一Flash芯片308与第一处理器301电气连接。

采样芯片(ADC)304实现电压信号的检测，可以支持1KSPS、10KSPS、100KSPS等多种采样率，位宽为24bit。FPGA芯片303通过接收第一处理器(CPU)301的相关指令，使用SPI接口完成对采样芯片304的控制，并实现存储芯片306的数据存储和读取控制，存储芯片306为SDRAM存储芯片。第一处理器301通过SPI接口对FPGA芯片303进行采样使能、采样率、采样数的相关控制，并实现第一DDR芯片307和第一Flash芯片308的数据存储和读取，同时通过RMII接口连接第一PHY芯片302和第一光模块305，使用TCP/IP协议与集中控制模块101进行通信。第一PHY芯片302实现MAC接口信号到物理层信号的转换，支持100Base-Fx。第一光模块305将电信号转化为光信号，采用1x9封装形式，传输速率为100Mbps，光接口可以为SC或FC，与集中控制模块101的光模块需一致。第一DC/DC电源模块309将直流24V转换为直流3.3V，为板上芯片供电。

在一些实施例中，参见图4，主控制板201包括第二处理器401、第二DDR芯片402、第二Flash芯片403、Switch交换芯片404、第二DC/DC电源模块405、控制接口406、第二PHY芯片407、第二光模块408、RJ45接口。

第二DDR芯片402与第二处理器电气连接；第二Flash芯片403与第二处理器电气连接；第二PHY芯片407与第二处理器电气连接；Switch交换芯片404与第二PHY芯片电气连接；控制接口406与第二处理器电气连接；第二光模块408的数量至少一个，其与Switch交换芯片电气连接；RJ45接口与Switch交换芯片电气连接。

第二处理器(CPU)401实现板上器件的初始化配置，通过第二PHY芯片407、Switch交换芯片404和第二光模块实现对电压采样模块102的访问，完成第二DDR芯片402和第二Flash芯片403数据的读取和存储，通过控制接口406实现对显示屏203和按键204的数据交互。第二PHY芯片407将MAC接口的数据转化为物理层数据，支持100Base-Fx。Switch交换芯片404实现数据的路由交换，建立集中控制模块101和电压采样模块102的连接。第二DC/DC电源模块405完成电压的转换，将输入直流24V转换为直流3.3V和2.5V。8个第二光模块408将电信号转化为光信号，采用1x9封装形式，传输速率为100Mbps，光接口可以为SC或FC。8个第二光模块408分别为第二光模块I、第二光模块Ⅱ、……、第二光模块Ⅷ。

图5给出了系统通道扩展的应用形式，也就是可以将集中控制模块的任一个光口104接上光纤交换机106，光纤交换机106的其它光口可以接到电压采样模块102，实现通道的扩展。图5中，光纤交换机的数量为一个，其与其中一个光口104连接；4个电压采样模块通过光纤与光纤交换机连接；其余的每个光口通过光纤连接一个电压采样模块。可以理解的是，根据实际需要，光纤交换机的数量可以是多个，连接在光纤交换机上的电压采样模块102也可以是其他数量。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种多通道电压检测光传输系统，其特征在于，包括：

集中控制模块，其包括主控制板及与主控制板分别电气连接的显示屏和按键，其中，主控制板包括网口及至少一个光口；

上位机，其通过网线与网口连接；

电压采样模块，其数量至少一个，其通过光纤与光口一一对应连接。

2.根据权利要求1所述多通道电压检测光传输系统，其特征在于，所述电压采样模块包括：

第一处理器；

第一PHY芯片，其与第一处理器电气连接；

FPGA芯片，其与第一处理器电气连接；

采样芯片，其与FPGA芯片电气连接；

第一光模块，其与第一PHY芯片电气连接；

存储芯片，其与FPGA芯片电气连接；

第一DDR芯片，其与第一处理器电气连接；

第一Flash芯片，其与第一处理器电气连接。

3.根据权利要求1所述多通道电压检测光传输系统，其特征在于，所述主控制板包括：

第二处理器；

第二DDR芯片，其与第二处理器电气连接；

第二Flash芯片，其与第二处理器电气连接；

第二PHY芯片，其与第二处理器电气连接；

Switch交换芯片，其与第二PHY芯片电气连接；

控制接口，其与第二处理器电气连接；

第二光模块，其数量至少一个，其与Switch交换芯片电气连接；

RJ45接口，其与Switch交换芯片电气连接。

4.一种多通道电压检测光传输系统，其特征在于，包括：

集中控制模块，其包括主控制板及与主控制板分别电气连接的显示屏和按键，其中，主控制板包括网口及至少一个光口；

上位机，其通过网线与网口连接；

光纤交换机，其数量至少一个，其与光口一一对应连接；

电压采样模块，其数量至少一个，其通过光纤与光纤交换机连接；

其中，除连接光纤交换机的光口外，其余的每个光口通过光纤连接一个电压采样模块。

5.根据权利要求4所述多通道电压检测光传输系统，其特征在于，所述电压采样模块包括：

第一处理器；

第一PHY芯片，其与第一处理器电气连接；

FPGA芯片，其通过第一SPI总线与第一处理器连接；

采样芯片，其通过第二SPI总线与FPGA芯片连接；

第一光模块，其与第一PHY芯片电气连接；

存储芯片，其与FPGA芯片电气连接；

第一DDR芯片，其与第一处理器电气连接；

第一Flash芯片，其与第一处理器电气连接。

6.根据权利要求4所述多通道电压检测光传输系统，其特征在于，所述主控制板包括：

第二处理器；

第二DDR芯片，其与第二处理器电气连接；

第二Flash芯片，其与第二处理器电气连接；

第二PHY芯片，其与第二处理器电气连接；

Switch交换芯片，其与第二PHY芯片电气连接；

控制接口，其与第二处理器电气连接；

第二光模块，其数量至少一个，其与Switch交换芯片电气连接；

RJ45接口，其与Switch交换芯片电气连接。

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