一种传感器数据采集与转换装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种传感器数据采集与转换装置，属于电子技术领域。它解决了现有技术中终端服务器直接接收各类传感器信号需要增加程序运行工作量且处理不能一步到位的问题。本传感器数据采集与转换装置包括单片机和连接单片机电源输入口的电源电路，单片机的信号输入口连接有至少一个数字信号传感器，单片机的脉冲宽度调制输出口连接输出低通滤波电路输出给数模转换接口。该装置从硬件上实现了多类传感器信号转换且方便网络串口接收的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种传感器数据采集与转换装置
本技术属于电子
，涉及一种传感器数据采集与转换装置。
技术介绍
传统农业的模式已远不能适用农业持续发展的需要，随着科技的发展，目前在养殖场，农场，工厂等场合已经运用了大量的智能化控制系统，在现有的智能化控制系统里在需要大量的传感器节点构建传感器网络，比如养鸡大棚，在每个温室中采集诸如空气温度、空气湿度、光照强度、二氧化碳浓度等信息。在温室中大量分散的传感器可随生长周期和环境的不同不断发生变化。系统中的各个传感器节点信号在监控过程中如果直接发送给终端服务器，因智能化控制系统中传感器类型较多，检测原理和输出信号都不相同。如果直接发送给终端服务器每个传感器的输出都需要连接独立的处理单元在被终端服务器接收处理。由终端服务器直接接收传感器信号，不仅造成了传感器数据传输滞后，同时也会使终端服务器因处理的传感器多、杂而降低工作性能。中国专利文献公开了申请号为201310266408.9的一种传感器信号网络传输转换器。该转换器包括输入接口、中央处理系统和输出接口，其中中央处理系统包括信号属性设置模块设置接收的传感器信号类型，输入接口接收传感器信号，通过信号识别模块根据信号属性设置模块的设置类型来识别传感器信号，信号转换模块将识别后的传感器信号转换成支持网络传输协议的网络信号，输出接口将网络信号通过网络发送到远处的接收器。该转换器虽然也解决了对传输过来的多类传感器信号识别和处理技术问题，其实该转换器实现的还是传感跟终端服务器直接接收各类传感器信号的过程，并且是通过程序进行实现的。
技术实现思路
本技术针对现有的技术存在上述问题，提出了一种传感器数据采集与转换装置，该装置从硬件上实现了多类传感器信号转换且方便网络串口接收的作用。本技术通过下列技术方案来实现:一种传感器数据采集与转换装置，其特征在于，该装置包括单片机和连接单片机电源输入口的电源电路，所述单片机的信号输入口连接有至少一个数字信号传感器，所述单片机的脉冲宽度调制输出口连接输出低通滤波电路输出给数模转换接口。在大棚环境有若干个温室，且在每个温室中采集诸如空气温度、空气湿度、光照强度、二氧化碳浓度等信息的传感器就很多，总的大棚环境下需要设置的传感器就更多了，如果直接把每个传感器检测的信号输送给终端服务器，终端服务器对于不同类型的传感器不能单独接收，接收后需要高效的处理后才能进行分析判断，数字传感器检测的信号输入单片机，对应的单片机脉冲宽度调制输出口输出脉冲信号通过低通滤波电路进行滤波整流后输送给数模转换接口，最终实现多个数字传感器检测的信号通过本装置实现转换后能直接给终端服务器接收。在上述的传感器数据采集与转换装置中，所述低通滤波电路包括滤波单元和带有差动输入的四运算放大器，所述滤波单元包括连接上述单片机脉冲宽度调制输出口的分压电阻一和滤波电容，分压电阻一的另一端连接滤波电容形成回路。低通滤波电路容许低于截至频率的信号通过，高于截止频率的信号不能通过，具有对通过的信号进行电子滤波的作用，使信号更平滑。在上述的传感器数据采集与转换装置中，所述带有差动输入的四运算放大器包括比较器，比较器的输入端连接分压电阻一，比较器的输出端与差动输入另一端形成反馈回路，同时在比较器的输出端连接有输出保护电阻。本四运算放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。在上述的传感器数据采集与转换装置中，所述电源电路包括稳压器，所述稳压器的输入和输出口分别连接电容一、电容二，所述稳压器的输出端通过电容二连接单片机的电源输入口。这里可以使本装置使用生活电压进行供电。在上述的传感器数据采集与转换装置中，所述单片机的输入口还连接有外围辅助电路，所述外围辅助电路包括晶振单元。单片机外围辅助电路为单片机的正常运行提供基本的触发功能。在上述的传感器数据采集与转换装置中，所述单片机的输入口还连接有下载调式的对外接口。这里形成了扩展下载调式功能，使得本装置具有看调制性，符合控制需求。在上述的传感器数据采集与转换装置中，所述数字信号传感器包括传感器输入辅助电路。在上述的传感器数据采集与转换装置中，所述单片机型号为STM8-20PIN。通过STM8实现各传感器数据的采集和处理具有优化算法质量，提高数据精度作用。现有技术相比，本技术传感器数据采集与转换装置具有以下优点:1、本技术通过单片机接收各类型传感器采集的数据信号并进行处理输出给终端服务器，最终实现多个数字传感器检测的信号通过本装置实现转换后能直接给终端服务器接收；2、本实用新从硬件上实现了多类传感器信号转换且方便网络串口接收的作用。【附图说明】图1是本技术传感器信号采集输入电路示意图；图2是本技术转换输出电路里的低通滤波电路示意图；图3是本技术数模转换电路示意图。图中:M1、电源电路;M2、外围辅助电路;M3、下载调式的对外接口 ；M4、传感器输入辅助电路；M5、传感器输入接口。【具体实施方式】以下是本技术的具体实施例并结合附图，对本技术的技术方案作进一步的描述，但本技术并不限于这些实施例。如图1-3所示，图1、2、3连接形成整个传感器数据采集与转换电路，图中出现的引脚或接口具有相同名称的接头之间相互连接，如图中出现的所有GND接点可以连接为一点，下载调式的对外接口 M3上出现的SW頂接点连接单片机上SWM引脚接点。图中GND表示接地线，VCC表示接电源线，Xl表示晶振单元，C1-C9表示电容，R1-R12表示为电阻。本传感器数据采集与转换装置包括单片机和连接单片机电源输入口的电源电路M1，单片机的信号输入口连接有至少一个数字信号传感器，单片机的脉冲宽度调制输出口连接输出低通滤波电路输出给数模转换接口。这里的单片机型号为STM8-20PIN。单片机的输入口还连接有下载调式的对外接口 M3。数字信号传感器包括传感器输入辅助电路M4。传感器输入辅助电路M4连接传感器输入接口 M5直接连接传感器形成传感器输入单片机弓I脚的回路。单片机的输入口还连接有外围辅助电路M2，外围辅助电路M2包括晶振单元XI。电源电路Ml包括稳压器U2，所述稳压器U2的输入和输出口分别连接电容一 C2、电容二 C3，所述稳压器U2的输出端通过电容二 C3连接单片机的电源输入口。图2中是三个低通滤波电路，与单片机的PWM1、PWM2、PWM3的三个输出引脚连接，低通滤波电路包括滤波单元和带有差动输入的四运算放大器，第一个滤波单元包括连接上述单片机脉冲宽度调制输出口的分压电阻一 R4和滤波电容C7，分压电阻一 R4的另一端连接滤波电容形成回路。低通滤波电路容许低于截至频率的信号通过，高于截止频率的信号不能通过，具有对通过的信号进行电子滤波的作用，使信号更平滑。带有差动输入的四运算放大器包括比较器U3A，比较器U3A的输入端连接分压电阻一 R4，比较器U3A的输出端与差动输入另一端形成反馈回路，同时在比较器U3A的输出端连接有输出保护电阻。分压电阻一 R7和滤波电容CS，分压电阻一 R7的另一端连接滤波电容形成回路。带有差动输入的四运算放大器包括比较器U3，比较器U3输出连接变阻器R8串联连接电阻R9形成了第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器数据采集与转换装置，其特征在于，该装置包括单片机和连接单片机电源输入口的电源电路(M1)，所述单片机的信号输入口连接有至少一个数字信号传感器，所述单片机的脉冲宽度调制输出口连接输出低通滤波电路输出给数模转换接口。

【技术特征摘要】
1.一种传感器数据采集与转换装置，其特征在于，该装置包括单片机和连接单片机电源输入口的电源电路(Ml)，所述单片机的信号输入口连接有至少一个数字信号传感器，所述单片机的脉冲宽度调制输出口连接输出低通滤波电路输出给数模转换接口。2.根据权利要求1所述的传感器数据采集与转换装置，其特征在于，所述低通滤波电路包括滤波单元和带有差动输入的四运算放大器，所述滤波单元包括连接上述单片机脉冲宽度调制输出口的分压电阻一和滤波电容，分压电阻一的另一端连接滤波电容形成回路。3.根据权利要求2所述的传感器数据采集与转换装置，其特征在于，所述带有差动输入的四运算放大器包括比较器，比较器的输入端连接分压电阻一，比较器的输出端与差动输入另一端形成反馈回路，同时在比较器的输出端连接有输出保护电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：周坤，雷必成，应胜斌，王江伟，王韬，周柯柯，
申请(专利权)人：台州学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33