一种面向实验箱的无线信息采集平台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种面向实验箱的无线信息采集平台，包括顺序连接的检测电路、中控设备和保护电路；检测电路进一步包括稳压电路、电阻分压式电压检测电路、差分放大电流检测电路、温度检测电路、稳压管和AD采样电路；中控设备包括顺序连接的信号接收机、中央处理器、信号发射模块和上位机；保护电路包括继电器与实验箱。该平台较全面地采集实验箱的工作状态，具有采集点卡片式、无线化等特点，使采集点具有轻便，可以灵活放置在狭小空间的特性，并采用分布式、多采集点的方式，利用通信协议对合成的状态数据帧进行对比校正，获取可靠消息，而且传感器集成化程度高，成本低。

A wireless information acquisition platform for experiment box

The utility model discloses a wireless information collection platform for the experimental box, including sequence detection circuit, connection control device and protection circuit; detection circuit further includes a voltage regulator circuit, resistor divider voltage detection circuit, differential amplifier current detection circuit, temperature detection circuit, voltage regulator tube and sampling circuit in AD; the control device comprises a sequence of signal receiver, connecting the central processor, the signal transmitting module and PC; protection circuit comprises a relay and experimental box. The platform comprehensively collected the experimental box working state, has the characteristics of acquisition card chip, wireless, the acquisition has characteristics of light, can be placed in a confined space, and adopts a distributed and multi collection points the way to compare the synthesis frame state data correction based on communication protocol, to obtain reliable news and the high degree of integration of sensor, low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种面向实验箱的无线信息采集平台
本技术属于实验器材领域，具体涉及一种面向实验箱的无线信息采集平台。
技术介绍
对实验室仪器进行管理、维护是实验室指导老师的基本职责，但是由于各种因素导致实验仪器损坏十分常见，因此实验室指导老师为了维护设备而花费大量的时间和精力，这不免会影响教学。随着技术的发展和进步，目前市场上已经出现的一些能减少或防止人为性的操作失误等客观可控因素而导致实验仪器损毁的实验设备，但是目前还没能满足现实和市场的需求。就目前各大高校、中学所使用的实验箱而言，由于使用场景不一，同时存在学生操作不当等问题，这就大大减短实验仪器的使用寿命，增加教学仪器经费的投入。因此专利技术一种能够监控实验设备是否正常工作，当出现错误操作进行自动保护以及反馈信息给老师、学生的实验箱显得尤为重要。
技术实现思路
本技术的目的在于解决现有技术的不足，而提供一种面向实验箱的无线信息采集平台，该平台可以解决因在实验过程中由于外部因素而产生的过流过压损毁实验仪器的问题，延长实验仪器的使用寿命，同时也降低实验箱的制作成本。实现本技术目的的技术方案是：一种面向实验箱的无线信息采集平台，包括顺序连接的检测电路、中控设备和保护电路；所述的检测电路进一步包括稳压电路、电阻分压式电压检测电路、差分放大电流检测电路、温度检测电路、稳压管和AD采样电路，电阻分压式电压检测电路和差分放大电流检测电路分别与AD采样电路连接，稳压管与温度检测电路连接，所述的温度检测电路是基于温度传感器的检测电路；所述的中控设备，包括顺序连接的信号接收机、中央处理器、信号发射模块和上位机，检测电路的稳压电路、AD采样电路、温度检测电路分别与信号接收机连接；所述的保护电路，包括继电器与实验箱，实验箱与继电器连接，中控设备的中央处理器与继电器连接，实验箱还分别与检测电路的稳压管和差分放大电路检测电路连接；所述的中央处理器与继电器之间设有NPN三极管、LED指示灯、电阻和二极管，中央处理器与NPN三极管的B极连接；NPN三极管的一个C极与LED指示灯的一端、二极管的一端连接，E极接地；LED指示灯的另一端与第一电阻的一端连接；第一电阻的另一端、二极管的另一端与继电器连接。所述的稳压电路，稳压范围为12V~16V。所述的电阻分压式电压检测电路包括串联的分压电阻1和分压电阻2。所述的差分放大电路检测电路，包括运算放大器、采样电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻，运算放大器的正输入端分别与第二电阻的一端、第三电阻的一端连接，负输入端分别与第四电阻的一端、第五电阻的一端连接，信号输出端分别与第五电阻的另一端、AD采样电路连接；第二电阻的另一端与采样电阻的一端连接；采样电阻的另一端与第四电阻的另一端连接，采样电阻的另一端还接地；第三电阻的另一端接地。所述的中央处理器为CC2530型处理器。所述的信号发射模块是基于CP2102芯片的信号发射模块。所述的中央处理器与信号发射模块之间采用ZigBee通信协议进行通信。所述的上位机安装在教师讲台，通过异步串口UART作为ZigBee网络与教师计算机的数据通信接口进行数据交互传输，方便教师对整个实验室的实验箱进行监控。有益效果：本技术中的实验箱通过分点监控，利用CC2530处理器经ZigBee通信协议构建短距离通信进行实时传导数据，数据接收后通过CC2530处理器，发送至CP2102芯片的信号发射模块进行处理，然后通过ZigBee通信协议送到上位机进行显示，这样的设计不仅能判断故障所在同时也能进行实时保护，也是传统实验箱未曾尝试的基于ZigBee技术的而制作的技术实验箱，该技术不仅有效突破远距离布线难和监控范围小的问题，而且更是ZigBee技术在实验箱上的新应用，拓宽该技术的应用范围，同时体现了新技术对传统的技术的改进，同时由于以ZigBee技术构建的短距离无线数据通信网中支持多个发送端，同时可以减少教师维护实验设备的时间成本以及减小工厂制作成本。附图说明图1为本技术结构框图示意图；图2为本技术稳压模块和压控模块设计图；图3为本技术基于继电器保护模块设计图；图4为差分放大电流检测电路图；图5为ZigBee星状拓扑结构图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术做进一步阐述，但不是对本技术的限定。实施例：如图1、图2所示，一种面向实验箱的无线信息采集平台，包括顺序连接的检测电路、中控设备和保护电路，实验室的供电系统向实验箱供电时，依次经过检测电路、中控设备和保护电路后向实验箱供电；其中所述的检测电路进一步包括稳压电路、电阻分压式电压检测电路、差分放大电流检测电路、温度检测电路、稳压管和AD采样电路，电阻分压式电压检测电路和差分放大电流检测电路分别与AD采样电路连接，稳压管与温度检测电路连接；所述的稳压电路的稳压范围为12V~16V，所述的电阻分压式电压检测电路包括串联的分压电阻1和分压电阻2，系统电源的电流经过稳压器时接入分压电阻，由于稳压器稳压范围是12V~16V，且CC2530型中央处理器采用内部1.15V电压基准时的满幅度测量范围不超过1.15V，其中设分压电阻1为10K欧姆，分压电阻2为150K欧姆，在分压电阻1和分压电阻2之间的Vtotal测试点利用AD采样方式测得分压电阻1的电压范围是0.75V~1V（对应总电源输入电压为12V~16V），适合AD输入和测量同时满足芯片性能的指标。所述的中控设备，包括顺序连接的信号接收机、中央处理器、信号发射模块和上位机，检测电路的稳压电路、AD采样电路、温度检测电路分别与信号接收机连接，所述的温度检测电路是基于温度传感器的检测电路，实验箱中一般拥有稳压管，因此当稳压管出现异常时就会产生大量的热，导致器件损坏或者实验箱中的其他器件异常发烫烧掉，严重时可能发生火灾，通过温度传感器检测到温度过高时便将此数据传送到中控设备中，然后由中控设备中的CC2530芯片控制继电器将电源断开；所述的中央处理器为CC2530型处理器；所述的信号发射模块是基于CP2102芯片的信号发射模块；所述的中央处理器与信号发射模块之间采用ZigBee通信协议进行通信；所述的上位机安装在教师讲台，通过异步串口UART作为ZigBee网络与教师计算机的数据通信接口进行数据交互传输，方便教师对整个实验室的实验箱进行监控。所述的保护电路，包括继电器与实验箱，实验箱与继电器连接，中控设备的中央处理器与继电器连接，实验箱还分别与检测电路的稳压管和差分放大电路检测电路连接；如图3所示，所述的中央处理器与继电器之间设有NPN三极管、LED指示灯、电阻和二极管，中央处理器与NPN三极管的B极连接；NPN三极管的一个C极与LED指示灯的一端、二极管的一端连接，E极接地；LED指示灯的另一端与第一电阻的一端连接；第一电阻的另一端、二极管的另一端与继电器连接，当电阻分压式电压检测电路的分压电阻1和分压电阻2之间的Vtotal点检测的电压超过16.5V上限、实验箱的温度高于60摄氏度或者采样电阻采样的电流高于360mA时使用的保护电路；当故障发生时CC2530型中央处理器的P0.7IO口给NPN三极管的基极送入一个高电平，此时三极管导通，从而使与三极管集电极相连LED导通并警报，在此同时继电器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向实验箱的无线信息采集平台，其特征在于，包括顺序连接的检测电路、中控设备和保护电路；所述的检测电路进一步包括稳压电路、电阻分压式电压检测电路、差分放大电流检测电路、温度检测电路、稳压管和AD采样电路，电阻分压式电压检测电路和差分放大电流检测电路分别与AD采样电路连接，稳压管与温度检测电路连接，所述的温度检测电路是基于温度传感器的检测电路；所述的中控设备，包括顺序连接的信号接收机、中央处理器、信号发射模块和上位机，检测电路的稳压电路、AD采样电路、温度检测电路分别与信号接收机连接；所述的保护电路，包括继电器与实验箱，实验箱与继电器连接，中控设备的中央处理器与继电器连接，实验箱还分别与检测电路的稳压管和差分放大电路检测电路连接；所述的中央处理器与继电器之间设有NPN三极管、LED指示灯、电阻和二极管，中央处理器与NPN三极管的B极连接；NPN三极管的一个C极与LED指示灯的一端、二极管的一端连接，E极接地；LED指示灯的另一端与第一电阻的一端连接；第一电阻的另一端、二极管的另一端与继电器连接。

【技术特征摘要】
1.一种面向实验箱的无线信息采集平台，其特征在于，包括顺序连接的检测电路、中控设备和保护电路；所述的检测电路进一步包括稳压电路、电阻分压式电压检测电路、差分放大电流检测电路、温度检测电路、稳压管和AD采样电路，电阻分压式电压检测电路和差分放大电流检测电路分别与AD采样电路连接，稳压管与温度检测电路连接，所述的温度检测电路是基于温度传感器的检测电路；所述的中控设备，包括顺序连接的信号接收机、中央处理器、信号发射模块和上位机，检测电路的稳压电路、AD采样电路、温度检测电路分别与信号接收机连接；所述的保护电路，包括继电器与实验箱，实验箱与继电器连接，中控设备的中央处理器与继电器连接，实验箱还分别与检测电路的稳压管和差分放大电路检测电路连接；所述的中央处理器与继电器之间设有NPN三极管、LED指示灯、电阻和二极管，中央处理器与NPN三极管的B极连接；NPN三极管的一个C极与LED指示灯的一端、二极管的一端连接，E极接地；LED指示灯的另一端与第一电阻的一端连接；第一电阻的另一端、二极管的另一端与继电器连接。2.根据权利要求1所述的一种面向实验箱的无线信息采集平台，其特征在于，所述的稳压电路，稳压范围为12V~16V。3.根据权利要求1所述的一种面向实验箱的无线信息采集平台，其特征在于，所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王吉平，潘积辰，刘渠，覃远年，杨家丰，王磊，李飒，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：新型
国别省市：广西,45