一种基于PON技术集成物联网通信模块的杆塔振动传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于PON技术集成物联网通信模块的杆塔振动传感器，包含主板和外壳，所述的主板包含振动传感器、A/D数据采集模块、物联网4G模块、4G天线接口、SC接口、PON模块、DC输入接口、供电模块；所述的外壳防护等级为IP65，包含DC输入接口、SC接口、4G天线接口。

A Tower Vibration Sensor Based on PON Technology Integrated with Internet of Things Communication Module

【技术实现步骤摘要】
一种基于PON技术集成物联网通信模块的杆塔振动传感器
本技术属于传感器领域,具体是指一种基于PON技术集成物联网通信模块的杆塔振动传感器。
技术介绍
随着物联网通信技术及PON网络通信技术的发展，其数据传输的优越性远远高于普通网线传输。PON网络相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。PON结构在传输途中不需电源，没有电子部件，因此容易铺设，基本不用维护，长期运营成本和管理成本的节省很大，PON网络是纯介质网络，彻底避免了电磁干扰和雷电影响，极适合在自然条件恶劣的地区使用。传统的无线传输传感器主要是将信号传送至无线网关，然后无线网关再将数据传送至云平台。这种传统的传感器传输距离较短、费用较高、数据传输不稳定。无法及时有效传送杆塔振动数据。本技术是指一种基于PON技术集成物联网通信模块的杆塔振动传感器，可以实时将杆塔振动数据传送至服务器、电脑、手机APP，为工作人员实时监控杆塔的振动情况提供了便利。
技术实现思路
本技术公开了一种基于PON技术集成物联网通信模块的杆塔振动传感器。采用物联网通信及PON网络通信技术，能实时传输杆塔振动幅度的数据。为实现上述目的，本技术提供一种基于PON技术集成物联网通信模块的杆塔振动传感器，包含主板和外壳，所述的主板包含振动传感器、A/D数据采集模块、物联网4G模块、4G天线接口、SC接口、PON模块、DC输入接口、供电模块；所述的外壳防护等级为IP65，包含DC输入接口、SC接口、4G天线接口。其工作原理主要是：振动传感器将检测到的数据通过电压(模拟信号)的方式输入至A/D数据采集模块；A/D数据采集模块将传感器的模拟信号转换成数字信号；A/D数据采集模块通过RS485接口通信协议将数字信号输出至物联网4G模块跟PON模块；物联网4G模块通过物联网将数据传输至服务器、电脑、手机APP，用户可以实时得到振动幅度数据，做到实时监控；PON模块通过PON网络进行传输数据。所述的主板，设有振动传感器，位于主板的上方左侧，A/D数据采集模块左侧，振动传感器为三轴压电式振动传感器，为一种基于PON技术集成物联网通信模块的杆塔振动传感器提供X轴、Y轴、Z轴的振动幅度数据。其工作原理主要是：振动传感器在X轴、Y轴、Z轴方向分别开设有放置压电敏感组件，利用压电敏感元件的压电效应，在传感器受振动时，质量块加在压电敏感元件上的力也随之变化，力的变化与电压的变化成正比，通过两次积分计算可以计算出振动幅度数据，第一次积分计算可以根据电压的变化计算出加速度的变化，第二次积分计算得到振动幅度的数据，进而由振动传感器将测点的振动幅度转换为相应的模拟信号传送至A/D数据采集模块。所述的主板，设有A/D数据采集模块，位于主板上方右侧，振动传感器右侧，采用差分数据采集模块，搭载微功耗、高精度ADC芯片，SPI接口通信，数据输出速率可达30ksps,具有输入信号放大、数字滤波跟自校正功能。支持多路路单端、差分模拟信号输入，支持2路信号同时输出。为一种基于PON技术集成物联网通信模块的杆塔振动传感器提供将模拟信号转换成数字信号及输出数据的功能。其工作原理主要是：模拟信号转换成数字信号过程就是被采样的模拟信号和“反馈信号”之差送入积分器，积分器的输出送入一个比较器，比较器输出由参考电压确定幅度的矩形波，该矩形波的占空比是和输入的模拟信号有关的，实际上它就成为了反映原模拟采样信号的数字化输出，同时该输出也作为前面所提到的“反馈信号”，这样实际上形成了一个环路。数据采集卡提供了一个SPI串行数字接口，可以灵活方便地和单片机(MCU)进行通信。数据采集卡的SPI串行接口工作在从模式下，SPI的串行时钟(SCLK)由MCU供给，即MCU的SPI为主模式，片选信号(/CS)为低时SPI通信才有效。数据有效信号(/DRDY)用来指示数据转换是否完成，它在数据转换过程中为高电平，一旦数据结果有效则变成低电平，所以该信号常与MCU的某中断输入(/INT)相连，以便让MCU及时响应来读取转换好的数据。/DRDY信号在ADC的工作参数发生改变或正在进行校正的时候以及复位之后也会处于高电平状态，直到转换数据再次有效。MCU控制数据采集卡的所有命令都是通过这个SPI串行接口的数据输入端(DIN)输送到数据采集卡里去的。在数据采集卡内部有一系列寄存器，这些寄存器控制着ADC具体的工作参数，由SPI接口传来的各种命令就是通过控制和更改相应的寄存器的值来间接控制数据才加快的工作状态。所述的主板，设有物联网4G模块，位于主板下方右侧，PON模块右侧，4G天线接口上方，可通过物联网网络无线传输数据。物联网依托云服务平台和互通互联的嵌入式处理软件，将传感器的数据通过无线网络传输至云平台，云平台通过数据处理软件通过特定的算法将传感器数据解析出来，为用户提供及时的数据采集和分析。所述的主板，设有PON模块，位于主板下方中间，物联网4G模块左侧，SC接口上方，可通过PON网络传输数据。所述的主板，设有供电模块，位于主板下方左侧，PON模块左侧，DC输入接口上方，为一种基于PON技术集成物联网通信模块的杆塔振动传感器进行供电。附图说明图1为本技术一种基于PON技术集成物联网通信模块的杆塔振动传感器结构图。图2为本技术一种基于PON技术集成物联网通信模块的杆塔振动传感器外壳图。图3为本技术一种基于PON技术集成物联网通信模块的杆塔振动传感器电路图。图4为本技术一种基于PON技术集成物联网通信模块的杆塔振动传感器PON模块电路图。图5为本技术一种基于PON技术集成物联网通信模块的杆塔振动传感器物联网4G模块电路图。图6为本技术一种基于PON技术集成物联网通信模块的杆塔振动传感器A/D数据采集模块电路图。具体实施方式如图1所示，一种基于PON技术集成物联网通信模块的杆塔振动传感器，包含主板和外壳，所述的主板包含(1)振动传感器、(2)A/D数据采集模块、(3)物联网4G模块、(4)4G天线接口、(5)SC接口、(6)PON模块、(7)DC输入接口、(8)供电模块。所述的外壳防护等级为IP65，包含DC输入接口、SC接口、4G天线接口。所述的(1)振动传感器，位于图1主板上方左侧，A/D数据采集模块左侧，与(2)据采集模块、(8)供电模块相连接，可为一种基于PON技术集成物联网通信模块的杆塔振动传感器提供杆塔振动幅度数据。所述的(2)A/D数据采集模块，位于图1主板上方右侧，(1)振动传感器右侧，与(1)振动传感器、(3)物联网4G模块、(6)PON模块、(8)供电模块相连接，可为一种基于PON技术集成物联网通信模块的杆塔振动传感器提供数据采集、A/D数据转换、数据输出等功能。所述的(3)物联网4G模块，位于图1主板下方右侧，PON模块右侧，4G天线接口上方，与(2)A/D数据采集模块、(4)4G天线接口、(8)供电模块相连接，可为一种基于PON技术集成物联网通信模块的杆塔振动传感器提供数据通过物联网进行传输的功能。所述的(4)4G天线接口，位于图2外壳右侧，与(3)物联网4G模块相连接，为一种基于PON技术集成物联网通信模块的杆塔振动传感器提供数据无线传输功能。所述的(5)SC接口，位于图2外壳中间，与(6)P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于PON技术集成物联网通信模块的杆塔振动传感器，包含主板和外壳，所述的主板包含振动传感器、A/D数据采集模块、物联网4G模块、4G天线接口、SC接口、PON模块、DC输入接口、供电模块；所述的外壳防护等级为IP65，包含DC输入接口、SC接口、4G天线接口；其特征在于：所述的振动传感器将杆塔的振动幅度以模拟信号的方式传输至A/D数据采集模块；所述的A/D数据采集模块通过模/数转换芯片将电信号转换成数字信号；所述的物联网4G模块、4G天线接口可以将杆塔振动幅度数据通过物联网传输方式传输至云平台服务器；所述的PON模块、SC接口可以将接受到的数字信号转换成光信号，并通过PON网络将数据传输至云平台服务器。

【技术特征摘要】
1.一种基于PON技术集成物联网通信模块的杆塔振动传感器，包含主板和外壳，所述的主板包含振动传感器、A/D数据采集模块、物联网4G模块、4G天线接口、SC接口、PON模块、DC输入接口、供电模块；所述的外壳防护等级为IP65，包含DC输入接口、SC接口、4G天线接口；其特征在于：所述的振动传感器将杆塔的振动幅度以模拟信号的方式传输至A/D数据采集模块；所述的A/D数据采集模块通过模/数转换芯片将电信号转换成数字信号；所述的物联网4G模块、4G天线接口可以将杆塔振动幅度数据通过物联网传输方式传输至云平台服务器；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张乐江，田元华，王屯，张谦，王铁华，张伟华，张美艳，尉旭东，张懋源，许心如，王嘉佑，
申请(专利权)人：山东恒讯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37