一种分级组网式数据采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种分级组网式数据采集系统，它包括监测单元、一级集中收发器、二级集中收发器和上位机，至少两个监测单元与所述一级集中收发器通信连接，至少两个一级集中收发器与所述二级集中收发器通信连接，所述二级集中收发器与所述上位机通信连接，具有监测面积大、传输简单方便有益效果。传输简单方便有益效果。传输简单方便有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种分级组网式数据采集系统


[0001]本技术属于数据采集
，具体涉及一种分级组网式数据采集系统。

技术介绍

[0002]某风机项目土建基座与上体建筑通过基座上的锚杆连接，安装风机基座及后期定期维保时对锚杆施加60kN～70kN的预紧力。由于土建基座内部结构蠕变等因素的影响，锚杆预紧力发生减小甚至完全失效的现象时有发生，而当其中一个锚杆预紧力失效时，预紧力在发生再均衡后其临近的锚杆的预紧力也会发生变化，因此对其进行实时监测很有必要。然而项目需要监测范围辽阔，监测时间长，且现场温度变化范围较大，环境十分恶劣，对监测系统要求极高。目前市面上的监测设施很少能适应此种环境，且随着面积增大，成本投入更高。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本技术提供一种分级组网式数据采集系统。
[0004]具体方案如下：
[0005]一种分级组网式数据采集系统，它包括监测单元、一级集中收发器、二级集中收发器和上位机，至少两个监测单元与所述一级集中收发器通信连接，至少两个一级集中收发器与所述二级集中收发器通信连接，所述二级集中收发器与所述上位机通信连接。
[0006]每个监测单元均通过Modbus协议与所述一级集中收发器通信连接，每个一级集中收发器均通过光纤或无线与所述二级集中收发器通信连接，所述二级集中收发器通过光纤或无线与所述上位机通信连接。
[0007]所述监测单元包括电阻式传感器、数据采集模块和采集控制器，所述电阻式传感器与所述数据采集模块电连接，所述数据采集模块通过采集控制器与所述一级集中收发器通信连接。
[0008]所述数据采集模块为电压型数据采集模块或电桥式数据采集模块。
[0009]所述电压型数据采集模块包括采集输入端、RC滤波器和信号放大器，其中，所述电阻式传感器与所述采集输入端电连接，所述采集输入端与所述RC滤波器电连接，所述RC滤波器与所述信号放大器电连接，所述信号放大器与所述采集控制器电连接。
[0010]所述采集模块还包括增益电阻，所述增益电阻与所述信号放大器电连接。
[0011]所述电桥式数据采集模块包括电桥和电压型数据采集模块，所述电桥与所述RC滤波器电连接，所述电桥包括第一采样电阻、第二采样电阻和第三采样电阻，所述采集输入端包括正相采集输入端和反相采集输入端，所述正相采集输入端通过第一采样电阻与RC滤波器电连接，所述反相采集输入端与所述RC滤波器电连接，所述反相采集输入端还通过第二采样电阻与第三采样电阻电连接，所述第三采样电阻通过第一采样电阻与所述正相采集输入端电连接。
[0012]所述一级集中收发器中包括第一处理器、光纤接口电路和LoRa无线通信模块，所
述二级集中收发器中包括第二处理器、光纤接口电路和LoRa无线通信模块，所述第一处理器通过光纤接口电路或LoRa无线通信模块与所述第二处理器通信连接，所述第二处理器通过光纤接口电路或LoRa无线通信模块与所述上位机通信连接，所述上位机为PC机。
[0013]光线接口电路包括光纤接口端子、接收谐振电路、发送谐振电路和状态指示灯，所述接收谐振电路和发送谐振电路均与所述光纤接口端子电连接，所述光纤接口端子内设置有光纤接收端RXP和光纤发送端TXP、所述光纤接口端子通过光纤接收端RXP和光纤发送端TXP与第一处理器通信连接，所述状态指示灯包括接收指示灯和发送指示灯，所述接收指示灯与所述光纤接收端RXP电连接，所述发送指示灯与所述光纤发送端TXP电连接。
[0014]所述LoRa无线通信模块为Sx1278。
[0015]本技术公开了一种分级组网式数据采集系统，将一个区域的多个监测单元中的测量数据通过一级集中收发器进行采集，所述二级集中收发器将不同区域中的采集数据通过一级集中收发器进行采集，所述二级集中收发器将不同区域中的采集数据传输至上位机中，所述监测单元中采用电阻式传感器进行锚杆应变的测量，并通过一级集中收发器和二级集中收发器将不同区域中的测量数据进行传输至上位机中进行监测，并采用电压型数据采集模块或电桥式数据采集模块进行数据采集，可以适应较恶劣的监测环境，具有监测面积大、传输简单方便有益效果。
附图说明
[0016]图1是本技术的结构示意图。
[0017]图2是多个监测单元与一级集中收发器的结构示意图。
[0018]图3是多个一级集中收发器与二级集中收发器的结构示意图。
[0019]图4是电压采集模块的电路结构示意图。
[0020]图5是电桥采集模块的电路结构示意图。
[0021]图6是光纤接口电路的结构示意图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本技术中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施，而不是全部的实施，基于本技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0023]本实施例的一种分级组网式数据采集系统，所述系统搭载LoRa无线模块和光纤收发器进行物理层组网，使用Modbus通信协议，设计了一种分级方式的组网结构，实现了单节点的多路数据采集，多节点数据集中传输的功能。
[0024]如图1所示，一种分级组网式数据采集系统，它包括监测单元5、一级集中收发器7、二级集中收发器13和上位机14，至少两个监测单元5与所述一级集中收发器7通信连接，至少两个一级集中收发器7与所述二级集中收发器13通信连接，所述二级集中收发器13与所述上位机14通信连接。
[0025]如图2至图3所示，每个监测单元5均通过Modbus协议与所述一级集中收发器7通信连接，每个一级集中收发器7均通过光纤或无线与所述二级集中收发器13通信连接，所述二
级集中收发器13通过光纤或无线与所述上位机14通信连接。
[0026]如图1所示，所述监测单元5包括电阻式传感器1、数据采集模块和采集控制器4，所述电阻式传感器1与所述数据采集模块电连接，所述数据采集模块通过采集控制器4与所述一级集中收发器7通信连接。所述采集控制器为单片机或PLC。
[0027]所述数据采集模块为电压型数据采集模块3或电桥式数据采集模块2。图1中的虚线表示可选择连接，在本实施例中，所电阻式传感器1可以选择与电压型数据采集模块3进行连接，也可以选择与电桥式数据采集模块2进行连接
[0028]如图4所示，所述电压型数据采集模块3包括采集输入端15、RC滤波器18和信号放大器20，其中，所述电阻式传感器1与所述采集输入端15电连接，所述采集输入端15与所述RC滤波器18电连接，所述RC滤波器18与所述信号放大器20电连接，所述信号放大器20与所述采集控制器4电连接。在本实施例中，所述信号放大器20优选为MAX4194。图4中的GND表示电源地、AVCC5V表示5V供电电源，VDCREF表示参考电压，优选为5V，POUT1表示放大器将电阻式传感器1采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分级组网式数据采集系统，其特征在于：它包括监测单元（5）、一级集中收发器（7）、二级集中收发器（13）和上位机（14），至少两个监测单元（5）与所述一级集中收发器（7）通信连接，至少两个一级集中收发器（7）与所述二级集中收发器（13）通信连接，所述二级集中收发器（13）与所述上位机（14）通信连接。2.根据权利要求1所述的分级组网式数据采集系统，其特征在于：每个监测单元（5）均通过Modbus协议与所述一级集中收发器（7）通信连接，每个一级集中收发器（7）均通过光纤或无线与所述二级集中收发器（13）通信连接，所述二级集中收发器（13）通过光纤或无线与所述上位机（14）通信连接。3.根据权利要求1所述的分级组网式数据采集系统，其特征在于：所述监测单元（5）包括电阻式传感器（1）、数据采集模块和采集控制器（4），所述电阻式传感器（1）与所述数据采集模块电连接，所述数据采集模块通过采集控制器（4）与所述一级集中收发器（7）通信连接。4.根据权利要求3所述的分级组网式数据采集系统，其特征在于：所述数据采集模块为电压型数据采集模块（3）或电桥式数据采集模块（2）。5.根据权利要求4所述的分级组网式数据采集系统，其特征在于：所述电压型数据采集模块（3）包括采集输入端（15）、RC滤波器（18）和信号放大器（20），其中，所述电阻式传感器（1）与所述采集输入端（15）电连接，所述采集输入端（15）与所述RC滤波器（18）电连接，所述RC滤波器（18）与所述信号放大器（20）电连接，所述信号放大器（20）与所述采集控制器（4）电连接。6.根据权利要求5所述的分级组网式数据采集系统，其特征在于：所述采集模块还包括增益电阻（19），所述增益电阻（19）与所述信号放大器（20）电连接。7.根据权利要求5所述的分级组网式数据采集系统，其特征在于：所述电桥式数据采集模块（2）包括电桥和电压型数据采集模块（3），所述电桥与所述RC滤波器（18）电连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李盼菲，陈前昆，周琦，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一三研究所，
类型：新型
国别省市：