本实用新型专利技术公开了一种基于拉伸位移传感器的低功耗实时监测装置，包括:拉绳位移传感器、电阻电压转换电路、MCU单元、模数转换器和检测单元；所述拉绳位移传感器与所述电阻电压转换电路连接；所述模数转换器的输入端与所述电阻电压转换电路的输出端连接，所述模数转换器的输出端与所述MCU单元连接；所述电阻电压转换电路的输出端与所述检测单元的输入端连接，所述检测单元的输出端与所述MCU单元的唤醒端连接；所述检测单元在检测到所述电阻电压转换电路输出的电压低于第一电压阈值或高于第二电压阈值时，输出电平信号唤醒所述MCU单元。本实用新型专利技术可以实现定时监测拉绳位移传感器的位移情况，并实现了超低的工作功耗。并实现了超低的工作功耗。并实现了超低的工作功耗。
【技术实现步骤摘要】
一种基于拉伸位移传感器的低功耗实时监测装置
[0001]本技术涉及地灾监测
，具体涉及一种基于拉伸位移传感器的低功耗实时监测装置。
技术介绍
[0002]由于在地灾监测领域中，如在监测山体滑坡、泥石流、岩石位移等场景，一般都需要使用到拉绳位移传感器，要达到实时监测位移的发生，传感器需要7*24小时的不间断工作，在地灾监测点中，一般都没有条件且不合适使用市电供电，因此设备只能依靠自身电池实现长期数据采集的工作，这种情况下，拉绳传感器及其相关电路的功耗大小，会对采集仪电池的寿命产生较大的影响。因此，如何实现使用拉绳传感器，低功耗实时监测位移的发生，有着重大的意义。传统的监测装置主要有以下几种：
[0003]1、MCU单元每隔几秒醒来工作一次，工作时迅速采集拉绳传感器，然后继续休眠，但该技术缺点在于实时性不高，且设备平均功耗不太理想；原因是每隔几秒采集一次拉绳传感器数据，会有几秒的监测空白区间，不能实时监测位移的发生；MCU单元每隔几秒工作一次，累计下来工作时长会比较可观，导致较大的耗电量，若采用MCU单元为STM32L4，以28MHz频率运行，每5秒工作0.5秒计算，平均功耗约在0.8mW～1mW之间；
[0004]2、MCU单元不休眠，以超低频率运行，不间断地对电阻式拉绳传感器的进行AD采集，该方案缺点在于设备功耗大；原因是虽然MCU单元以超低频率运行，但受限于目前MCU单元的能耗比，同样会存在比较大的耗电量，3.3V供电情况下，以典型的STM3L4系列为例子，以超低频率运行，如2MHz，功耗约在1mW～3mW之间；
[0005]3、MCU单元固定1小时工作采集一次拉绳传感器数据，不实时监测；该方案虽然功耗较低，但缺点在于只能定时监测位移情况，无法及时发现灾害发生并上报。
技术实现思路
[0006]鉴于以上技术问题，本技术的目的在于提供一种基于拉伸位移传感器的低功耗实时监测装置，解决传统的监测装置不能实时监测位移情况或功耗比较大的问题。
[0007]本技术采用以下技术方案：
[0008]一种基于拉伸位移传感器的低功耗实时监测装置，包括:拉绳位移传感器、电阻电压转换电路、MCU单元、模数转换器和检测单元；
[0009]所述拉绳位移传感器与所述电阻电压转换电路连接；所述模数转换器的输入端与所述电阻电压转换电路的输出端连接，所述模数转换器的输出端与所述MCU单元连接；所述电阻电压转换电路的输出端与所述检测单元的输入端连接，所述检测单元的输出端与所述MCU单元的唤醒端连接；
[0010]所述模数转换器将所述电阻电压转换电路输出的电压转换为所述拉伸位移传感器拉出的距离传输至MUC单元；所述检测单元在检测到所述电阻电压转换电路输出的电压低于第一电压阈值或高于第二电压阈值时，输出电平信号唤醒所述MCU单元。
[0011]优选的，所述拉伸位移传感器为电阻式的拉伸位移传感器。
[0012]优选的，所述拉伸位移传感器内部电位计的阻值为100k欧姆。
[0013]优选的，所述检测单元包括数模转换器、上限比较器和下限比较器；所述数模转换器的输入端与所述MCU单元的总线接口端连接；
[0014]所述上限比较器的反向输入端与所述电阻电压转换电路的输出端连接，所述上限比较器的同向输入端与所述数模转换器的输出端连接；
[0015]所述下限比较器的同向输入端与所述电阻电压转换电路的输出端连接；所述下限比较器的反向输入端与所述数模转换器的输出端连接。
[0016]优选的，所述MCU单元采用STM32L4单片机。
[0017]优选的，所述模数转换器包括LTC1662芯片。
[0018]优选的，所述上限比较器包括TLV3491芯片，所述下限比较器包括TLV3491芯片。
[0019]优选的，所述电阻电压转换电路的供电电压为2.5V。
[0020]优选的，所述数模转换器为两通道的数模转换器。
[0021]优选的，所述MCU单元、所述上限比较器和所述下限比较器的供电电压均为3V。
[0022]相比现有技术，本技术的有益效果在于：
[0023]本技术通过检测单元在检测到所述电阻电压转换电路输出的电压低于第一电压阈值或高于第二电压阈值时，主动发出信号唤醒MCU单元，MCU单元采集此时刻的拉伸位移传感器数据，可以实现定时监测拉绳位移传感器的位移情况，其中，MCU单元只有在检测到所述电阻电压转换电路输出的电压低于第一电压阈值或高于第二电压阈值时工作，实现了超低的工作功耗。
[0024]进一步的，通过采用电阻式拉绳传感器、比较器、DAC的组合电路方案，且全部器件使用了低功耗的器件，例如，定制的100K拉绳传感器、低功耗的TLV3491芯片、LTC1662芯片，具备2通道DAC输出的数模转换芯片，以及2个低功耗比较器，采用了MCU单元休眠，不需要MCU单元持续或周期性介入，只需要在拉绳有触发动作时，拉绳传感器通过检测单元触发唤醒MCU单元，就能自主监测拉绳传感器位移的变化，进一步实现了超低的工作功耗。
附图说明
[0025]图1为本技术一实施例提供的一种基于拉伸位移传感器的低功耗实时监测装置的示意图；
[0026]图2为本技术另一实施例提供的一种基于拉伸位移传感器的低功耗实时监测装置的示意图。
具体实施方式
[0027]下面，结合附图以及具体实施方式，对本技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例：
[0028]实施例一：
[0029]下面对一些专有名词进行说明：
[0030]DAC,数模转换器，又称D/A转换器，简称DAC，它是把数字量转变成模拟的器件。D/A
转换器基本上由4个部分组成，即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。
[0031]ADC(Analog－to－Digital Converter，模拟数字转换器)。
[0032]电位计,是用补偿原理构造的仪器。根据被测电压和已知电压相互补偿的原理制成的高精度测量仪表。
[0033]拉伸位移传感器，就是拉动传感器出线口的钢丝绳，当拉动时传感器的另一头以接在机械运动上，把机械运动转换成电信号得到需要的数据。
[0034]请参照图1所示，图1示出了本技术的一种基于拉伸位移传感器的低功耗实时监测装置，包括:拉绳位移传感器、电阻电压转换电路、MCU单元、模数转换器和检测单元；
[0035]所述拉绳位移传感器与所述电阻电压转换电路连接；所述模数转换器的输入端与所述电阻电压转换电路的输出端连接，所述模数转换器的输出端与所述MCU单元连接；所述电阻电压转换电路的输出端与所述检测单元的输入端连接，所述检测单元的输出端与所述MCU单元的唤醒端连接；
[0036]所述模数转换器将所述电阻电压转换电路输出的电压转换为所述拉伸位移传感器拉出的距离传输本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于拉伸位移传感器的低功耗实时监测装置，其特征在于，包括:拉绳位移传感器、电阻电压转换电路、MCU单元、模数转换器和检测单元；所述拉绳位移传感器与所述电阻电压转换电路连接；所述模数转换器的输入端与所述电阻电压转换电路的输出端连接，所述模数转换器的输出端与所述MCU单元连接；所述电阻电压转换电路的输出端与所述检测单元的输入端连接，所述检测单元的输出端与所述MCU单元的唤醒端连接；所述模数转换器将所述电阻电压转换电路输出的电压转换为所述拉伸位移传感器拉出的距离传输至MCU单元；所述检测单元在检测到所述电阻电压转换电路输出的电压低于第一电压阈值或高于第二电压阈值时，输出电平信号唤醒所述MCU单元。2.根据权利要求1所述的基于拉伸位移传感器的低功耗实时监测装置，其特征在于，所述拉伸位移传感器为电阻式的拉伸位移传感器。3.根据权利要求2所述的基于拉伸位移传感器的低功耗实时监测装置，其特征在于，所述拉伸位移传感器内部电位计的阻值为100k欧姆。4.根据权利要求1所述的基于拉伸位移传感器的低功耗实时监测装置，其特征在于，所述检测单元包括数模转换器、上限比较器和下限比较器；所述数模转换器的输入端与所述MCU单元的...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭建华，潘久辉，郑胜平，黄梦珠，韩伟浩，林钦坚，
申请(专利权)人：广州市中海达测绘仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：
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