电子工程师施工作业过程中工程环境的电信号参数实时监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电子工程师施工作业过程中工程环境的电信号参数实时监测系统，滤波电路对施工环境需要测量的电信号进行滤波处理；通过放大电路或加法电路对进入前端比例电路的电信号进行放大或减少，将滤波处理后的电信号控制在

【技术实现步骤摘要】
电子工程师施工作业过程中工程环境的电信号参数实时监测系统


[0001]本专利技术涉及一种电子工程师施工作业过程中工程环境的电信号参数实时监测系统
。

技术介绍

[0002]随着电子信息行业快速发展，电子化信息化的工程实施环境变得越来越复杂和危险，电子工程师在施工的过程中所遇到的突发情况难以预测，环境等因素也会对电子工程师造成很大影响
。
为了更好的满足社会需求，提高测量装置的便携性以及创造安全高效的远程控制条件对电子信息行业发展起着至关重要的作用
。
然而，现存的对工程环境实时监控的设备不能实现便携高效并且远程检测工程环境电信号参数，工程师既需要进行工程设备操作又不能远程显示和控制，十分不方便
。

技术实现思路

[0003]本专利技术是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种电子工程师施工作业过程中工程环境的电信号参数实时监测系统
。
[0004]本专利技术所采用的技术方案有：一种电子工程师施工作业过程中工程环境的电信号参数实时监测系统，包括滤波电路；所述滤波电路对施工环境需要测量的电信号进行滤波处理；前端比例电路；所述前端比例电路包括放大电路与加法电路，通过放大电路或加法电路对进入前端比例电路的电信号进行放大或减少，将滤波处理后的电信号控制在
300mv
‑ꢀ
3.3V
；电信号检测电路；经过前端比例电路放大或减少的电信号进入电信号检测电路，通过电信号检测电路对电信号进行电阻以及电流检测；单片机；经过电信号检测电路检测后的电信号进行单片机，单片机检测电信号的电压，并根据检测获取到的电阻
、
电压以及电流值进行波形图绘制，并通过无线通信模块在客户端进行波形图显示
。
[0005]进一步地，所述滤波电路采用四阶切比雪夫低通滤波器，滤波电路的截止频率为
50khz
，通频带为
10khz。
[0006]进一步地，在前端比例电路与电信号检测电路之间还连接有隔离电路
。
[0007]进一步地，需要测量的电信号小于
330mv
时，通过放大电路对小于
330mv
的电信号放大至
300mv
‑ꢀ
3.3V
；需要测量的电信号大于
3.3V
时，通过加法电路对大于
3.3V
的电信号缩小至
300mv
‑ꢀ
3.3V。
[0008]进一步地，所述单片机为
STM32
单片机，单片机中
AD
模块测量量程为0‑
3.3V。
[0009]进一步地，单片机通过自带的
AD
模块测量电信号的电压
。
[0010]进一步地，在电信号检测电路中设置
555
振荡器和一个定值电阻，根据
AD
模块测量的电压，得到电信号的电流；通过
555
振荡器检测电信号的电阻
。
[0011]进一步地，客户端的波形图显示界面采用
littleVGL
人机交互模块
。
[0012]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术能够测量施工环境电信号，并将电信号参数和波形在客户端上进行显示，同时远程传输到用户端进行远程显示和控制，有效解决对电子工程师施工环境电信号的便捷测量和远程控制
。
附图说明
[0013]图1为本专利技术结构图
。
[0014]图2为电信号处理框图
。
实施方式
[0015]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明
。
[0016]如图1和图2，本专利技术一种电子工程师施工作业过程中工程环境的电信号参数实时监测系统，包括依次连接的滤波电路
、
前端比例电路
、
隔离电路
、
电信号检测电路和单片机
。
[0017]对施工环境需要测量的电信号，进行滤波处理，滤波电路采用四阶切比雪夫低通滤波器，考虑到主要应用场景为输入信号为
10kHz
以内的电信号，故设计滤波器的截止频率为
50khz
，通频带为
10khz
，考虑到信号衰减，在滤波电路之后再接一级放大电路和隔离电路
。
[0018]前端比例电路包括放大电路与加法电路，需要测量的电信号小于
330mv
时，通过放大电路对小于
330mv
的电信号放大至
300mv
‑ꢀ
3.3V
；需要测量的电信号大于
3.3V
时，通过加法电路对大于
3.3V
的电信号缩小至
300mv
‑ꢀ
3.3V。
[0019]通过设计前端比例放大电路，通过电阻分压实现接入的电压在单片机
AD
测量量程范围内，从而获得较为精确的电压数据，误差控制在
3%
以内
。
[0020]通过设计一个放大倍数可变的正向放大电路，再通过加法电路将电压上抬至
AD
检测较为精确的量程范围内，可以使误差在
5%
以内
。
[0021]由于单片机自带的
AD
模块测量量程为0‑
3.3V
，为了将输入信号控制在这个范围内，需要采用一定的放大或者分压电路，但是放大电路容易引入更多噪声，而且通常工程电路交流信号都有负信号存在，故采取加法电路加上带测量信号，通过给测量信号加上一个
1.5V
的正向电压使得信号全部为正，但是由于待测信号可能会很大，故采用分压电路将外部信号首先进行缩小，再进行搬移，这样信号就可以很好的被单片机所测量
。
[0022]通过电阻测量
、
电压测量
、
电流测量，分别测量电信号的电阻
、
电压
、
电流参数，具体为：经过前端比例电路放大或减少的电信号进入电信号检测电路，通过电信号检测电路对电信号进行电阻以及电流检测
。
经过电信号检测电路检测后的电信号进行单片机，单片机检测电信号的电压，并根据检测获取到的电阻
、
电压以及电流值
。
[0023]单片机通过自带的
AD
模块测量电信号的电压
。
[0024]电阻测量模块采用以
NE555
为核心的正弦波振荡电路，通过接入不同的电阻值，产生不同频率的正弦波，单片机通过捕捉电平跳变从而计算出频率，在通过频率解算出此时接入的电阻值
。
[0025]客户端的波形图显示界面采用
littleVGL
人机交互模块，通过触屏切换显示功能和界面，显示测量的电压
、
电流
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
电子工程师施工作业过程中工程环境的电信号参数实时监测系统，其特征在于：包括滤波电路；所述滤波电路对施工环境需要测量的电信号进行滤波处理；前端比例电路；所述前端比例电路包括放大电路与加法电路，通过放大电路或加法电路对进入前端比例电路的电信号进行放大或减少，将滤波处理后的电信号控制在
300mv
‑ꢀ
3.3V
；电信号检测电路；经过前端比例电路放大或减少的电信号进入电信号检测电路，通过电信号检测电路对电信号进行电阻以及电流检测；单片机；经过电信号检测电路检测后的电信号进行单片机，单片机检测电信号的电压，并根据检测获取到的电阻
、
电压以及电流值进行波形图绘制，并通过无线通信模块在客户端进行波形图显示
。2.
如权利要求1所述的电子工程师施工作业过程中工程环境的电信号参数实时监测系统，其特征在于：所述滤波电路采用四阶切比雪夫低通滤波器，滤波电路的截止频率为
50khz
，通频带为
10khz。3.
如权利要求1所述的电子工程师施工作业过程中工程环境的电信号参数实时监测系统，其特征在于：在前端比例电路与电信号检测电路之间还连接有隔离电路
。4.
如权利要求1所述的电子工程师施工作业过程中工程环境的电信号参数实时监测系统，其特征在于：需要测量的电信号小于
330mv
时，通过放大电路对小于<...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔渊，金雨欣，吕峰，李可扬，王宇轩，高倩，戴霞娟，张芬，佘雨婷，沈谦益，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：