[发明专利]用于电信号数据采集传感器连接的自动切换系统

说明书

技术领域

发明涉及数据采集系统，特别是涉及用于电信号数据采集传感器连接的自动切换系统。

背景技术

数据采集系统的主要功能是把模拟信号转换成数字信号，并通过计算机进行分析、处理、存储和显示。一般的数据采集系统由依次电信号连接的传感器、采集器和电脑组成。

电测试系统的组成主要包括传感器、测试电缆和采集器三部分。传统应力测试方法是通过接长电缆直接将传感器与采集器相连。采集系统传统连接方式为：每个传感器通过一根导线延长至采集器，一个采集器一般只能采集10～20个传感器，因此需要采集多个传感器时，就要求配置多个采集器。若要采集200个传感器，则需要200根导线以及10台采集器。传统的采集连接方法需要消耗大量的导线及采集器，这样会使采集系统的成本增加。

发明内容

为了克服传统采集系统需要较多导线及采集器的弊病，本发明提出了电信号数据采集系统中传感器连接的自动切换系统，通过传感器连接的自动切换系统将传感器集成后，再与采集器相连，减少采集器和导线的消耗，降低成本。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

用于电信号数据采集传感器连接的自动切换系统包括与一组传感器连接的集线器和控制器；控制器与集线器连接，控制器还与采集器电信号连接，多个集线器之间串联连接，和控制器连接的集线器还与采集器电信号连接。

所述控制器由AT89C51单片机以及与单片机信号连接的显示输出与键盘输入模块、485通讯模块和时钟模块组成，控制器还包括电源模块，电源模块与各模块及单片机连接，为其提供电源。

所述485通讯模块与AT89C51单片机的串行通信口相连接；时钟模块的复位电路与AT89C51单片机的第9针脚相连；显示输出与键盘输入模块的键盘电路与AT89C51单片机P0口相连接，从键盘输入功能选择、参数调整，并由AT89C51单片机处理。

所述电源模块由依次连接的输入滤波电路、34063型直流-直流转换芯片和输出滤波电路组成。

所述485通讯模块主要包括MAX485芯片，AT89C51单片机的P3.0连接到MAX485芯片的RO端，AT89C51单片机的P3.1连接到MAX485芯片的DI端，AT89C51单片机的P1.7连接到MAX485芯片的RE、DE端。

所述时钟模块包括译码器、实时时钟芯片和复位控制器；译码器、实时时钟芯片和复位控制器分别与AT89C51单片机连接，译码器与实时时钟芯片连接，复位控制器与实时时钟芯片连接；译码器选用74HC138型3-8译码器，实时时钟芯片选用DS12C887型芯片，复位控制器选用CSI1161PI芯片。

所述集线器由AT89C51单片机二、两位十进制键盘、通讯电路和电源电路组成；AT89C51单片机二分别与两位十进制键盘、通讯电路和电源电路连接；电源电路还分别与两位十进制键盘和通讯电路连接，以提供电源。

所述AT89C51单片机二的P0口与两位十进制键盘相接，供电电源经过上拉电阻也连接到P0口，AT89C51单片机二的串行通讯口P3.0、P3.1与通讯电路相连接，通讯电路使用MAX485芯片。

所述集线器中AT89C51型单片机二的P20～P23管脚分别与4片74HC574型D触发器连接，AT89C51型单片机二的双向I/O口P00～P07管脚经过74HC574型D触发器和七重达林顿管阵列连接，七重达林顿管阵列与继电器组连接。

所述控制器与集线器之间通过RS485数据总线连接。

相对于现有技术，本发明具有如下的有益效果：本发明通过应用电信号数据采集系统中与传感器连接的自动切换系统，将传感器集成后，再与采集器相连，减少采集器和导线的消耗，降低成本，同时降低了监测成本，提高了工作效率。如采用本发明的传感器连接自动切换系统，若要同时采集200个传感器，则需要1根导线、1台采集器、1个控制器及13个集线器，这样使的采集系统的成本大大降低，同时由于现场导线较少，易于保护。

附图说明

图1为本发明用于电信号数据采集传感器连接的自动切换系统组成示意图；

图2为控制器电路框图；

图3为控制器电源模块结构示意框图；

图4为控制器显示输出与键盘输入模块结构示意框图；

图5为控制器485通讯模块结构示意框图；

图6为控制器时钟模块结构示意框图；

图7为集线器电路框图；

图8为集线器键盘电路示意框图；

图9为集线器电源模块结构示意框图；