[发明专利]一种线缆嵌入式数据获取装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器技术，具体地说是一种线缆嵌入式数据获取装置。

背景技术

目前有两种方式来获取大型复杂设备的工作状态。一种是在离线条件下，利用各种测试仪器仪表，通过施加各种激励信号，观察设备的反馈信号，以此来判断设备的工作状态；另一种是在在线条件下，在设备上布设各种数据传感器，通过数据传感器的输出，判断设备的工作状态。前者不能实时感知设备的工作状态，其实用性较差；后者则存在以下问题：一是设备在设计过程中并未预留数据传感器的安装位置，使数据传感器难以安装设置；二是数据传感器若要保持长时间的工作，一般是采用蓄电池或干电池提供能源消耗，但在长时间的使用条件下，蓄电池需要进行反复的充电操作，而干电池也需要更换，由此增加了操作使用人员的工作负担；三是即使数据传感器能够安装在设备上的某个合适位置，而繁杂的线缆布设也会降低数据获取的可靠性。

发明内容

本发明的目的就是提供一种线缆嵌入式数据获取装置，以实现对大型复杂设备工作状态的实时感知和在线监测。

本发明是这样实现的，一种线缆嵌入式数据获取装置，包括有：

输入连接器，与数据采集单元相接，用于连接被测线缆；

输出连接器，与数据采集单元相接，用于连接设备本体的线缆端口；

数据采集单元，分别与所述输入连接器、所述输出连接器、数据输出单元和电源获取单元相接，用于采集线缆中的模拟信号、总线信息等数据；

数据输出单元，分别与所述数据采集单元和时统单元相接，用于将所述数据采集单元采集到的数据以无线方式发送至数据处理终端或外部的数据采集分析系统；

时统单元，与所述数据输出单元相接，用于同步其他线缆嵌入式数据获取装置采集数据的时间，以使数据采集在统一的时钟下进行；以及

电源获取单元，利用信号获取电源技术获取线缆中的电源线或信号线中的能量，以为上述各部分提供所需的工作电源。

所述输入连接器和所述输出连接器与被测线缆的连接端口采用相同的结构设计，采用相同的插针类型，并按照相同的定义确定被测线缆中的所有信号线和电源线。

所述数据采集单元包括微控制器、模数转换器、总线接口和相应的支持电路。

所述数据输出单元为低功耗无线数据发送电路，采用Zigbee或蓝牙通信协议，将所述数据采集单元采集到的数据发送至数据处理终端或外部的数据采集分析系统。

所述电源获取单元包括线缆直流电源变换电路和线缆信号线能量捕获电路；

所述线缆直流电源变换电路用于将线缆中可用的直流电源变换为上述线缆嵌入式数据获取装置所需的电压源；

所述线缆信号线能量捕获电路是在线缆中没有可用的电源线时，捕获信号线上信号的能量，为上述线缆嵌入式数据获取装置提供能源。

输入连接器和输出连接器是本发明线缆嵌入式数据获取装置的安装接口，输入连接器连接被测线缆，输出连接器连接设备本体的线缆端口。输入连接器和输出连接器均根据被测线缆端口进行相同的设计，采用相同的插针类型，按照相同的定义确定被测线缆中的所有信号线和电源线。

电源获取单元为本发明线缆嵌入式数据获取装置提供能源，采用信号获取电源技术，通过获取线缆中电源线或信号线的能量，得到本发明线缆嵌入式数据获取装置各部所需的电源。

本发明线缆嵌入式数据获取装置可桥接在设备是的信号电缆与信号端口之间，采用信号取电技术实现能源供给；采用无线发射方式送出检测数据，以避开线缆布设问题，由此提高数据采集的可靠性；利用时统单元实现同一设备上的多个数据获取装置的多数据获取的协同操作。本发明线缆嵌入式数据获取装置不损坏设备及线缆，无需外部供电，不影响设备的正常使用，可实时监测设备的工作运行状态，为实现大型复杂设备在线实时状态监测提供了必要的技术手段，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明线缆嵌入式数据获取装置包括输入连接器、输出连接器、电源获取单元、数据采集单元、数据输出单元和时统单元。

其中，输入连接器与数据采集单元相接，用于连接被测线缆；输出连接器与数据采集单元相接，用于连接设备本体的线缆端口。输入连接器和输出连接器与被测线缆的连接端口采用相同的结构设计，采用相同的插针类型，并按照相同的定义确定被测线缆中的所有信号线和电源线。