CN202488496U

CN202488496U - 一种远程全自动多路振弦传感器信号采集与传输装置

Info

Publication number: CN202488496U
Application number: CN2012200745203U
Authority: CN
Inventors: 王艳辉; 肖雪梅; 祝凌曦; 张晨琛; 李曼
Original assignee: Beijing Jiaotong University
Current assignee: Beijing Jiaotong University
Priority date: 2012-03-01
Filing date: 2012-03-01
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2022-03-01

Abstract

本实用新型公开了公路、铁路监测设备技术领域中的一种远程全自动多路振弦传感器信号采集与传输装置。本实用新型包括信号采集与端口切换模块、信号激励及调理模块、主控模块、信号传输模块、电源模块和通信背板；主控模块分别与信号采集与端口切换模块、信号激励及调理模块、信号传输模块和电源模块连接；信号采集与端口切换模块和信号激励及调理模块连接；信号激励及调理模块和电源模块连接；电源模块和信号传输模块连接；信号采集与端口切换模块、信号激励及调理模块、主控模块、信号传输模块和电源模块都置于通信背板上。本实用新型实现了对多路振弦传感器信号的远程无人全自动采集，节省了人力物力资源，降低了检测过程的风险。

Description

一种远程全自动多路振弦传感器信号采集与传输装置

技术领域

本实用新型属于公路、铁路监测设备技术领域，尤其涉及一种远程全自动多路振弦传感器信号采集与传输装置。

背景技术

提高公路、铁路基础设施的运营安全水平，必须加强对基础设施服役全过程的安全监控，特别是基础设施服役状态数据采集设备。目前，我国公路、铁路基础设施监控缺乏先进的数据采集设备及技术，现有的基础设施服役状态监测设备多采用人工现场操作的信息收集方式，需要消耗大量的人力资源、而且实时性差、采集过程繁琐。因此，迫切需要一套先进的基础设施服役状态数据采集装置，保障基础设施的运营安全。

发明内容

针对上述背景技术中提到的现有公路、铁路监控主要由人工现场操作进行信息收集等不足，本实用新型提出了一种远程全自动多路振弦传感器信号采集与传输装置。

本实用新型的技术方案是，一种远程全自动多路振弦传感器信号采集与传输装置，其特征是该装置包括信号采集与端口切换模块、信号激励及调理模块、主控模块、信号传输模块、电源模块和通信背板；

所述主控模块分别与信号采集与端口切换模块、信号激励及调理模块、信号传输模块和电源模块连接；信号采集与端口切换模块和信号激励及调理模块连接；信号激励及调理模块和电源模块连接；电源模块和信号传输模块连接；

所述信号采集与端口切换模块、信号激励及调理模块、主控模块、信号传输模块和电源模块都置于通信背板上。

所述电源模块包括交直流转换模块、第一稳压电源单元、第二稳压电源单元和第三稳压电源单元；

所述直流转换模块分别与第一稳压电源单元、第二稳压电源单元和第三稳压电源单元连接。

所述信号采集与端口切换模块为欧姆龙公司的G5V-1单级信号继电器。

所述主控模块为STC89C52单片机。

所述信号传输模块为串口通信475MHz数据传输模块或者GPRS模块。

本实用新型的有益效果是，可以实现对多路振弦传感器信号的远程无人全自动采集，节省了人力物力资源，降低检测过程的风险，具有较高的经济效益。

附图说明

图1为本实用新型的基本结构图；

图2为电源模块结构图；

图3为多个信号采集与端口切换模块时的结构图。

具体实施方式

下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。

为满足基础设施监测现场对设备使用使用寿命长、可靠性高的需求，综合考虑现场设备种类多、数量大，使用环境潮湿、温差大、灰尘多、电磁环境复杂的特点，本装置采用振弦传感器及其激励技术、多通道采集技术、电磁屏蔽技术等手段，对公路、铁路基础设施的服役状态进行全自动远程监测。

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一套远程全自动多路振弦传感器信息采集装置，该装置通过在现场传感器与远程监控室内建立了一条数据通道，实现现场多路振弦传感器的全自动统一激励、采集和控制。

图1是本实用新型的基本结构图。如图1所示，本实用新型包括信号采集与端口切换模块、信号激励及调理模块、主控模块、信号传输模块、电源模块及通信背板。

其中，信号采集与端口切换模块分别与信号激励及调理模块和主控模块相连；信号激励及调理模块分别与信号采集与端口切换模块、主控模块和电源模块相连；主控模块分别与信号采集与端口切换模块、信号传输模块和电源模块相连；信号传输模块分别与主控模块和电源模块相连；电源模块分别与信号激励及调理模块、主控模块和信号传输模块相连。

本实用新型的信号采集与端口切换模块用于采集多路振弦传感器的信号，并根据接入的传感器数量选择相应的输入端口切换方式。该模块能够提供6路正弦信号的输入端口，并且能够根据需要自动进行个端口间的任意切换。本实用新型提供的装置能够支持1-8个信号采集与端口切换模块，即一套装置能够根据需要任意选择6路至48路信号的输入。

本实用新型的信号激励及调理模块用于在主控模块的控制下，通过信号采集与端口切换模块，向多路振弦传感器发送激励信号，并通过信号采集与端口切换模块收集多路振弦传感器传回的信号，对传回的信号进行放大、滤波、整形等信号调理操作。

本实用新型的主控模块能够对装置进行全局控制，主控模块主要功能有：第一，根据预先设计的方案及接入传感器数量，对信号采集与端口切换模块下发端口切换命令；第二，控制信号激励及调理模块对传感器进行激励和信号调理，传感器相关数据在主控模块进行处理；第三，在向信号采集与端口切换模块发出端口切换命令后，记录接入的端口编号，在收到信号调理模块的信号后，首先对波信号进行识别，记录其频率值，并控制信号传输模块将处理过的信号及其对应的端口编号打包发送到上位机。

本实用新型的信号传输模块用于在主控模块的控制下，通过有线或者无线方式将主控模块识别的信号和其对应的端口编号发送到上位机。

本实用新型的电源模块用于给信号激励及调理模块、主控模块和信号传输模块提供独立的电源支持。

图2是电源模块结构图，图2中，电源模块包括1个交直流转换单元和与该交直流转换单元相连的3个稳压电源单元；3个稳压电源单元分别与信号激励调理模块、主控模块和信号传输模块相连，并且3个稳压电源单元共用接地线。其中，交直流转换单元用于将交流电转换为直流电。本实用新型中，电源模块直接与220V交流电源连接，然后通过交直流转换单元将220V交流电压转为12V直流电压。3个稳压电源单元用于将输入的12V直流电压转换为稳定的5V直流电压输出，并提供给信号激励及调理模块、主控模块和信号传输模块。3个稳压电源单元共用接地线，实现3个稳压电源单元的相互隔离，以保证与3个稳压电源单元相连的模块独立工作。

本实用新型中，信号传输模块采用无线通信方式，优选采用支持TTL电平的串口通信475MHz数据传输模块或者GPRS模块作为信号传输模块。主控模块优选使用STC89C52单片机，并使用单片机自带的UART接口与无线传输模块连接。信号采集与端口切换模块优选使用欧姆龙公司的G5V-1单级信号继电器控制通道通断，利用ULN2003A集成达灵顿管驱动继电器工作，接口采用6.25mm单声道音频接口作为传感器信号输入端口。电源模块采用一个12V60WACDC开关电源结合三个12V转5V15WDCDC稳压电源模块构成三向独立供电电源，支持从220V市电直接取电，电源插头采用国标三相插头；整个装置采用插板结构，为了提高装置集成度、节约资源，将主控模块、信号激励及整形模块集成在一块电路板上；装置按照19时标准机箱设计，设计高度3U、深度220mm。

本实用新型的通信背板能够对整个装置提供统一的数据通路，各模块间的通信都由通信背板完成。

图3是含有通信背板和多个信号采集与端口切换模块时的结构图。图3中，本实用新型的装置采用插板式结构，即装置还包括通信背板，通信背板上设置用于***信号采集与端口切换模块、信号激励及调理模块、主控模块、信号传输模块和电源模块的插槽。插槽优选采用欧式双排64针连接器。当本实用新型提供的装置采用插板式结构时，通信背板上应当设置有用于实现模块之间连接的通信线路。

本实用新型根据接入的传感器数量选择相应的输入端口切换方式；主控模块发出端口切换命令，并且记录接入的端口编号；信号采集与端口切换模块接受主控模块的切换命令，让对应的输入端口与信号激励及调理模块接通，使传感器开始工作；主控模块对该方波信号进行识别，记录其频率值。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种远程全自动多路振弦传感器信号采集与传输装置，其特征是该装置包括信号采集与端口切换模块、信号激励及调理模块、主控模块、信号传输模块、电源模块和通信背板；

2.根据权利要求1所述的一种远程全自动多路振弦传感器信号采集与传输装置，其特征是所述电源模块包括交直流转换模块、第一稳压电源单元、第二稳压电源单元和第三稳压电源单元；

3.根据权利要求1所述的一种远程全自动多路振弦传感器信号采集与传输装置，其特征是所述信号采集与端口切换模块为欧姆龙公司的G5V-1单级信号继电器。

4.根据权利要求1所述的一种远程全自动多路振弦传感器信号采集与传输装置，其特征是所述主控模块为STC89C52单片机。

5.根据权利要求1所述的一种远程全自动多路振弦传感器信号采集与传输装置，其特征是所述信号传输模块为串口通信475MHz数据传输模块或者GPRS模块。