一種可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)，包括多組實(shí)現(xiàn)不同類型傳感器的適配調(diào)理的傳感器適配組件、實(shí)現(xiàn)傳感器可靈活配置的自定義總線、提供各組件的現(xiàn)場(chǎng)備用供電的供電組件以及實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)線控制處理無(wú)線組件，所述該些不同傳感器適配組件分別連接于自定義總線，所述供電組件與無(wú)線組件分別連接自定義組件并通過(guò)自定義組件連接至傳感器適配組件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)提供了一種可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)，可以根據(jù)需要靈活配置以適配不同類型的傳感器信號(hào)，且可單獨(dú)使用，也可組合使用，可以對(duì)多種不同傳感器適配功能模塊進(jìn)行集中的在線操作控制，減少現(xiàn)場(chǎng)操作工作量，降低系統(tǒng)復(fù)雜性，提高可靠性。
【專利說(shuō)明】一種可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及傳感器信號(hào)處理技術(shù)，具體涉及一種可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)，特別適用于多個(gè)不同傳感器信號(hào)前置調(diào)理適配。
【背景技術(shù)】:
[0002]在各種測(cè)量/控制系統(tǒng)及應(yīng)用中，由于傳感器類型的多樣化，常常會(huì)出現(xiàn)傳感器輸出的電信號(hào)類型或質(zhì)量與測(cè)量/控制儀器的要求不一致，因此，為了滿足應(yīng)用要求，往往會(huì)引入一級(jí)前置調(diào)理適配，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的匹配。系統(tǒng)組成架構(gòu)見(jiàn)附圖1。
[0003]通常，前置調(diào)理適配功能的實(shí)現(xiàn)都采用功能獨(dú)立的儀器，針對(duì)相應(yīng)類型的傳感器信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，達(dá)到適配的目的。
[0004]另外，隨著IC集成技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，目前，市場(chǎng)上有測(cè)量/控制儀器采用通道復(fù)用技術(shù)，將前置調(diào)理適配功能整合在測(cè)量/控制儀器中，可支持多種常用傳感器信號(hào)的調(diào)理適配。
[0005]顯然，對(duì)于傳感器的使用數(shù)量不多、種類相對(duì)固定且單一的應(yīng)用情況，上述的適配解決方法，完全可以勝任。但是對(duì)于一些復(fù)雜的測(cè)量/控制系統(tǒng)，往往需要對(duì)較多數(shù)量、類型的傳感器進(jìn)行適配，采取上述的適配解決方法，顯然存在極大的局限性，具體包括以下缺陷:
[0006]I)儀器適配功能單一，基本上只能對(duì)一種或少數(shù)的傳感器信號(hào)進(jìn)行適配。因此，對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)，則需要多種、多個(gè)適配儀器，一方面，增加了成本，另一方面也增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，降低了可靠性；
[0007]2)儀器適配功能固定、獨(dú)立，一方面限制了擴(kuò)展的可能；另一方面，增加了相互間的信號(hào)不一致性的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也增加了現(xiàn)場(chǎng)操作工作量。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0008]本發(fā)明提供了一種可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)。以解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)一些復(fù)雜的測(cè)量/控制系統(tǒng)，需要對(duì)較多數(shù)量、類型的傳感器進(jìn)行適配存在著適配功能單一，基本上只能對(duì)一種或少數(shù)的傳感器信號(hào)進(jìn)行適配，且對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)，則需要多種、多個(gè)適配儀器，增加了成本的同時(shí)也增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，從而降低了可靠性的技術(shù)性問(wèn)題。
[0009]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
[0010]一種可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)，包括多組實(shí)現(xiàn)不同類型傳感器的適配調(diào)理的傳感器適配組件、實(shí)現(xiàn)傳感器可靈活配置的自定義總線、提供各組件的現(xiàn)場(chǎng)備用供電的供電組件以及實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)線控制處理無(wú)線組件，所述該些不同傳感器適配組件分別連接于自定義總線，所述供電組件與無(wú)線組件分別連接自定義組件并通過(guò)自定義組件連接至傳感器適配組件。
[0011]優(yōu)選地，所述傳感器適配組件包括適配調(diào)理電路單元、接口電路單元以及邏輯控制電路單元，所述適配調(diào)理電路單元連接外部傳感器，所述邏輯控制電路單元分別連接適配調(diào)理電路單元和接口電路單元，所述接口電路單元通過(guò)自定義總線接口連接自定義總線，所述適配調(diào)理電路單元的輸出端連接適配輸出端口。
[0012]優(yōu)選地，所述自定義總線包括電源總線、信號(hào)控制總線以及邏輯總線，所述電源總線、信號(hào)控制總線以及邏輯總線分別通過(guò)自定義總線接口接出。
[0013]優(yōu)選地，所述無(wú)線組件包括無(wú)線電路單元、控制電路單元、接口電路單元，所述接口電路單元通過(guò)自定義總線接口連接自定義總線。
[0014]優(yōu)選地，所述供電組件包括內(nèi)置電池、電源管理單元和電源接口電路單元，所述電源接口電路單元通過(guò)自定義總線接口連接自定義總線。
[0015]優(yōu)選地，傳感器適配組件所包括的邏輯控制電路單元連接有手動(dòng)控制單元。
[0016]優(yōu)選地，所述傳感器適配組件包括電荷傳感器適配組件、IEPE傳感器適配組件、壓阻式傳感器適配組件以及LVDT式位移傳感器適配組件。
[0017]優(yōu)選地，所述內(nèi)置電池采用工業(yè)鋰電池，所述電源管理單元采用MAX1737芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)鋰電池的輸出電流管理。
[0018]本發(fā)明的可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)的有益效果如下:
[0019]1、本發(fā)明的可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)提供了一種可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)，可以根據(jù)需要靈活配置以適配不同類型的傳感器信號(hào)，且可單獨(dú)使用，也可組合使用，可以對(duì)多種不同傳感器適配功能模塊進(jìn)行集中的在線操作控制，減少現(xiàn)場(chǎng)操作工作量，降低系統(tǒng)復(fù)雜性，提高可靠性。
[0020]2、本發(fā)明的可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)提供了一種現(xiàn)場(chǎng)工作概念的傳感器適配架構(gòu)，通過(guò)采用加載供電組件、無(wú)線組件實(shí)現(xiàn)“無(wú)線”的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，增加了系統(tǒng)工作的智能性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0021 ] 以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0022]圖1為本發(fā)明可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的傳感器適配組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明的自定義總線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明的供電組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5為本發(fā)明的無(wú)線組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0027]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0028]如圖1-5所示，一種可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)，包括多組實(shí)現(xiàn)不同類型傳感器的適配調(diào)理的傳感器適配組件1、實(shí)現(xiàn)傳感器可靈活配置的自定義總線2、提供各組件的現(xiàn)場(chǎng)備用供電的供電組件3以及實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)線控制處理無(wú)線組件4，所述該些不同傳感器適配組件I分別連接于自定義總線2，所述供電組件3與無(wú)線組件4分別連接自定義組件2并通過(guò)自定義組件2連接至傳感器適配組件I。
[0029]所述傳感器適配組件I包括適配調(diào)理電路單元11、接口電路單元12以及邏輯控制電路單元13，所述適配調(diào)理電路單元11連接外部傳感器，所述外部傳感器包括電荷傳感器、IEPE傳感器、壓阻式傳感器以及LVDT式位移傳感器等，所述邏輯控制電路單元13分別連接適配調(diào)理電路單元11和接口電路單元12，所述接口電路單元12通過(guò)自定義總線接口21連接自定義總線2，所述適配調(diào)理電路單元11的輸出端連接適配輸出端口 14。其中，適配調(diào)理電路單元11根據(jù)傳感器信號(hào)進(jìn)行調(diào)理適配，不同類型傳感器適配組件1，其傳感器適配調(diào)理電路單元11是不同的；邏輯控制電路單元13實(shí)現(xiàn)自定義總線2數(shù)據(jù)的處理經(jīng)及傳感器適配調(diào)理電路單元12的控制，例如增益、濾波控制等，該控制可通過(guò)自定義總線2實(shí)現(xiàn)在線控制，由于傳感器適配組件I所包括的邏輯控制電路單元13連接有手動(dòng)控制單元14。所以也可以通過(guò)手動(dòng)操作實(shí)現(xiàn)控制；自定義總線接口 21實(shí)現(xiàn)自定義總線2的接口功能。
[0030]所述自定義總線2包括電源總線22、信號(hào)控制總線23以及邏輯總線24，所述電源總線22、信號(hào)控制總線23以及邏輯總線24分別通過(guò)自定義總線接口 21接出，其中，電源總線22實(shí)現(xiàn)對(duì)其他需要供電的所有組件的電源傳輸，每個(gè)組件均可通過(guò)自定義總線接口 21中電源總線22單獨(dú)由外部供電；信號(hào)控制總線23實(shí)現(xiàn)其他所有組件的管理控制信息的傳輸，每個(gè)組件均可通過(guò)自定義總線接口 21中部分信號(hào)控制總線23單獨(dú)與上位機(jī)連接；邏輯總線24實(shí)現(xiàn)其他所有組件的一些硬件邏輯功能信息的傳輸，例如，觸發(fā)、同步等。每個(gè)組件均可通過(guò)自定義總線接口 21中邏輯總線24單獨(dú)控制。
[0031]所述無(wú)線組件4包括無(wú)線電路單元41、控制電路單元42、接口電路單元43，所述接口電路單元43通過(guò)自定義總線接口 21連接自定義總線2，其中，無(wú)線電路單元41實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸與接收；控制電路單元42實(shí)現(xiàn)自定義總線2與無(wú)線電路單元41的數(shù)據(jù)交互與控制；接口電路單元43實(shí)現(xiàn)自定義總線2的接口功能。
[0032]所述供電組件3包括內(nèi)置電池31、電源管理單元32和電源接口電路單元33，所述電源接口電路單元33通過(guò)自定義總線接口 21連接自定義總線2，其中，內(nèi)置電池31采用高容積比的鋰電池；電源管理單元32實(shí)現(xiàn)內(nèi)置電池31的智能充放電管理；電源接口電路單兀33實(shí)現(xiàn)電源輸出及相應(yīng)的電量信息的輸出。
[0033]在本實(shí)施例中，傳感器適配架構(gòu)可單獨(dú)使用，也可以根據(jù)實(shí)際需要靈活配置組合使用。
[0034]當(dāng)單獨(dú)使用時(shí)，傳感器適配組件自成一個(gè)功能獨(dú)立的適配儀器，可通過(guò)上位機(jī)連接自定義總線中的信號(hào)控制總線進(jìn)行在線控制，也可以通過(guò)手動(dòng)操作控制；各組件的電源由外部供電并通過(guò)自定義總線的電源總線提供；邏輯控制通過(guò)自定義總線的邏輯總線實(shí)現(xiàn)。
[0035]當(dāng)組合使用時(shí)，根據(jù)實(shí)際需要，各種不同的傳感器適配組件通過(guò)相互間的自定義總線接口實(shí)現(xiàn)硬件無(wú)縫級(jí)連，和單獨(dú)使用一樣，可通過(guò)上位機(jī)連接任意一個(gè)空閑的級(jí)聯(lián)中的自定義總線接口進(jìn)行在線集中控制，也可以對(duì)相應(yīng)的傳感器適配組件進(jìn)行手動(dòng)操作控制。本實(shí)施例涉及無(wú)線組件，還可以通過(guò)無(wú)線方式進(jìn)行在線集中操作控制。
[0036]電源可通過(guò)任意一個(gè)空閑的級(jí)聯(lián)中的自定義總線接口由外部供電。本實(shí)施例涉及供電組件，則可以不需要外部供電，由供電組件提供其他所有組件的供電。
[0037]邏輯控制也可通過(guò)任意一個(gè)空閑的級(jí)聯(lián)中的自定義總線接口的邏輯總線實(shí)現(xiàn)其他所有組件的集中控制。
[0038]在本實(shí)施例中，傳感器適配組件包括電荷傳感器適配組件、IEPE傳感器適配組件、壓阻式傳感器適配組件、LVDT式位移傳感器適配組件，其中，電荷傳感器適配組件實(shí)現(xiàn)對(duì)電荷傳感器的適配輸出；IEPE傳感器適配組件實(shí)現(xiàn)對(duì)IEPE傳感器的適配輸出；壓阻式傳感器適配組件實(shí)現(xiàn)對(duì)壓阻式傳感器的適配輸出；LVDT式位移傳感器適配組件實(shí)現(xiàn)對(duì)LVDT式位移傳感器的適配輸出。
[0039]進(jìn)一步地，電源管理單元采用MAX1737芯片實(shí)現(xiàn)電源管理，可保證10個(gè)傳感器適配組件同時(shí)連續(xù)8小時(shí)工作。
[0040]另外，無(wú)線組件采用Wifi與上位機(jī)通信。
[0041 ] 綜合以上本發(fā)明的結(jié)構(gòu)與原理可知，本發(fā)明的可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)提供了 一種可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)，可以根據(jù)需要靈活配置以適配不同類型的傳感器信號(hào)，且可單獨(dú)使用，也可組合使用，可以對(duì)多種不同傳感器適配功能模塊進(jìn)行集中的在線操作控制，減少現(xiàn)場(chǎng)操作工作量，降低系統(tǒng)復(fù)雜性，提高可靠性；本發(fā)明提供了一種現(xiàn)場(chǎng)工作概念的傳感器適配架構(gòu)，通過(guò)采用加載供電組件、無(wú)線組件實(shí)現(xiàn)“無(wú)線”的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，增加了系統(tǒng)工作的智能性。
[0042] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)，其特征在于，包括多組實(shí)現(xiàn)不同類型傳感器的適配調(diào)理的傳感器適配組件、實(shí)現(xiàn)傳感器可靈活配置的自定義總線、提供各組件的現(xiàn)場(chǎng)備用供電的供電組件以及實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)線控制處理無(wú)線組件，所述該些不同傳感器適配組件分別連接于自定義總線，所述供電組件與無(wú)線組件分別連接自定義組件并通過(guò)自定義組件連接至傳感器適配組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)，其特征在于，所述傳感器適配組件包括適配調(diào)理電路單元、接口電路單元以及邏輯控制電路單元，所述適配調(diào)理電路單元連接外部傳感器，所述邏輯控制電路單元分別連接適配調(diào)理電路單元和接口電路單元，所述接口電路單元通過(guò)自定義總線接口連接自定義總線，所述適配調(diào)理電路單元的輸出端連接適配輸出端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)，其特征在于，所述自定義總線包括電源總線、信號(hào)控制總線以及邏輯總線，所述電源總線、信號(hào)控制總線以及邏輯總線分別通過(guò)自定義總線接口接出。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)，其特征在于，所述無(wú)線組件包括無(wú)線電路單元、控制電路單元、接口電路單元，所述接口電路單元通過(guò)自定義總線接口連接自定義總線。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)，其特征在于，所述供電組件包括內(nèi)置電池、電源管理單元和電源接口電路單元，所述電源接口電路單元通過(guò)自定義總線接口連接自定義總線。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)，其特征在于，傳感器適配組件所包括的邏輯控制電路單元連接有手動(dòng)控制單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)，其特征在于，所述傳感器適配組件包括電荷傳感器適配組件、IEPE傳感器適配組件、壓阻式傳感器適配組件以及LVDT式位移傳感器適配組件。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi)置電池采用工業(yè)鋰電池，所述電源管理單元采用MAX1737芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)鋰電池的輸出電流管理。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK103760869SQ201410037364
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】賀惠農(nóng), 秦巍, 趙玉剛 申請(qǐng)人:杭州億恒科技有限公司