專利名稱：一種可在線設置的通用測控裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及環(huán)境因子測控裝置技術領域，具體是指一種可在線設置的通用測控裝置。
背景技術：
隨著自動化技術的高速發(fā)展，儀器及檢測技術已成為促進當代生產(chǎn)的主流環(huán)節(jié)，同時也是生產(chǎn)過程自動化和經(jīng)營管理現(xiàn)代化的基礎，沒有性能好、功能多、精度高、質(zhì)量可靠的儀器測控到各種有關的信息，要實現(xiàn)高水平的自動化是不可能的。
目前，測控儀器的功能已由原來的單功能和單用途的結構模式，向著多功能化、通用型的方向迅速發(fā)展，如在溫室測控領域，就需要同時采集多個不同類型參數(shù)(如溫度、濕度、CO2和光照強度等)進行融合處理。然而當前測控裝置普遍存在功能單一化，即每臺裝置只能測出一個傳感類型參數(shù)，對于需要同時測出多個傳感類型的場合就需要多臺測控裝置，這不但增加了成本，也帶來很大的麻煩。目前多傳感集成傳感裝置的集成方式還沒有固定模式，市場上有一類多傳感芯片集成裝置，就是在同一芯片上將眾多同一類型的單個傳感器件集成為一維線型、二維陣列型傳感器，該集成方式一旦固定下來，其傳感類型和檢測參數(shù)就不能隨意更改了，而且由于集成于同一芯片中，只能檢測空間某一局部被測對象，因此要應用于不同場合時，得重新進行硬軟件開發(fā)，增加了成本與開發(fā)時間。根據(jù)目前社會發(fā)展的需求，作為一種智能儀器，若不能滿足常更改測控路數(shù)及傳感器類型的要求，這種智能測控儀器的可用性就受到很大限制。因此，如何快速滿足多種不同傳感類型以適用于多種應用場合，且可以在線隨時更改測試通道數(shù)和不同類型的傳感器，甚至具有自動識別的功能，正是當智能測量儀器急待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是為了解決現(xiàn)有技術中存在的不足之處，針對目前對測控技術的趨勢及需求，提供一種簡單易用、可在線設置的通用測控裝置。
本實用新型所述一種可在線設置的通用測控裝置，通過下述技術方案來實現(xiàn)它由外殼和內(nèi)置電路相互連接組成，所述電路由主機電路、人機聯(lián)系模塊、通訊模塊、輸入模塊、輸出模塊和電源模塊相互電氣連接而成，其中，主機電路分別通過信號線與人機聯(lián)系模塊、通訊模塊、輸入模塊、輸出模塊和電源模塊相電氣連接。
本實用新型的工作原理是針對現(xiàn)實所需測量的傳感類型參數(shù)，可先在程序中設定這些參數(shù)(如有溫度、濕度、CO2和光照等)，如果事后還需增加或減少不同傳感類型參數(shù)的數(shù)目，只要很簡單地修改一下程序里面的參數(shù)設定即可。本實用新型可以放置在使用現(xiàn)場，由于其通用性，可以在較大范圍內(nèi)接上現(xiàn)場提供的不同傳感類型的外置傳感器電路，接收傳感器電路輸入信號(可以有模擬、數(shù)字、開關等不同信號)，通電后，在液晶屏幕上就顯示了原先設定好的打開的通道及其事先接好對應的傳感類型參數(shù)，緊接著顯示測量值。在現(xiàn)有的傳感類型參數(shù)數(shù)目的前提下，傳感器電路根據(jù)測量需要，隨時需要改變到不同的位置，便于得到所需要的測量值，這時可以把傳感器電路接入到相對其所放位置較直接的裝置上外部接口，很快、很方便的通過鍵盤按鈕來操作完成；按下Ctrl和Set鍵組合鍵，把輸入模塊所接入的通道設為對應的傳感類型參數(shù)，再有如果某些通道暫時不需要或者增加現(xiàn)有的傳感類型參數(shù)數(shù)目時需要打開更多的通道，就可按下Ctrl和Select組合鍵，關閉或者打開對應的通道即可，在線修改完所需要的功能，然后按下Enter鍵，就把設定結果存入通過I2C總線連接到單片機上的在線擦除可編程存儲器中了，這就很容易地可實現(xiàn)了本實用新型的功能。本實用新型還可以通過RS232接口與微機相連，在微機上顯示測量值，以檢驗程序和檢驗結果的準確性，之后根據(jù)需要通過輸出模塊發(fā)出信號以控制外部設備。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點和有益效果1.本實用新型集成度高，體積小，重量輕，成本低，安裝方便(只需把輸入模塊接到相對應的接口即可)及使用簡單，綜合地應用了傳感技術、控制技術、計算機技術和通訊技術等多學科的知識。
2.本實用新型有很好的通用性，可以接收采集到的模擬信號、數(shù)字信號(頻率信號)和開關信號，處理各種信號時互不影響。
3.本實用新型可方便、快速地在線根據(jù)需要隨時更改傳感類型參數(shù)數(shù)目和使用通道數(shù)目，減少了開發(fā)成本和增加了使用的通用性和實用性。
4.本實用新型以單片機控制模塊為核心，利用單片機系統(tǒng)模塊編程靈活的特點，實現(xiàn)復雜、多類型信號的數(shù)據(jù)處理和控制，具有很好的功能擴展性。
5.本實用新型抗干擾能力強，利用軟件同步雙分界點的測頻測周集成高精度測頻方法，得到測量結果精度高，測量范圍廣。濕度測量范圍10～100％RH，精度±3％RH；溫度測量范圍0～40℃，精度±1.0℃；CO2測量范圍0～1‰，精度±0.05‰。


圖1是本實用新型的電路方框圖；圖2是本實用新型的電路原理圖；圖3是本實用新型中鍵盤設置與選擇子函數(shù)流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型作進一步詳細的描述。但本實用新型的實施方式并不限于此。
如圖1所示，主機電路分別通過信號線與人機聯(lián)系模塊、通訊模塊、輸入模塊、輸出模塊和電源模塊相電氣連接。電源模塊把220V交流變成5V直流，供給各個功能模塊。主機電路是本實用新型的智能核心部分，負責程序和數(shù)據(jù)的存儲以及整個程序的運行，同時采用EEPROM(24C64)芯片在線設置并保存接入傳感器的一些參數(shù)。輸入模塊可接收模擬信號、數(shù)字信號、開關信號，其中模擬信號需經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換再進入單片機處理。
如圖2所示，主機電路由89C55/89C52單片機、6264RAM數(shù)據(jù)存儲器、2464EEPROM存儲芯片組成，其中，2464EEPROM存儲芯片存儲傳感參數(shù)設置、上下限值設置以及通道打開關閉的在線設置結果。人機聯(lián)系功能模塊由液晶顯示屏和鍵盤相互電氣連接組成，液晶顯示屏選用信利公司的G12864型號；鍵盤是由四個獨立式按鍵再加1個復位鍵組成的，鍵盤、74LS260芯片、74LS244芯片和單片機依次電氣連接。鍵盤結合一塊74LS260芯片和一塊74LS244芯片，實現(xiàn)了鍵盤的在線設置功能。輸出模塊由一塊鎖存器芯片(74HC373-2)提供的四個輸出口與繼電器電氣連接組成，繼電器選用SANYOU的SYS1-S-105L型號。通訊模塊主要由MAX232E芯片與單片機電氣連接來實現(xiàn)與微機通訊功能。輸入模塊包括6N137光電耦合器和4051選通芯片，6N137光電耦合器、4051選通芯片和單片機依次相電氣連接，輸入信號通過6N137光電耦合器進行通道信號抗干擾處理，能接收模擬信號、數(shù)字信號(頻率信號)、開關信號等不同類型的傳感參數(shù)信號。電源模塊包括外部變壓器、保險絲、開關按鈕及穩(wěn)壓電路通過電線連接組成。
本實施例的工作原理如下本實施例設計了8個信號輸入通道，傳感電路產(chǎn)生的數(shù)字信號通過6N137光電耦合器抗干擾處理后，由一塊4051芯片來選通進入單片機的某個通道信號，信號經(jīng)過單片機分析和處理后，在液晶屏中顯示結果。其中可在線設置功能由鍵盤和液晶顯示屏來實現(xiàn)。按鍵所輸出開關信號通過74LS244芯片接到單片機的數(shù)據(jù)口上，采用中斷方式電路，把所有按鍵連接到或非門(74LS260)，或非后接到單片機的外部中斷口INT1。這樣如果按下任一按鍵，便會在外部中斷口INT1產(chǎn)生一低電平。從而進入中斷程序，通過74LS244芯片查詢確定按下的是哪些鍵來實現(xiàn)相對應的功能塊。通過鍵盤在線設置參數(shù)后，可把設置結果存到通過I2C總線接到單片機上的24C64芯片，為了檢驗檢測結果的正確與否，可利用通訊模塊中的MAX232芯片把信號傳到計算機上來驗證。當需要控制外部一些受控設備時，可通過繼電器的輸出口接上受控設備來實現(xiàn)所需的控制功能。本實施例的軟件設計主要包括24C64的讀寫、設置與選擇子程序。
如圖3所示，本實用新型中鍵盤設置與選擇子函數(shù)用于在線設置各通道的參數(shù)類型以及上下限，以進行報警或控制。在實際應用中，根據(jù)實際需要，先預測所需的測量參數(shù)并將其分度表輸入程序中，當需要測量某一參數(shù)時，直接在某一通道接入傳感器，然后選中該通道，進行參數(shù)類型設置、上下限值設置即可，用戶使用非常方便。在軟件設計上還實現(xiàn)了用于開啟關閉輸入通道，使用戶可根據(jù)需要連接一定數(shù)量相同或不同類型的傳感器，并將需要測量的通道打開。
為了使本實用新型盡量小型化、使用方便，把主機電路、人機聯(lián)系功能模塊、輸出模塊、通訊模塊通過電氣連接集成在一塊電路板上，電源模塊安裝在外殼的內(nèi)壁上，在外殼的外壁給輸入模塊提供簡單方便的接口，只要各個信號輸入模塊接入接口即可，同時各個功能模塊由同一電源模塊供電。
如上所述，即可較好地實現(xiàn)本實用新型。
權利要求1.一種可在線設置的通用測控裝置，其特征是，它由外殼和內(nèi)置電路相互連接組成，所述電路由主機電路、人機聯(lián)系模塊、通訊模塊、輸入模塊、輸出模塊和電源模塊相互電氣連接而成，其中，主機電路分別通過信號線與人機聯(lián)系模塊、通訊模塊、輸入模塊、輸出模塊和電源模塊相電氣連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種可在線設置的通用測控裝置，其特征是，所述人機聯(lián)系功能模塊由液晶顯示屏和鍵盤相互電氣連接組成。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種可在線設置的通用測控裝置，其特征是，所述鍵盤是由四個獨立式按鍵再加1個復位鍵組成，并依次與74LS260芯片、74LS244芯片和單片機相電氣連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種可在線設置的通用測控裝置，其特征是，所述輸入模塊包括6N137光電耦合器和4051選通芯片，6N137光電耦合器、4051選通芯片和單片機依次相電氣連接。
專利摘要本實用新型是一種可在線設置的通用測控裝置，它由外殼和內(nèi)置電路相互連接組成，所述電路由主機電路、人機聯(lián)系模塊、通訊模塊、輸入模塊、輸出模塊和電源模塊相互電氣連接而成，其中，主機電路分別通過信號線與人機聯(lián)系模塊、通訊模塊、輸入模塊、輸出模塊和電源模塊相電氣連接。本實用新型可同時采集多種相同或不同傳感類型參數(shù)信號，可隨時增加、減少傳感器類型；在線設置傳感器類型參數(shù)、上下限值、開啟關閉通道。本實用新型具有集成度高，體積小，重量輕，抗干擾能力強，使用范圍廣，使用方便，測量精度高等特點。
文檔編號G01N35/00GK2660537SQ200320119128
公開日2004年12月1日 申請日期2003年12月12日 優(yōu)先權日2003年12月12日
發(fā)明者劉桂雄, 洪曉斌, 呂藝行 申請人:華南理工大學