專利名稱：傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及測量領(lǐng)域，特別是涉及傳感器。
背景技術(shù)：
傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受 到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以 滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
目前國內(nèi)外應用較多的傳感器是模擬傳感器， 一般沖莫擬傳感器是將 被測量的非電學量轉(zhuǎn)換成模擬電信號。具體是將采集到的信息轉(zhuǎn)化為電
信號模擬量后，通過適當?shù)奶幚韺⒛M信號送給才i擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器;以轉(zhuǎn) 換為可進一步處理的數(shù)字信號。如圖i所示，上述模擬傳感器包括傳感
器、A/D轉(zhuǎn)換、未標定數(shù)字量以及數(shù)字處理;漠塊。所述傳感器用以釆集 傳感量形成模擬量，A/D轉(zhuǎn)換模塊則將所述模擬傳感量轉(zhuǎn)換為數(shù)字傳感 量，所述數(shù)字傳感量通過未標定數(shù)字量模塊輸出到數(shù)字處理模塊中進行 進一步處理，得到最終的傳感量信息。
但是，上述現(xiàn)有技術(shù)模擬傳感器的應用不可避免地引入了模數(shù)信號 轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，而模數(shù)信號轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的應用會產(chǎn)生誤差和干擾。同時，模擬 傳感器在溫度變化范圍大，含有泥沙，污物和腐蝕性等復雜水質(zhì)環(huán)境下 均無法精確測量，限定了其通用性。 ''
而且，通常現(xiàn)有技術(shù)傳感器作為單獨的器件而被廣泛使用，限制了 其發(fā)展。近來，也有一些專用的系統(tǒng)采用傳感器檢測特定傳感量來作為 其他流程的決策依據(jù)、執(zhí)行參考、觸發(fā)條件等等。但是，這些系統(tǒng)由于 是作為特定應用而單獨組裝而成，往往體積較大、測量范圍有限、測量 效率較低。加之上述的模擬傳感器精確度較低的狀況，在采用此類傳感 器的系統(tǒng)應用于重要領(lǐng)域時，系統(tǒng)無法快速、準確地獲取現(xiàn)場傳感信息， 以至于在采用這些傳感信息現(xiàn)場決策時存在^f艮大困難。

實用新型內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)采用模擬傳感器的系統(tǒng)傳感信息采集精度低、集成 度不高而導致效率較低的技術(shù)缺陷，本實用新型提供一種傳感裝置，可 以在小型化的基礎(chǔ)上實現(xiàn)精確、高效、快速的目的。
本實用新型的一個方面是提供一種傳感裝置,，包括獲取數(shù)字傳感 信息的數(shù)字傳感器；連接所述數(shù)字傳感器、并將輸入的所述數(shù)字傳感信 息直接輸出為已標定數(shù)字量的數(shù)字處理器；輸出所述已標定數(shù)字量的以 太網(wǎng)4妻口。
較優(yōu)實施方式中，所述數(shù)字傳感器是智能數(shù)字傳感器。 較優(yōu)實施方式中，所述數(shù)字處理器是現(xiàn)場可編程門陣列FPGA。 較優(yōu)實施方式中，所述以太網(wǎng)接口通過網(wǎng)線或無線模塊連接遠程監(jiān) 控主機。
較優(yōu)實施方式中，所述遠程監(jiān)控主機包括向用戶終端發(fā)送所述數(shù)字 傳感器的標識碼以及對應傳感器位置的系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)的發(fā)送單元，
較優(yōu)實施方式中，所述遠程監(jiān)控主機包括判斷所述標定數(shù)字量并決 定是否報警的報警單元。
本實用新型的有益效果是區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)采用模擬傳感器的系統(tǒng) 傳感信息采集精度低、集成度不高而導致效率較低的情況，本實用新型 傳感裝置采用不易受環(huán)境影響、檢測精度高的數(shù)字傳感器作為傳感信息 的采集器件，并且采用數(shù)字處理器將所述數(shù)字傳感信息直接輸出為已標 定數(shù)字量給以太網(wǎng)接口輸出，整個傳感信息采集、處理、發(fā)送過程都是 數(shù)字化處理，避免模擬轉(zhuǎn)換過程導致的傳感信息易受干擾、精度不高的 技術(shù)問題；對傳感信息的處理采用模塊化設(shè)計，齊現(xiàn)裝置集成化^、小 型化、低成本、信息處理速度高的技術(shù)效果；采用以太網(wǎng)接口可以使信 息的傳遞突破地域、空間限制。上述各個效果的綜合即能讓采用本實用 新型傳感裝置的系統(tǒng)在決策上取得可靠、高效、快速的特點。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是本實用新型傳感裝置實施方式一的原理框圖； 圖3是圖2中傳感裝置的電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施方式對本實用新型進一步說明。 請參考圖2，是本實用新型傳感裝置實施方^一的原理框圖。所述 傳感裝置包括以下元件
獲取數(shù)字傳感信息的數(shù)字傳感器；
連接所述數(shù)字傳感器、并將輸入的所述數(shù)字傳感信息直接輸出為已 標定數(shù)字量的數(shù)字處理器；
輸出所述已標定數(shù)字量的以太網(wǎng)接口 。
工作時，所述數(shù)字傳感器在現(xiàn)場按照一定頻率采樣，獲取數(shù)字傳感 信息并輸出給所述數(shù)字處理器。所述數(shù)字處理器對傳感信息進行集中處 理，將輸入的所述數(shù)字傳感信息直接輸出為已標定數(shù)字量并輸出給所述 以太網(wǎng)接口 。所述以太網(wǎng)接口最后將所述對應傳竭量的已標定數(shù)，量輸 出，提供給需要傳感信息的各類裝置、.系統(tǒng)、設(shè)備。
可以看出，區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)釆用模擬傳感器的系統(tǒng)傳感信息采集精 度低、集成度不高而導致效率較低的情況，本實用新型傳感裝置采用不 易受環(huán)境影響、檢測精度高的數(shù)字傳感器作為傳感信息的采集器件，并 且采用數(shù)字處理器將所述數(shù)字傳感信息直接輸出為已標定數(shù)字量給以 太網(wǎng)接口輸出，整個傳感信息采集、處理、發(fā)送過程都是數(shù)字化處理， 避免模擬轉(zhuǎn)換過程導致的傳感信息易受干擾、精度不高的技術(shù)問題；
對傳感信息的處理采用模塊化設(shè)計，實現(xiàn)裝置集成化高、小型化、 低成本、信息處理速度高的技術(shù)效果；
而且采用以太網(wǎng)接口可以使信息的傳遞突破^域、空間限制,可實 現(xiàn)遠程操作，安全方<更。
上述各個效果的綜合即能讓采用本實用新型傳感裝置的系統(tǒng)在決 策上取得可靠、高效、快速的特點。
參閱圖3，所述數(shù)字傳感器可以是智能數(shù)字傳感器，而所述數(shù)字處理器是現(xiàn)場可編程門陣列FPGA。另外，所述以太網(wǎng)接口芯片可以通過 網(wǎng)線或無線模塊連接遠程監(jiān)控主機，比如上位機。
工作時，F(xiàn)PGA輸出采樣時鐘信號到數(shù)字傳感器的信號取樣電路中， 數(shù)字傳感器采集信息后，F(xiàn)PGA將多路釆集過來的數(shù)字信息量進行相應 的處理，然后將各種采集到的信息數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)接口芯片發(fā)送出去。以 太網(wǎng)接口芯片可與計算機或數(shù)字系統(tǒng)相連，不僅方便用戶，而且更加專 業(yè)；同時系統(tǒng)完全數(shù)字化設(shè)計，具有較強的抗干護"性，有利于數(shù)捧在現(xiàn)
場的傳輸；而且，數(shù)字傳感器本身體積小、重量輕、使整個檢測系統(tǒng)小 型化。其中
信號取樣電路主要是通過數(shù)字傳感器，將外部的模擬信息量采集 進來，然后將其轉(zhuǎn)換成相應的數(shù)字傳感信息；
FPGA:主要是將采集的過來的數(shù)字信息進行處理。由于采集過來 的信息量比較大，比如一些聲音，圖像等，需要處理的數(shù)據(jù)量比較大， 所以在此采用FPGA來處理，同時FPGA可以并行處理外部數(shù)字傳感器 采集的數(shù)據(jù)，以及與以太網(wǎng)接口芯片，使整個系統(tǒng)具有較快的數(shù)據(jù)處理 能力，同時具有很強的穩(wěn)定性。FPGA可以直接，數(shù)字傳感器的數(shù)字傳 感信息輸出為已標定數(shù)字量通過以太網(wǎng)接口芯片的對接，.實現(xiàn)與.上位機 的通信。
通信機制采用以太網(wǎng)是當今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議 標準。
上位機通過遠程傳輸過來的信號進行相應的處理，如果存在多個 數(shù)字傳感器信息，也可以根據(jù)傳感器的計劃位置對每個傳感器作標記， 并且將包含傳感器的標識碼以及對應的傳感器位置的系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)提 供給用戶終端。在應用中，包括上位機在內(nèi)的各種所述遠程監(jiān)控主機可 以包括發(fā)送單元，向用戶終端發(fā)送所述數(shù)字傳感器的標識碼以及對應傳 感器位置的系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)。還可以包持報警單元，''判斷以太網(wǎng)接口芯片 發(fā)送來的所述標定數(shù)字量，并決定是否報警，需要報警時發(fā)出告警信息， 比如聲音、圖形標志信息等。
本實用新型可以解決 一 般傳感器對模數(shù)信號轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的誤
6差和干擾以及不可靠因素的影響，通過智能數(shù)字傳感器技術(shù)可以正確， 無誤的采集外界的信息量，同時解決與數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)的接軌的問題。數(shù)字
傳感器與基于FPGA的硬件電路組合使用，利用以太網(wǎng)接口進行數(shù)據(jù)與 上位機之間的傳輸，從而實現(xiàn)一個完整的實時監(jiān)控，；險測的系統(tǒng)。
在具體應用中，智能數(shù)字傳感器技術(shù)廣泛應用于各行各業(yè)中，例如 公寓，工廠，農(nóng)廠，交通等等。通過檢測建筑物或交通工具中的煙，溫 度，水質(zhì)，煤氣，介質(zhì)，能量來獲M目應的信息以便可以預防一些潛在 的危險以及可以時時監(jiān)控整個事件的工作狀態(tài)。fi]時其技術(shù)對傳感器信 號進行數(shù)字信號處理后直接輸出已標定的數(shù)字量，可直接與計算機或數(shù) 字系統(tǒng)相連，不<又方<更用戶，而且更加專業(yè)。
本實用新型主要將傳感器領(lǐng)域面向數(shù)字化、集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò) 化發(fā)展，智能數(shù)字傳感器的信號采樣，處理，變送實現(xiàn)了全數(shù)字化，較 徹底地回避了模擬量檢測試受溫度、電磁場干擾等不穩(wěn)定、不可靠因素 的影響，可靠性、穩(wěn)定性、適用性大大增強，同時也解決與數(shù)字化網(wǎng)絡(luò) 的接軌問題。
以上對本實用新型所提供的一種傳感裝置進行了詳細介紹，本文中 應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施
方式的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法反其思想；同時,對于 本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，在具體實施方式
及應 用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本實 用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種傳感裝置，其特征在于，包括獲取數(shù)字傳感信息的數(shù)字傳感器；連接所述數(shù)字傳感器、并將輸入的所述數(shù)字傳感信息直接輸出為已標定數(shù)字量的數(shù)字處理器；輸出所述已標定數(shù)字量的以太網(wǎng)接口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其特征在于所述數(shù)字傳感器 是智能數(shù)字傳感器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感裝置，其特征在于所述數(shù)字處 理器是現(xiàn)場可編程門陣列FPGA。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感裝置，其特征在于所述以太網(wǎng) 接口通過網(wǎng)線或無線模塊連接遠程監(jiān)控主機。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感裝置，其特征在于所述遠程監(jiān)控主 機包括向用戶終端發(fā)送所述數(shù)字傳感器的標識碼以及對應傳感器位置 的系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)的發(fā)送單元。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感裝置，其特征在于所述遠程監(jiān)控主 機包括判斷所述標定數(shù)字量并決定是否報警的報警單元。
專利摘要本實用新型公開一種傳感裝置，包括獲取數(shù)字傳感信息的數(shù)字傳感器；連接所述數(shù)字傳感器、并將輸入的所述數(shù)字傳感信息直接輸出為已標定數(shù)字量的數(shù)字處理器；輸出所述已標定數(shù)字量的以太網(wǎng)接口。本實用新型傳感器可以在小型化的基礎(chǔ)上實現(xiàn)精確、高效、快速的效果。
文檔編號G01D5/12GK201327394SQ20082022945
公開日2009年10月14日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者林小泉 申請人:福建三元達通訊股份有限公司