一種實(shí)驗(yàn)室設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備是否運(yùn)行的裝置，具體涉及一種實(shí)驗(yàn)室設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)入21世紀(jì)，隨著我國(guó)教育體制改革的不斷推進(jìn)，國(guó)家對(duì)高等教育的財(cái)政投入也在不斷增加，在十一五期間已經(jīng)達(dá)到了 GDP的4%，使得我國(guó)高校的辦學(xué)條件得到了快速的提升。其中隨著國(guó)家對(duì)教育的投資，各大高校也加大了對(duì)科研方面的投入，提高了對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重視度，特別是教育部教學(xué)工作水平評(píng)估對(duì)教學(xué)儀器設(shè)備的指標(biāo)性要求，使得每年高校都要購置很多實(shí)驗(yàn)室設(shè)備以提高學(xué)校的整體水平，特別是一些大型科研設(shè)備都是從外國(guó)購入，價(jià)格非常昂貴。以浙江省杭州某普通高校為例，截至到2011年5月份，全校在用的教學(xué)科研實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備共計(jì)41169臺(tái)，價(jià)值3.8億，年平均遞增超過20%。
[0003]購置的這些設(shè)備，對(duì)于保證學(xué)校各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)的順利開展和科研水平的提高發(fā)揮了重要的促進(jìn)作用。但是，隨著辦學(xué)規(guī)模的擴(kuò)大和科研創(chuàng)新的進(jìn)步，各高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與設(shè)備管理工作中仍存在著很多不足之處，所引起的問題正逐漸暴露出來，且日益嚴(yán)重。一方面儀器設(shè)備仍不能滿足實(shí)踐教學(xué)和科研工作的需求，另一方面大量的教學(xué)儀器設(shè)備被閑置，利用率偏低，大型精密儀器設(shè)備存在長(zhǎng)時(shí)間嚴(yán)重閑置浪費(fèi)現(xiàn)象。為了提高設(shè)備的使用效率，首先需要監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，所以有必要提供一種監(jiān)測(cè)各實(shí)驗(yàn)設(shè)備是否處于運(yùn)行狀態(tài)的裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種實(shí)驗(yàn)室設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)?shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行實(shí)施監(jiān)測(cè)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0006]一種實(shí)驗(yàn)室設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括與實(shí)驗(yàn)設(shè)備相連接且用于監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備狀態(tài)的前端監(jiān)測(cè)模塊，前端監(jiān)測(cè)模塊通過Zigbee模塊連接有中位機(jī)，中位機(jī)通過網(wǎng)關(guān)模塊連接有液晶顯不屏O
[0007]所述中位機(jī)與網(wǎng)關(guān)模塊之間通過485總線相連。
[0008]所述前端監(jiān)測(cè)模塊包括與實(shí)驗(yàn)室設(shè)備相連接的電流互感器，電流互感器連接有峰值檢波器，峰值檢波器連接有比較電路，比較電路連接有MCU模塊，MCU模塊通過Zigbee模塊連接有中位機(jī)。
[0009]所述MCU模塊還連接有時(shí)鐘模塊和存儲(chǔ)器模塊。
[0010]所述峰值檢波器包括第一電阻、二極管、第一運(yùn)放放大器、第二運(yùn)放放大器、穩(wěn)壓二極管，所述第一電阻一端接地，另一端與第一運(yùn)放放大器正極相連，第一運(yùn)放放大器正極還連接有VCC電源，并且接收輸入的信號(hào)，第一運(yùn)放放大器負(fù)極連接二極管的輸出端，第一運(yùn)放放大器負(fù)極還連接有負(fù)VCC電源；第一運(yùn)放放大器的輸出端與二極管的輸入端相連，二極管的輸出端還連接有第二電容的一端，第二電容的另一端接地；二極管的輸出端與第二運(yùn)放放大器正極相連，第二運(yùn)放放大器正極還連接有VCC電源，第二運(yùn)放放大器的負(fù)極與第二運(yùn)放放大器的輸出端相連，并且第二運(yùn)放放大器LM358的負(fù)極還連接有負(fù)VCC電源，第二運(yùn)放放大器的輸出端連接有A/D轉(zhuǎn)換器，并且第二運(yùn)放放大器的輸出端還連接有穩(wěn)壓二極管的負(fù)極，穩(wěn)壓二極管的正極接地。
[0011]所述電流互感器型號(hào)為GCT-226A。
[0012]所述MCU模塊為STC12C5A60S2單片機(jī)。
[0013]所述時(shí)鐘模塊為DS1302時(shí)鐘芯片。
[0014]所述存儲(chǔ)器模塊為AT24C64芯片。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的有益效果:本實(shí)用新型通過在實(shí)驗(yàn)室設(shè)置前端監(jiān)測(cè)模塊，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)的結(jié)果通過Zigbee模塊發(fā)生給中位機(jī)，中位機(jī)再通過網(wǎng)關(guān)模塊發(fā)送給液晶顯示屏，管理人員通過顯示屏能夠查看各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的運(yùn)行情況可以進(jìn)行合理的調(diào)配，從而提高實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的管理水平。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于應(yīng)用在實(shí)際實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的管理中。
[0016]進(jìn)一步的，在實(shí)驗(yàn)室中設(shè)置與實(shí)驗(yàn)室設(shè)備相連的電流互感器，采集實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的電流，并將采集的電流值傳輸給峰值檢波器，峰值檢波器將收到的交流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷餍盘?hào)后，傳輸給比較電路，比較電路根據(jù)事先設(shè)置好的閾值，對(duì)電流峰值的大小進(jìn)行比較，并將比較后的結(jié)果發(fā)送給MCU模塊，MCU模塊對(duì)接收到的信息進(jìn)行判斷后，再將判斷后的結(jié)果傳輸給顯示屏，管理人員通過顯示屏能夠查看各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況。
[0017]進(jìn)一步的，峰值檢波器包括第一電阻、二極管、第一運(yùn)放放大器、第二運(yùn)放放大器、穩(wěn)壓二極管，通過峰值檢波器能夠?qū)崿F(xiàn)將電流互感器采集的交流信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)，進(jìn)而輸出。
[0018]進(jìn)一步的，MCU模塊為STC12C5A60S2單片機(jī)，簡(jiǎn)化了電路復(fù)雜性、增強(qiáng)了采集模塊的靈活性，而且還提高了可靠性。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為前端監(jiān)測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為單片機(jī)管腳及外圍電路接口結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4為峰值檢波器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中，I為前端采集模塊，2為Zigbee模塊，3為中位機(jī)，4為網(wǎng)關(guān)模塊，5為液晶顯示屏，6為峰值檢波器，7為MCU模塊，8為時(shí)鐘模塊，9為電流互感器，10為存儲(chǔ)模塊，11為比較電路。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025]參見圖1，本實(shí)用新型包括與實(shí)驗(yàn)設(shè)備相連接且用于監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備狀態(tài)的前端監(jiān)測(cè)模塊1，前端監(jiān)測(cè)模塊I通過Zigbee模塊2連接有中位機(jī)3，中位機(jī)3通過網(wǎng)關(guān)模塊4連接有液晶顯示屏5。其中，所述中位機(jī)與網(wǎng)關(guān)模塊4之間通過485總線相連。
[0026]參見圖2，所述前端監(jiān)測(cè)模塊包括與實(shí)驗(yàn)室設(shè)備相連接的電流互感器9，每個(gè)電流互感器I均與實(shí)驗(yàn)室的一臺(tái)設(shè)備相連接，并用于測(cè)定每臺(tái)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的電流值，電流互感器9與峰值檢波器2的輸入端相連接，峰值檢波器2的輸出端連接有比較電路11的輸入端，比較電路11的輸出端連接有MCU模塊4，MCU模塊4通過Zigbee模塊2連接有中位機(jī)3，中位機(jī)3通過485總線經(jīng)網(wǎng)關(guān)模塊4傳輸給液晶顯示屏5，管理人員通過液晶顯示屏5可以查看各個(gè)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。
[0027]所述電流互感器I型號(hào)為GCT-226A。該電流互感器可以將數(shù)值較大的一次電流通過一定的變比轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次電流，用來進(jìn)行保護(hù)、測(cè)量，便于二次儀表測(cè)量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流，避免直接測(cè)量線路的危險(xiǎn)。
[0028]本實(shí)用新型中比較電路11用于實(shí)驗(yàn)室設(shè)備開機(jī)、關(guān)機(jī)、待機(jī)狀態(tài)的判別。由于儀器設(shè)備在開機(jī)、關(guān)機(jī)、待機(jī)狀態(tài)時(shí)，流過設(shè)備的電流大小不同，峰值檢波器6輸出的電壓就不同，所以，通常需要設(shè)置三個(gè)相應(yīng)的電壓閾值，就能判斷實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的各個(gè)工作狀態(tài)。
[0029]本實(shí)用新型中比較電路11采用的是比較器。比較器主要由運(yùn)算放大器LM324構(gòu)成。同相端連接峰值檢波器的輸出電壓信號(hào)，反相端連接參考電壓。當(dāng)同相端輸入電壓大于反相端參考電壓時(shí)，運(yùn)算放大器輸出端CMP為高電平，反之則為低電平。MCU模塊7