野外傳感器數(shù)據(jù)采集裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及數(shù)據(jù)采集技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種野外傳感器數(shù)據(jù)采集裝置，包括微處理器、傳感器模塊、存儲器模塊、復位模塊、時鐘模塊和電源模塊，傳感器模塊、存儲器模塊、復位模塊、時鐘模塊和電源模塊均直接與微處理器連接；所述的傳感器模塊由傳感器接口組件、信號轉(zhuǎn)換組件、信號調(diào)理組件以及信號采集組件組成；所述的存儲器為大容量Flash存儲器；所述的電源模塊為整個裝置提供相應的工作電壓，包括鋰電池、電源轉(zhuǎn)換模塊以及電源管理模塊。本實用新型設計了應用鋰電池供電的便攜式野外傳感器數(shù)據(jù)采集裝置，采用片上系統(tǒng)微處理器，極大提高系統(tǒng)的集成性、低功耗性能與大數(shù)據(jù)存儲性能。
【專利說明】
野外傳感器數(shù)據(jù)采集裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及數(shù)據(jù)采集技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種野外傳感器數(shù)據(jù)采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在地質(zhì)水文、土壤狀態(tài)監(jiān)測等應用領(lǐng)域中，常常需要在野外環(huán)境中工作，工作環(huán)境相對惡劣，各觀測點分布范圍較廣，測試系統(tǒng)、測量儀器設備亦經(jīng)常需要在各測點間移動，這些都對測試測量系統(tǒng)的電源供給、便攜性、可靠性、移動性等性能指標提出了較高的要求。傳統(tǒng)的野外觀測工作中的多類型參數(shù)的測試測量必須攜帶或布施多種不同儀器設備或系統(tǒng)，從而對電源供給、運輸保障、系統(tǒng)移動等帶來諸多不便，極大地增加了野外觀測工作的難度，降低工作效率。
[0003]然而在這些應用場合中所采用的傳感器一般均具有統(tǒng)一的信號輸出范圍，最常見的是4?20mA的電流輸出型傳感器和0~10V的電壓輸出型傳感器。因此在對傳感器數(shù)據(jù)處理實時性要求不高的應用場合，完全可以使用不同的傳感器搭配統(tǒng)一的傳感器信號調(diào)理與數(shù)據(jù)采集設備，這將極大地降低觀測任務中對儀器設備的硬件需求和對電源供給等保障措施的依賴程度。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型提供一種鋰電池供電的野外傳感器數(shù)據(jù)采集裝置，功耗低、體積小、攜帶方便。
[0005]—種野外傳感器數(shù)據(jù)采集裝置，包括微處理器、傳感器模塊、存儲器模塊、復位模塊、時鐘模塊和電源模塊，傳感器模塊、存儲器模塊、復位模塊、時鐘模塊和電源模塊均直接與微處理器連接;所述的傳感器模塊由傳感器接口組件、信號轉(zhuǎn)換組件、信號調(diào)理組件以及信號采集組件組成;所述的存儲器為大容量Flash存儲器;所述的電源模塊為整個裝置提供相應的工作電壓，包括鋰電池、電源轉(zhuǎn)換模塊以及電源管理模塊。
[0006]進一步的，所述的微處理器采用32位互聯(lián)型控制芯片STM32F107VET6。
[0007]進一步的，所述的存儲器模塊包括用于外接擴展的具有可移動性低功耗的SD卡。
[0008]進一步的，所述的傳感器接口包括電流輸出型、電壓輸出型兩種類型。
[0009]進一步的，本實用新型還包括與外部U盤或PC機離線管理系統(tǒng)通信的離線通信接
□ O
[0010]進一步的，所述的復位模塊采用頂P811復位芯片。
[0011]進一步的，所述的時鐘模塊為外部振蕩器，提供系統(tǒng)時鐘。
[0012]本實用新型設計了應用鋰電池供電的便攜式野外傳感器數(shù)據(jù)采集裝置，采用片上系統(tǒng)微處理器，極大提高系統(tǒng)的集成性、低功耗性能與大數(shù)據(jù)存儲性能。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的組成框圖。
[0014]圖2為本實用新型硬件結(jié)構(gòu)框圖。
[0015]圖3為本實用新型的復位電路圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0017]—種野外傳感器數(shù)據(jù)采集裝置，如圖1所示，包括微處理器、傳感器模塊、存儲器模塊、復位模塊、時鐘模塊和電源模塊，傳感器模塊、存儲器模塊、復位模塊、時鐘模塊和電源模塊均直接與微處理器連接;所述的傳感器模塊由傳感器接口組件、信號轉(zhuǎn)換組件、信號調(diào)理組件以及信號采集組件組成;所述的存儲器為大容量Flash存儲器;所述的電源模塊為整個裝置提供相應的工作電壓，包括鋰電池、電源轉(zhuǎn)換模塊以及電源管理模塊。
[0018]本系統(tǒng)選用參數(shù)為+27V/3000mAh的鋰電池，通過電源轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換為24V、+12V、+3.3V三路工作電源，微處理器通過電源管理電路實現(xiàn)系統(tǒng)各部分電源的配給與管理，以實現(xiàn)系統(tǒng)功耗的最優(yōu)化。
[0019]微處理器為數(shù)據(jù)采集裝置的控制與數(shù)據(jù)處理核心，負責終端各模塊的協(xié)調(diào)工作和數(shù)據(jù)處理與信息提取工作;傳感器接口包括4?20mA電流輸出型傳感器接口與O?1V電壓輸出型傳感器接口 ；傳感器信號轉(zhuǎn)換為I/V變換電路，將傳感器輸出的電流信號轉(zhuǎn)換成為電壓信號，便于后端的數(shù)據(jù)采集;傳感器信號調(diào)理主要是實現(xiàn)傳感器信號的幅度調(diào)節(jié)、濾波、噪聲抑制、沖擊信號限幅等功能，最終將信號調(diào)理至適合數(shù)據(jù)采集的電壓范圍;存儲器模塊用于實時保存?zhèn)鞲衅鞑杉瘮?shù)據(jù)、傳感器參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)等。
[0020]所述的微處理器采用32位互聯(lián)型控制芯片STM32F107VET6，該控制芯片外設資源豐富，包含不同種類的互聯(lián)總線接口，能夠極大地降低系統(tǒng)體積、提高系統(tǒng)集成度與穩(wěn)定性，其外部連接框圖如圖2所示。
[0021 ]所述的存儲器模塊包括用于外接擴展的具有可移動性低功耗的SD卡。
[0022]本實用新型利用控制芯片STM32F107VET6的片上USB-OTG模塊實現(xiàn)分別與外部U盤或PC機離線管理系統(tǒng)通信的離線通信接口。當與U盤通信時，微處理器將USB-OTG模塊切換至IJUSB-H0ST模式，即可實現(xiàn)將采集數(shù)據(jù)信息傳輸至U盤存儲；當與PC機的離線數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)通信時，USB-OTG模塊切換到USB-SLAVE模式，即可實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)信息上傳至PC機管理系統(tǒng)。
[0023]所述的復位模塊采用MP811復位芯片，不僅可以監(jiān)視3.3V電源，還具有去抖動的手動復位輸入，復位電路如圖3所示。當Vcc低于復位門限時，RESET被確定為低電平并在復位條件中止后保持低電平至少140ms，另外只要手動復位輸入為低電平，那么RESET就為低電平有效。
[0024]所述的時鐘模塊為外部振蕩器，提供系統(tǒng)時鐘。
[0025]以上所述，僅為本實用新型的具體實施例，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應該以權(quán)利要求書所限定的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種野外傳感器數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:包括微處理器、傳感器模塊、存儲器模塊、復位模塊、時鐘模塊和電源模塊，傳感器模塊、存儲器模塊、復位模塊、時鐘模塊和電源模塊均直接與微處理器連接;所述的傳感器模塊由傳感器接口組件、信號轉(zhuǎn)換組件、信號調(diào)理組件以及信號采集組件組成;所述的存儲器為大容量Flash存儲器;所述的電源模塊為整個裝置提供相應的工作電壓，包括鋰電池、電源轉(zhuǎn)換模塊以及電源管理模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的野外傳感器數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:所述的微處理器采用32位互聯(lián)型控制芯片STM32F107VET6。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的野外傳感器數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:所述的存儲器模塊包括用于外接擴展的具有可移動性低功耗的SD卡。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的野外傳感器數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:所述的傳感器接口包括電流輸出型、電壓輸出型兩種類型。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的野外傳感器數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:還包括與外部U盤或PC機離線管理系統(tǒng)通信的離線通信接口。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的野外傳感器數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:所述的復位模塊采用頂P811復位芯片。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的野外傳感器數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:所述的時鐘模塊為外部振蕩器，提供系統(tǒng)時鐘。
【文檔編號】G05B19/042GK205594366SQ201620238124
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年3月23日
【發(fā)明人】楊榮金, 李秀紅, 黃天戍
【申請人】安徽京師方圓信息技術(shù)有限公司