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)，包括多組實現(xiàn)不同類型傳感器的適配調(diào)理的傳感器適配組件、實現(xiàn)傳感器可靈活配置的自定義總線、提供各組件的現(xiàn)場備用供電的供電組件以及實現(xiàn)現(xiàn)場的無線控制處理無線組件，所述該些不同傳感器適配組件分別連接于自定義總線，所述供電組件與無線組件分別連接自定義組件并通過自定義組件連接至傳感器適配組件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型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，且可單獨使用，也可組合使用，可以對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)場操作工作量，降低系統(tǒng)復(fù)雜性，提高可靠性。
【專利說明】一種可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本實用新型涉及傳感器信號處理技術(shù)，具體涉及一種可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)，特別適用于多個不同傳感器信號前置調(diào)理適配。
【背景技術(shù)】:
[0002]在各種測量/控制系統(tǒng)及應(yīng)用中，由于傳感器類型的多樣化，常常會出現(xiàn)傳感器輸出的電信號類型或質(zhì)量與測量/控制儀器的要求不一致，因此，為了滿足應(yīng)用要求，往往會引入一級前置調(diào)理適配，以實現(xiàn)信號的匹配。系統(tǒng)組成架構(gòu)見附圖1。
[0003]通常，前置調(diào)理適配功能的實現(xiàn)都采用功能獨立的儀器，針對相應(yīng)類型的傳感器信號進(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，市場上有測量/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量/控制儀器中，可支持多種常用傳感器信號的調(diào)理適配。
[0005]顯然，對于傳感器的使用數(shù)量不多、種類相對固定且單一的應(yīng)用情況，上述的適配解決方法，完全可以勝任。但是對于一些復(fù)雜的測量/控制系統(tǒng)，往往需要對較多數(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，基本上只能對一種或少數(shù)的傳感器信號進(jìn)行適配。因此，對于復(fù)雜系統(tǒng)，則需要多種、多個適配儀器，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不一致性的風(fēng)險，同時也增加了現(xiàn)場操作工作量。
實用新型內(nèi)容:
[0008]本實用新型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)中對一些復(fù)雜的測量/控制系統(tǒng)，需要對較多數(shù)量、類型的傳感器進(jìn)行適配存在著適配功能單一，基本上只能對一種或少數(shù)的傳感器信號進(jìn)行適配，且對于復(fù)雜系統(tǒng)，則需要多種、多個適配儀器，增加了成本的同時也增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，從而降低了可靠性的技術(shù)性問題。
[0009]本實用新型的具體技術(shù)方案如下:
[0010]一種可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)，包括多組實現(xiàn)不同類型傳感器的適配調(diào)理的傳感器適配組件、實現(xiàn)傳感器可靈活配置的自定義總線、提供各組件的現(xiàn)場備用供電的供電組件以及實現(xiàn)現(xiàn)場的無線控制處理無線組件，所述該些不同傳感器適配組件分別連接于自定義總線，所述供電組件與無線組件分別連接自定義組件并通過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、信號控制總線以及邏輯總線，所述電源總線、信號控制總線以及邏輯總線分別通過自定義總線接口接出。
[0013]優(yōu)選地，所述無線組件包括無線電路單元、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芯片實現(xiàn)對工業(yè)鋰電池的輸出電流管理。
[0018]本實用新型的可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)的有益效果如下:
[0019]1、本實用新型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，且可單獨使用，也可組合使用，可以對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)場操作工作量，降低系統(tǒng)復(fù)雜性，提高可靠性。
[0020]2、本實用新型的可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)提供了一種現(xiàn)場工作概念的傳感器適配架構(gòu)，通過采用加載供電組件、無線組件實現(xiàn)“無線”的現(xiàn)場應(yīng)用，增加了系統(tǒng)工作的智能性。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0021]以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】來進(jìn)一步說明本實用新型。
[0022]圖1為本實用新型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為本實用新型的傳感器適配組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本實用新型的自定義總線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為本實用新型的供電組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5為本實用新型的無線組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】:
[0027]為了使本實用新型實現(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)一步闡述本實用新型。
[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)場備用供電的供電組件3以及實現(xiàn)現(xiàn)場的無線控制處理無線組件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與無線組件4分別連接自定義組件2并通過自定義組件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，該控制可通過自定義總線2實現(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連接有手動控制單元14。所以也可以通過手動操作實現(xiàn)控制；自定義總線接口 21實現(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、信號控制總線23以及邏輯總線24，所述電源總線22、信號控制總線23以及邏輯總線24分別通過自定義總線接口 21接出，其中，電源總線22實現(xiàn)對其他需要供電的所有組件的電源傳輸，每個組件均可通過自定義總線接口 21中電源總線22單獨由外部供電；信號控制總線23實現(xiàn)其他所有組件的管理控制信息的傳輸，每個組件均可通過自定義總線接口 21中部分信號控制總線23單獨與上位機(jī)連接；邏輯總線24實現(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。每個組件均可通過自定義總線接口 21中邏輯總線24單獨控制。
[0031]所述無線組件4包括無線電路單元41、控制電路單元42、接口電路單元43，所述接口電路單元43通過自定義總線接口 21連接自定義總線2，其中，無線電路單元41實現(xiàn)數(shù)據(jù)無線傳輸與接收；控制電路單元42實現(xiàn)自定義總線2與無線電路單元41的數(shù)據(jù)交互與控制；接口電路單元43實現(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實現(xiàn)電源輸出及相應(yīng)的電量信息的輸出。
[0033]在本實施例中，傳感器適配架構(gòu)可單獨使用，也可以根據(jù)實際需要靈活配置組合使用。
[0034]當(dāng)單獨使用時，傳感器適配組件自成一個功能獨立的適配儀器，可通過上位機(jī)連接自定義總線中的信號控制總線進(jìn)行在線控制，也可以通過手動操作控制；各組件的電源由外部供電并通過自定義總線的電源總線提供；邏輯控制通過自定義總線的邏輯總線實現(xiàn)。
[0035]當(dāng)組合使用時，根據(jù)實際需要，各種不同的傳感器適配組件通過相互間的自定義總線接口實現(xiàn)硬件無縫級連，和單獨使用一樣，可通過上位機(jī)連接任意一個空閑的級聯(lián)中的自定義總線接口進(jìn)行在線集中控制，也可以對相應(yīng)的傳感器適配組件進(jìn)行手動操作控制。本實施例涉及無線組件，還可以通過無線方式進(jìn)行在線集中操作控制。
[0036]電源可通過任意一個空閑的級聯(lián)中的自定義總線接口由外部供電。本實施例涉及供電組件，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]邏輯控制也可通過任意一個空閑的級聯(lián)中的自定義總線接口的邏輯總線實現(xiàn)其他所有組件的集中控制。
[0038]在本實施例中，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現(xiàn)對電荷傳感器的適配輸出；IEPE傳感器適配組件實現(xiàn)對IEPE傳感器的適配輸出；壓阻式傳感器適配組件實現(xiàn)對壓阻式傳感器的適配輸出；LVDT式位移傳感器適配組件實現(xiàn)對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芯片實現(xiàn)電源管理，可保證10個傳感器適配組件同時連續(xù)8小時工作。
[0040]另外，無線組件采用Wifi與上位機(jī)通信。
[0041]綜合以上本實用新型的結(jié)構(gòu)與原理可知，本實用新型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，且可單獨使用，也可組合使用，可以對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)場操作工作量，降低系統(tǒng)復(fù)雜性，提高可靠性；本實用新型提供了一種現(xiàn)場工作概念的傳感器適配架構(gòu)，通過采用加載供電組件、無線組件實現(xiàn)“無線”的現(xiàn)場應(yīng)用，增加了系統(tǒng)工作的智能性。
[0042]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【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，包括多組實現(xiàn)不同類型傳感器的適配調(diào)理的傳感器適配組件、實現(xiàn)傳感器可靈活配置的自定義總線、提供各組件的現(xiàn)場備用供電的供電組件以及實現(xiàn)現(xiàn)場的無線控制處理無線組件，所述該些不同傳感器適配組件分別連接于自定義總線，所述供電組件與無線組件分別連接自定義組件并通過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所述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所述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、信號控制總線以及邏輯總線，所述電源總線、信號控制總線以及邏輯總線分別通過自定義總線接口接出。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可靈活配置的傳感器適配架構(gòu)，其特征在于，所述無線組件包括無線電路單元、控制電路單元、接口電路單元，所述接口電路單元通過自定義總線接口連接自定義總線。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述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自定義總線接口連接自定義總線。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述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控制單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述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所述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芯片實現(xiàn)對工業(yè)鋰電池的輸出電流管理。
【文檔編號】G05B19/418GK203732960SQ201420050608
【公開日】2014年7月23日 申請日期: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 申請人:杭州億恒科技有限公司