一種預(yù)裝式電氣屋的智能數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控模塊的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種預(yù)裝式電氣屋的智能數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控模塊，采用CMOS多路電子開關(guān)切換多通道信號輸入，共用一套信號變換、隔離、放大、A/D轉(zhuǎn)換和處理電路，可大大簡化數(shù)據(jù)采集模塊結(jié)構(gòu)，一種裝置可接收測試多種信號源，同時實現(xiàn)了信號端與放大器間的“完全隔離”，其隔離效果好，信號傳遞精度高，采用當(dāng)時瞬間增益K作為處理傳輸信號的放大倍數(shù)，可以有效的消除放大電路由于溫度影響而產(chǎn)生的漂移，另外通過實現(xiàn)自動選擇量程，使得放大后的信號精度更高，本實用新型功能全，運行起來方便靈活，測試信號精準(zhǔn)，可以很好的實現(xiàn)運程無線監(jiān)控與管理的功能。)
【專利說明】一種預(yù)裝式電氣屋的智能數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控模塊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控領(lǐng)域，特別涉及一種預(yù)裝式電氣屋的智能數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控模塊。

【背景技術(shù)】
[0002]預(yù)裝式電氣屋(見圖1、圖2)是一種安裝在戶外的變(配)電、用電集成方案的產(chǎn)品，是按照業(yè)主或設(shè)計方的電氣屋方案將高壓開關(guān)柜、低壓開關(guān)柜、變壓器、中低壓變頻器數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)等主電氣設(shè)備合理的布置在定制的可移動式鋼結(jié)構(gòu)房間內(nèi)。同時基于電氣屋內(nèi)外部的條件及要求，配置空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、火警及聲光報警系統(tǒng)等，使電氣可以滿足人員日常維護及安防的需要。整個電氣屋按客戶需求進行設(shè)計、建造設(shè)備安裝，互聯(lián)接線，整體檢驗調(diào)試，然后整體運輸至客戶現(xiàn)場，直接通電即可投入使用。由于礦山、鐵路、石油等大型工程，多數(shù)在野外，有時工程的工期緊，故要求設(shè)備預(yù)裝好?？梢姶祟愌b置需求量越來越大。然而預(yù)裝式電氣屋的屋內(nèi)數(shù)據(jù)采集量大，監(jiān)視與控制智能化要求高。現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足:
[0003]I)多采用模擬信號傳遞，易受干擾，精度低，連線復(fù)雜；采用模擬信號傳遞，要通過傳感器、變送器，變換成標(biāo)準(zhǔn)信號后，再傳遞，這樣系統(tǒng)十分復(fù)雜，成本高；
[0004]2)采用模擬信號傳遞、處理和變換時，要一個信號對應(yīng)一套處理、變換器，系統(tǒng)更為復(fù)雜；
[0005]3)傳統(tǒng)的模擬信號傳遞，常采用光電耦合器隔離，其線性差，也有干擾；
[0006]4)傳統(tǒng)的模擬信號傳遞、處理和變換時，其放大器受溫度影響有漂移，信號傳遞誤差大；
[0007]5)傳統(tǒng)的模擬信號變換器的A/D由于位數(shù)低，其分辨率也低；
[0008]6)傳統(tǒng)的監(jiān)測控制模塊，不采用現(xiàn)場總線系統(tǒng)，使得監(jiān)測控制不靈活，即無管理功能，也無遠(yuǎn)程監(jiān)控功能；
[0009]7)傳統(tǒng)的變電系統(tǒng)和用電系統(tǒng)和傳動裝置是分開設(shè)置的，其參數(shù)監(jiān)測控制也分散，使監(jiān)測控制系統(tǒng)亟為復(fù)雜，且不能預(yù)裝，使得現(xiàn)場安裝復(fù)雜，又得現(xiàn)場調(diào)試，完工時間長。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明提供了一種預(yù)裝式電氣屋的智能數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控模塊，采用CMOS多路電子開關(guān)切換多通道信號輸入，共用一套信號變換、隔離、放大、A/D轉(zhuǎn)換和處理電路，可大大簡化數(shù)據(jù)采集模塊結(jié)構(gòu)，一種裝置可接收測試多種信號源，同時實現(xiàn)了信號端與放大器間的“完全隔離”，其隔離效果好，信號傳遞精度高，采用當(dāng)時瞬間增益作為處理傳輸信號的放大倍數(shù)，可以有效的消除放大電路由于溫度影響產(chǎn)生的漂移，另外通過實現(xiàn)自動選擇量程，使得放大后的信號精度更高，本發(fā)明功能全，運行起來方便靈活，測試信號精準(zhǔn)，可以很好的實現(xiàn)遠(yuǎn)程無線監(jiān)控與管理的功能。
[0011]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0012]一種預(yù)裝式電氣屋的智能數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控模塊，包括N個多路通用信號智能采集模塊，每一個多路通用信號智能采集模塊由信號接入單元、信號變換單元、隔離放大單元和嵌入式微電腦單元依次連接組成；所述隔離放大單元由電容隔離組件U1、自適應(yīng)放大模塊、當(dāng)時增益測試組件U4依次連接，B1、B2和B3為信號輸入端，Vout為輸出信號。
[0013]所述信號接入單元由UINl?UIN3的3個⑶4051組成，每個⑶4051有8個信號輸入端，分別是INll?IN18、IN21?IN28和IN31?IN38，每個信號有3個輸入端，對應(yīng)3個芯片的相對的輸入端，如第I個輸入信號端為IN11、IN21和IN31，其余類推，QH為3個芯片的共同選通端，D2、D1、D0為3個芯片輸入端的選通信號，來自智能處理模塊，A1、A2和A3為信號輸出端。
[0014]所述信號變換單元包括由⑶4502構(gòu)成的電壓跟隨器GSl?GS6、數(shù)字電位器X9241、微電子開關(guān)SI?S7、精密電阻Rl?R11、74H573鎖存器SC，SI?S7微電子開關(guān)選通信號D2、D1、D0鎖存在SC內(nèi)，BX為SC的片選信號；Vout為精密基準(zhǔn)電源MAX872模塊提供的2.5V精密基準(zhǔn)電源，Al、A2和A3為準(zhǔn)備變換信號的接入端，B1、B2和B3為信號輸出端。
[0015]所述電容隔離組件Ul為1^1043，是由電子開關(guān)1^11、1((312、1^21、1^22、電容(:1、C2組成，電子開關(guān)Kell、Kcl2接在電容Cl的兩端，電子開關(guān)Kc21、Kc22接在電容C2的兩端，電子開關(guān)KC21的輸出端接地，電子開關(guān)KCll的輸出端連接當(dāng)時增益測試組件U4，電子開關(guān)KC11、KC12、KC21、KC22以固定的高速頻率在輸入和輸出之間切換，GL為Ul片選信號，DO為開關(guān)狀態(tài)選通信號，當(dāng)DO = O時，開關(guān)向左邊合，當(dāng)DO = I時，開關(guān)向右邊合。
[0016]所述自適應(yīng)放大模塊包括精密集成運算放大器U2、可編程數(shù)字電阻網(wǎng)絡(luò)U3，可編程數(shù)字電阻網(wǎng)絡(luò)U3由數(shù)字電位器SDI，SD2和SD3所組成。
[0017]所述當(dāng)時增益測試組件U4包括K1、K2兩個數(shù)字開關(guān)，數(shù)字開關(guān)Κ2與Kl并聯(lián)，Κ2連接標(biāo)準(zhǔn)電壓Vb后與Kl的共同輸出端接地。
[0018]所述嵌入式微電腦包括A/D轉(zhuǎn)換和智能處理模塊，主要是由DSP組成的控制器操控，主要包括ΜΑΧ132± 18位A/D轉(zhuǎn)換器、基準(zhǔn)電壓源、DSP控制器、溫度傳感器、網(wǎng)絡(luò)接口和存儲器，基準(zhǔn)電壓源與A/D轉(zhuǎn)換器連接，A/D轉(zhuǎn)換器通過數(shù)據(jù)總線DBl和地址總線ABl與DSP控制器連接；DSP控制器一端通過數(shù)據(jù)總線DB2和地址總線AB2與帶現(xiàn)場總線功能的網(wǎng)絡(luò)接口連接，一端通過數(shù)據(jù)總線DB3和地址總線AB3與存儲器連接，DSP控制器同時設(shè)有USB接口 ；溫度傳感器與DSP控制器連接，Vout為U2放大器的輸出信號。
[0019]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0020]I)本智能數(shù)據(jù)采集模塊采用CMOS多路電子開關(guān)切換多通道信號輸入，共用一套信號變換、隔離、放大、A/D轉(zhuǎn)換和處理電路，可大大簡化數(shù)據(jù)采集模塊結(jié)構(gòu)；
[0021]2)本智能數(shù)據(jù)采集模塊中設(shè)計了一套通用的信號變換電路，可適用于電壓(V和mV)、電流(mA)、各種熱電耦及熱電阻信號，多數(shù)信號，可輸入直接來自傳感器信號，免用變送器;
[0022]3)采用雙精密電容和數(shù)字微電子單刀雙鄭開關(guān)的信號切換方法，實現(xiàn)了信號端與放大器間的“完全隔離”。其隔離效果好，信號傳遞精度高；
[0023]4)自適應(yīng)增益放大電路，采用了實測“當(dāng)時瞬間增益”的方法，這是消除放大電路“零漂”的有效措施；采用由數(shù)字電位器構(gòu)成的自適應(yīng)增益方法，均可顯著提高放大精度；自適應(yīng)增益是連續(xù)智能控制的一項有效措施，因為使用8位的數(shù)字電位器，可產(chǎn)生256種電阻值，較現(xiàn)有技術(shù)中只采用幾個的電阻，有明顯的改善，且電阻網(wǎng)絡(luò)中，又組成粗調(diào)和細(xì)調(diào)電路，使可自適應(yīng)增益能接近連續(xù)的選擇，即自動選擇量程的有效方法；
[0024]5)本智能數(shù)據(jù)采集模塊中，采用了美信公司生產(chǎn)的MAX132，為±18位A/D，其轉(zhuǎn)換分辨率和精度均高；
[0025]6)本智能數(shù)據(jù)米集和監(jiān)控模塊,配合Modus和Profibus-DP兩種現(xiàn)場總線和GPRS遠(yuǎn)程無線監(jiān)控功能，同時還具備組態(tài)軟件和管理功能，是現(xiàn)代預(yù)裝式電氣屋的合理配置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是預(yù)裝式電氣屋的外形結(jié)構(gòu)。
[0027]圖2是預(yù)裝式電氣屋功能配置圖。
[0028]圖3是本發(fā)明中多路通用信號智能采集模塊原理圖。
[0029]圖4是本發(fā)明中信號接入單元電路原理圖。
[0030]圖5是本發(fā)明中信號變換單元電路原理圖。
[0031]圖6是本發(fā)明中隔離放大單元電路原理圖。
[0032]圖7是本發(fā)明中隔離放大單元接入熱電阻Rt時的電路原理圖。
[0033]圖8是嵌入式微電腦原理圖。
[0034]圖9是預(yù)裝式電氣屋的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、管理系統(tǒng)原理圖。
[0035]圖1中:1.支架模塊2.電氣屋帶保溫層的外墻板3.變電系統(tǒng)模塊4.變電系統(tǒng)模塊空調(diào)外部熱管交換器5.用電系統(tǒng)模塊空調(diào)外部熱管交換器6.用電系統(tǒng)模塊7.用電系統(tǒng)模塊側(cè)面雨搭8.扶梯

【具體實施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進一步說明:
[0037]見圖9，一種預(yù)裝式電氣屋的智能數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控模塊，包括N個多路通用信號智能采集模塊，每一個多路通用信號智能采集模塊由信號接入單元、信號變換單元、隔離放大單元和嵌入式微電腦單元依次連接組成，信號經(jīng)由信號接入單元選通后進入信號變換單元，經(jīng)過信號變換單元將各種輸入信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的輸出電壓信號，轉(zhuǎn)化后的標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓信號進入隔離放大單元，信號在隔離放大單元中放大時，在放大每一信號前，先測出放大器當(dāng)時的瞬間放大增益K，采集的輸入信號按測得的K做放大處理，可以消除零點漂移造成的精度偏失，信號經(jīng)過隔離放大單元中的電容隔離、自適應(yīng)精密放大后，進入嵌入式微電腦，通過A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再通過DSP控制器作存儲、輸出的處理，DSP控制器與帶有現(xiàn)場總線功能的網(wǎng)絡(luò)接口連接，可以實現(xiàn)信號的遠(yuǎn)程監(jiān)控、管理與執(zhí)行；所述的電容隔離可將輸入信號端與放大電路完全隔離；所述的自適應(yīng)精密放大是放大器的放大倍數(shù)可以隨輸入信號的大小而自動選擇量程，在量程內(nèi)最大限度接近量程的放大信號。
[0038]見圖4，信號接入單元由UINl?UIN3的3個CD4051組成，每個CD4051有8個信號輸入端，分別是INll?IN18、IN21?IN28和IN31?IN38，每個信號有3個輸入端，對應(yīng)3個芯片的相對的輸入端，如第I個輸入信號端為IN11、IN21和IN31，其余類推，QH為3個芯片的共同選通端，D2、D1、D0為3個芯片輸入端的選通信號，來自智能處理模塊，信號選通條件見表1，此時QH選通信號為O電平，信號接入單元的信號由Al、A2和A3輸出。
[0039]表1:
[0040]

控制信號狀態(tài)序號信號代號輸入端開關(guān)合——————


D2 Dl DO
INl I Kl I
信號 I INI IN21 K21 0 0 0
IN31 K31
IN12 Kl 2
信號 2 IN2 IN22 K22 O O I
IN32 K32
IN13 Kl 3
信號 3 IN3 IN23 K23 O I O
IN33 K33
IN14 K14
信號 4 IN4 IN24 K24 O I I
IN34 K34
IN15 K15
信號 5 IN5 IN25 K25 I O O
IN35 K35
IN 16 K16
信號 6 IN6 IN26 K26 I O I
IN36 K36
IN17 Kl 7
信號 7 IN7 IN27 K27 I I O
IN37 K37
IN18 Kl 8
信號 8 EN8 IN28 K28 I I I
IN38 K38
[0041]見圖5，信號變換單元包括由⑶4502構(gòu)成的電壓跟隨器GSl?6S6、數(shù)字電位器X9241、微電子開關(guān)SI?S7、精密電阻Rl?R11、74H573鎖存器SC，電壓跟隨器GSl?6S6用于信號隔離，SC用于鎖存SI?S7微電子開關(guān)選通信號D2、D1、D0,BX為SC的片選信號，微電子開關(guān)SI?S7的接通條件見表2 ；Vout為精密基準(zhǔn)電源MAX872模塊提供的2.5V精密基準(zhǔn)電源，Al、A2和A3為準(zhǔn)備變換信號的接入端，B1、B2和B3為信號輸出端。
[0042]表2:
[0043]
控制信開關(guān)S鏟通條件
號狀態(tài) SI I S2 I S3一I S4 I S5 I S6 I S7
D2__0 0 0 0 1 1 1
Dl0 0 1 1 0 0 1
DOO I O I O I O
[0044]見圖6、圖7，隔離放大單元包括電容隔離組件U1、自適應(yīng)放大模塊、當(dāng)時增益測試組件U4，BUB2和B3為信號輸入端，Vout為輸出信號。
[0045]電容隔離組件Ul為LT1043，是由電子開關(guān)Kcll、Kcl2、Kc21、Kc22、電容C1、C2組成，電子開關(guān)Kell、Kcl2、Kc21、Kc22以固定的高速頻率在輸入和輸出之間切換，當(dāng)檢測電壓、電流和熱電耦信號時，見圖6，信號由B1、B2進入，當(dāng)檢測熱電阻信號時，見圖7，信號由BUB2和B3進入，電子開關(guān)Kcll、Kcl2、Kc21、Kc22切換到輸入時，信號給電容C1、C2充電，開關(guān)Kell、Kcl2、Kc21、Kc22切換到輸出時，信號傳輸給放大器，實現(xiàn)了傳感器電路與放大電路的隔離；見圖7，當(dāng)檢測熱電阻信號時，熱電阻的電壓信號從B1、B2進入，給電容Cl充電，導(dǎo)線的電壓信號從B2、B3進入，給電容C2充電，由于電子開關(guān)Kc21的輸出接地，使電容Cl上的電壓和電容C2上的電壓相減，抵消了部分導(dǎo)線對熱電阻的影響，提高了熱電阻的檢測精度，也實現(xiàn)了傳感器電路與放大電路的隔離；GL為Ul片選信號，DO為開關(guān)狀態(tài)選通信號，當(dāng)DO = O時，開關(guān)向左邊合，電容接收信號，當(dāng)DO = I時，開關(guān)向右邊合，向C3上送出信號。
[0046]見圖6、圖7，自適應(yīng)放大模塊包括精密集成運算放大器U2、可編程數(shù)字電阻網(wǎng)絡(luò)U3，可編程數(shù)字電阻網(wǎng)絡(luò)U3由數(shù)字電位器SD1，SD2和SD3所組成，此可編程數(shù)字電阻網(wǎng)絡(luò)U3是使用8位的數(shù)字電位器，可產(chǎn)生256種電阻值，用以改變放大電路的增益，數(shù)字電位器的電阻值由嵌入式微電腦提供自適應(yīng)增益控制信號。
[0047]見圖6、圖7，當(dāng)時增益測試組件U4包括K1、K2兩個數(shù)字開關(guān)，啟動U4，將Dl擲低電平，使數(shù)字開關(guān)Kl接通，斷開數(shù)字開關(guān)Κ2，放大電路輸入端接地，測出當(dāng)時的輸出VuotO ；將Dl擲高電平，使數(shù)字開關(guān)Kl斷開，數(shù)字開關(guān)Κ2接通，放大電路輸入端接入標(biāo)準(zhǔn)電壓Vb，測出當(dāng)時的輸出Voutb,則當(dāng)時放大電路的實際增益是:K = (Voutb-VoutO)/Vb,將當(dāng)時測得的信號按當(dāng)時瞬間增益K做放大處理。
[0048]見圖8，嵌入式微電腦包括A/D轉(zhuǎn)換和智能處理模塊，主要是由DSP組成的控制器操控，包括MAX132± 18位A/D轉(zhuǎn)換器、基準(zhǔn)電壓源、DSP控制器、溫度傳感器DS18B20、網(wǎng)絡(luò)接口和存儲器，A/D轉(zhuǎn)換器通過數(shù)據(jù)總線DBl和地址總線ABl與DSP控制器連接；DSP控制器一端通過數(shù)據(jù)總線DB2和地址總線AB2與帶現(xiàn)場總線功能的網(wǎng)絡(luò)接口連接，一端通過數(shù)據(jù)總線DB3和地址總線AB3與存儲器連接，DSP控制器同時設(shè)有USB接口 ；溫度傳感器DS18B20與DSP控制器連接，用于測量熱電偶冷端環(huán)境溫度和冷端自動補償或測其他處溫度；A/D轉(zhuǎn)換器接收U2放大器的輸出信號Vout。
[0049]信號變換原理如下:
[0050]圖5中，S1、S3、S7用于系統(tǒng)校正，在測量信號時，處于斷開狀態(tài)。
[0051](I)采集I?5V電壓信號時:見圖5，電子開關(guān)S5、S6合上，通過電阻R2、R4、R5實現(xiàn)分壓后變?yōu)?.25?1.25V的電壓信號加在數(shù)字電位器X9241的Wl號電位器VO的兩端，經(jīng)過軟件實現(xiàn)對該電位器的調(diào)節(jié)，令其滑動端的數(shù)值為25，按25/63(電位器內(nèi)共有63個電阻單元組成的陣列)這樣比例繼續(xù)分壓變?yōu)榧s100?500mV信號，見圖6，加在放大器U2-LTC1043的入端電容C3上，待放大。此時放大器U2的3個電位器形成的放大倍數(shù)應(yīng)為1，才能保證在運放LT1013的輸出端最大電壓不超過500mV ;具體如何設(shè)置這3個電位器滑動端的數(shù)值應(yīng)由軟件確定。
[0052](2)采集4?20mA電流信號時:見圖4，在信號接入單元的輸入端接上一個25 Ω的精密電阻，實際上仍為100?500mV信號輸入，見圖5，令電子開關(guān)S5、S6合上，此時Wl的電位器不必分壓，按1:1傳輸即可，其滑動端的數(shù)值應(yīng)設(shè)置為630，其它分析過程同上。
[0053](3)采集熱電偶信號時:見圖5，電子開關(guān)S5、S6合上。典型的幾種熱電偶信號如K、S、J、R、T、E型的上限電壓在15?80mV之間，Wl電位器不需分壓按1:1傳輸。見圖6，放大器U2的3個電位器X9241形成的放大倍數(shù)應(yīng)在6?30之間，具體選值在調(diào)試中加以確定。
[0054](4)采集熱電阻信號時:見圖5，電子開關(guān)S2、S4、S5、S6合上。熱電阻采用的是三線制接法，見圖7，消除了長距離傳輸時傳輸導(dǎo)線的電阻帶來的誤差。采集過來的電阻值接在圖5中的Al，A2兩端，A2，A3被三線制接法后短接，2.5V基準(zhǔn)電壓此時加在熱電阻及R8，R9上，變?yōu)楹练夒妷盒盘栞斎?。?dāng)熱電阻Rt為PtlOO輸入，即390.26 Ω時轉(zhuǎn)換約290mV左右的電壓輸出。
[0055](5)采集每個通道信號前還要采集兩個不同的基準(zhǔn)電壓，實現(xiàn)儀表在測量中的自校正功能。見圖5，電路中精密基準(zhǔn)電源MAX872輸出的2.5V電壓經(jīng)精密電阻Rl (66k Ω )，R3(192kQ)分壓后，將約為640mV左右的電壓加在X9241的Wl電位器上分壓。此時電子開關(guān)S2，S5，S6斷開，電子開關(guān)S3合上。
[0056]見圖9，預(yù)裝式電氣屋的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、管理系統(tǒng)包括智能數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控模塊、監(jiān)控管理系統(tǒng)、去執(zhí)行系統(tǒng)、現(xiàn)場監(jiān)視系統(tǒng)、GPRS無線通信系統(tǒng)、去中心管理系統(tǒng)及現(xiàn)場總線系統(tǒng)，智能數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控模塊包括N (N > I)個多路通用信號智能采集模塊。
[0057]N(N> I)個多路通用信號智能采集模塊，每個模塊都可至少接收8個模擬傳感器或變送器信號。采集的信息通過現(xiàn)場總線，傳給監(jiān)控管理系統(tǒng)決策處理后，送到相關(guān)系統(tǒng)。
[0058]監(jiān)控管理系統(tǒng)通過現(xiàn)場總線接收的信息，經(jīng)過決策處理后，顯示、監(jiān)視，或再通過現(xiàn)場總線去執(zhí)行系統(tǒng)，進行操作。也可通過GPRS無線通信系統(tǒng)將信息遠(yuǎn)傳，或接收新的命令。
【權(quán)利要求】
1.一種預(yù)裝式電氣屋的智能數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控模塊，其特征在于，包括N個多路通用信號智能采集模塊，每一個多路通用信號智能采集模塊由信號接入單元、信號變換單元、隔離放大單元和嵌入式微電腦單元依次連接組成；所述隔離放大單元由電容隔離組件U1、自適應(yīng)放大模塊、當(dāng)時增益測試組件U4依次連接，B1、B2和B3為信號輸入端，Vout為輸出信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)裝式電氣屋的智能數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控模塊，其特征在于，所述信號接入單元由ΠΝ1?ΠΝ3的3個⑶4051組成，每個⑶4051有8個信號輸入端，分別是INll?IN18、IN21?IN28和IN31?IN38，每個信號有3個輸入端，對應(yīng)3個芯片的相對的輸入端，如第I個輸入信號端為IN11、IN21和IN31，其余類推，QH為3個芯片的共同選通端，D2、DUDO為3個芯片輸入端的選通信號，來自智能處理模塊，Al、A2和A3為信號輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)裝式電氣屋的智能數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控模塊，其特征在于，所述信號變換單元包括由⑶4502構(gòu)成的電壓跟隨器GSl?GS6、數(shù)字電位器X9241、微電子開關(guān)SI?S7、精密電阻Rl?R11、74H573鎖存器SC，SI?S7微電子開關(guān)選通信號D2、Dl、DO鎖存在SC內(nèi)，BX為SC的片選信號；Vout為精密基準(zhǔn)電源MAX872模塊提供的2.5V精密基準(zhǔn)電源，Al、A2和A3為準(zhǔn)備變換信號的接入端，BUB2和B3為信號輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)裝式電氣屋的智能數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控模塊，其特征在于，所述電容隔離組件Ul為LT1043，是由電子開關(guān)Kell、Kcl2、Kc21、Kc22、電容Cl、C2組成，電子開關(guān)Kell、Kcl2接在電容Cl的兩端，電子開關(guān)Kc21、Kc22接在電容C2的兩端，電子開關(guān)KC21的輸出端接地，電子開關(guān)KCll的輸出端連接當(dāng)時增益測試組件U4，電子開關(guān)Kcll、Kcl2、Kc21、Kc22以固定的高速頻率在輸入和輸出之間切換，GL為Ul片選信號，DO為開關(guān)狀態(tài)選通信號，當(dāng)DO = O時,開關(guān)向左邊合，當(dāng)DO = I時,開關(guān)向右邊合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)裝式電氣屋的智能數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控模塊，其特征在于，所述自適應(yīng)放大模塊包括精密集成運算放大器U2、可編程數(shù)字電阻網(wǎng)絡(luò)U3，可編程數(shù)字電阻網(wǎng)絡(luò)U3由數(shù)字電位器SDI，SD2和SD3所組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)裝式電氣屋的智能數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控模塊，其特征在于，所述當(dāng)時增益測試組件U4包括K1、K2兩個數(shù)字開關(guān)，數(shù)字開關(guān)K2與Kl并聯(lián)，K2連接標(biāo)準(zhǔn)電壓Vb后與Kl的共同輸出端接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)裝式電氣屋的智能數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控模塊，其特征在于，所述嵌入式微電腦包括A/D轉(zhuǎn)換和智能處理模塊，主要是由DSP組成的控制器操控，主要包括MAX132± 18位A/D轉(zhuǎn)換器、基準(zhǔn)電壓源、DSP控制器、溫度傳感器、網(wǎng)絡(luò)接口和存儲器，基準(zhǔn)電壓源與A/D轉(zhuǎn)換器連接，A/D轉(zhuǎn)換器通過數(shù)據(jù)總線DBl和地址總線ABl與DSP控制器連接；DSP控制器一端通過數(shù)據(jù)總線DB2和地址總線AB2與帶現(xiàn)場總線功能的網(wǎng)絡(luò)接口連接，一端通過數(shù)據(jù)總線DB3和地址總線AB3與存儲器連接，DSP控制器同時設(shè)有USB接口 ；溫度傳感器與DSP控制器連接，Vout為U2放大器的輸出信號。
【文檔編號】G05B19/042GK204028617SQ201420441901
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】何平, 李峰毅, 王春巖 申請人:鞍山宏源環(huán)能科技有限公司