專利名稱：一種數(shù)據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)，它由多個(gè)檢測(cè)單元和一個(gè)控制單元構(gòu)成，控制單元和每個(gè)檢測(cè)單元的供電電源均由電網(wǎng)經(jīng)半波整流獲得，另半波時(shí)間用于經(jīng)電源線的數(shù)據(jù)傳送，系統(tǒng)采用電網(wǎng)周波特征值的計(jì)數(shù)值作為系統(tǒng)同步的時(shí)間基準(zhǔn)。
背景技術(shù)：
數(shù)據(jù)檢測(cè)技術(shù)廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，檢測(cè)的數(shù)據(jù)是已被各種傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的各種物理量，如溫度、水位、風(fēng)速、壓力等，可以是模擬量，也可以是數(shù)字量。檢測(cè)方式一般是隔一個(gè)采樣周期對(duì)同一點(diǎn)數(shù)據(jù)重復(fù)檢測(cè)，檢測(cè)的數(shù)據(jù)是某段時(shí)間內(nèi)的一個(gè)特征值。檢測(cè)完數(shù)據(jù)后，需將數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、顯示和處理，檢測(cè)系統(tǒng)大都采用工業(yè) RS232 RS485總線實(shí)現(xiàn)下位機(jī)與監(jiān)控主機(jī)之間的通訊。本發(fā)明是采用掛接在電源線上的各從機(jī)經(jīng)電源線向主機(jī)發(fā)送檢測(cè)信號(hào)的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)時(shí)檢測(cè)，以獲得原始測(cè)量數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以有多臺(tái)從機(jī)只有一臺(tái)主機(jī)，其常見(jiàn)的是采用RS485、RS232、I2C總線的多根數(shù)據(jù)總線的通信方式，由于系統(tǒng)中各主機(jī)從機(jī)各自獨(dú)立計(jì)時(shí)，其累積誤差很大還須不斷通過(guò)通信糾正，另一方面采用查詢或中斷方式接收主機(jī)發(fā)送的地址信號(hào)，占用大量CPU時(shí)間或一些寶貴的硬件資源，這對(duì)于采用單片機(jī)構(gòu)成的測(cè)控應(yīng)用系統(tǒng)是必須時(shí)刻考慮的問(wèn)題，通常通信速率要求不高時(shí)，雙方應(yīng)占用盡可能少的通信端口連線和CPU時(shí)間。本發(fā)明采用掛接在電源線上的各從機(jī)經(jīng)電源線按預(yù)置的無(wú)累積誤差的時(shí)間，循環(huán)向主機(jī)發(fā)送檢測(cè)信號(hào)的系統(tǒng)，無(wú)須主機(jī)發(fā)送大量地址握手信號(hào)，它具有簡(jiǎn)便和節(jié)省硬件資源的特點(diǎn)。本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)，它是由多個(gè)檢測(cè)單元和一個(gè)控制單元構(gòu)成，系統(tǒng)中每個(gè)檢測(cè)單元和控制單元均在公共的電源開(kāi)關(guān)接通后開(kāi)始對(duì)電網(wǎng)周波的一個(gè)特征值計(jì)數(shù)，并用該電網(wǎng)周波特征值的計(jì)數(shù)值作為系統(tǒng)同步的時(shí)間基準(zhǔn)，其特征值可采用對(duì)電網(wǎng)周波過(guò)零點(diǎn)計(jì)數(shù)，由于電網(wǎng)交流電源頻率低，且僅在過(guò)零點(diǎn)附近判定取得，因此具有極高的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。各檢測(cè)單元和控制單元的電源，是由電網(wǎng)經(jīng)公共的變壓器變壓后，由公共的整流二級(jí)管將交流供電電源作半波整流獲得，另半波時(shí)間用于它們之間經(jīng)電源線通信，在變壓器低壓側(cè)接有控制單元中單片機(jī)控制的電子開(kāi)關(guān)，該電子開(kāi)關(guān)在電網(wǎng)向系統(tǒng)供電的半波時(shí)間接通另半波時(shí)間關(guān)斷，用于提高系統(tǒng)安全性，系統(tǒng)僅是檢測(cè)單元向控制單元發(fā)送檢測(cè)的模擬信號(hào)，其A/D轉(zhuǎn)換器共用，并設(shè)在控制單元中，所述檢測(cè)單元所檢測(cè)信號(hào)的發(fā)送，是由控制單元根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行工況的需要，確定開(kāi)始檢測(cè)的時(shí)間和那一些檢測(cè)單元需要發(fā)送所檢測(cè)的信號(hào)，每次控制單元向檢測(cè)單元發(fā)送按順序排列的數(shù)個(gè)地址的尋址信號(hào)，該尋址信號(hào)由所發(fā)送地址的首地址和地址個(gè)數(shù)N組成，各檢測(cè)單元接收到該尋址信號(hào)后，由收到尋址信號(hào)時(shí)的電網(wǎng)周波特征值的計(jì)數(shù)值的下一個(gè)半波時(shí)間，用于首地址的檢測(cè)單元接通電子開(kāi)關(guān)并發(fā)送所檢測(cè)的信號(hào)，每個(gè)檢測(cè)單元發(fā)送檢測(cè)信號(hào)占用一個(gè)半波時(shí)間，其它被尋址的檢測(cè)單元的地址是按首地址加I至加N，共得到N個(gè)地址，每個(gè)地址占一個(gè)周波，每個(gè)檢測(cè)單元將其N個(gè)地址與本身地址比較后確定是否是被尋址，其發(fā)送時(shí)間也是按首地址發(fā)送時(shí)的電網(wǎng)周波特征值的計(jì)數(shù)值加I至加N后的下一個(gè)半波的時(shí)間開(kāi)始發(fā)送所檢測(cè)的信號(hào)，控制單元利用所接收到檢測(cè)信號(hào)時(shí)的電網(wǎng)周波特征值的計(jì)數(shù)值計(jì)算獲得檢測(cè)單元的地址來(lái)識(shí)別該檢測(cè)單元，控制單元收到檢測(cè)信號(hào)后，經(jīng)信號(hào)調(diào)理和A/D轉(zhuǎn)換器再送單片機(jī)處理，上述信息交換方法可節(jié)省大量CPU時(shí)間。所述檢測(cè)單元和控制單元其信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ郎暇佑幸粋€(gè)電子開(kāi)關(guān)，該電子開(kāi)關(guān)僅在接收或發(fā)送檢測(cè)信號(hào)時(shí)接通，電子開(kāi)關(guān)在電網(wǎng)向系統(tǒng)供電的半波時(shí)間關(guān)斷，在收發(fā)檢測(cè)信號(hào)時(shí)另半波時(shí)間導(dǎo)通，控制單元將接收的檢測(cè)信號(hào)及其地址和時(shí)間保存在存儲(chǔ)器中以便顯示或取走存儲(chǔ)器讓上位機(jī)讀寫(xiě)。本系統(tǒng)由下列模塊構(gòu)成公共的電源開(kāi)關(guān)、變壓器、整流單元中整流二級(jí)管和電子開(kāi)關(guān)，用作電源開(kāi)關(guān)控制和電源的半波整流。控制單元，由電源、隔離二級(jí)管、周波檢測(cè)、存儲(chǔ)器、單片機(jī)、電子開(kāi)關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換和 鍵盤(pán)顯示器構(gòu)成，在電源前端接有隔離二級(jí)管用于隔離直流電源，A/D轉(zhuǎn)換包含信號(hào)調(diào)理和A/D轉(zhuǎn)換，控制單元用于接收檢測(cè)單元發(fā)來(lái)的檢測(cè)信號(hào)并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后保存。檢測(cè)單元，由電源、隔離二級(jí)管、周波檢測(cè)、撥碼開(kāi)關(guān)、單片機(jī)、電子開(kāi)關(guān)、信號(hào)調(diào)理和傳感器構(gòu)成，在電源前端也接有隔離二級(jí)管用于隔離直流電源，檢測(cè)單元用于向控制單元發(fā)送檢測(cè)信號(hào)。


圖I是一種數(shù)據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)方框圖。
具體實(shí)施例方式一種數(shù)據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)方框圖如圖I所示，它用于實(shí)驗(yàn)室多點(diǎn)照度測(cè)量，控制器將室內(nèi)各點(diǎn)照度測(cè)量結(jié)果記錄保存以供研究。該系統(tǒng)由公共的電源開(kāi)關(guān)I、變壓器、整流單元2中整流二級(jí)管和電子開(kāi)關(guān)，用作電源開(kāi)關(guān)控制和電源的半波整流及控制單元A、多個(gè)檢測(cè)單元B構(gòu)成，其控制器A由隔離二級(jí)管3、電源4、周波測(cè)量5、存儲(chǔ)器6、單片機(jī)7為89C52、電子開(kāi)關(guān)8、A/D轉(zhuǎn)換9、鍵盤(pán)顯示器10構(gòu)成，其中隔離二級(jí)管3用于阻斷直流電源高壓向信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ赖沽鳎懿y(cè)量5用于將電網(wǎng)周波過(guò)零信號(hào)經(jīng)整形后觸發(fā)單片機(jī)7產(chǎn)生中斷并對(duì)電網(wǎng)周波過(guò)零信號(hào)計(jì)數(shù)，電子開(kāi)關(guān)8在單片機(jī)7控制下使之在電網(wǎng)向系統(tǒng)供電的半波時(shí)間里關(guān)斷，另半波時(shí)間導(dǎo)通，A/D轉(zhuǎn)換9包含信號(hào)調(diào)理和A/D轉(zhuǎn)換。檢測(cè)單元B由隔尚二級(jí)管13、電源14、周波測(cè)量15、撥碼開(kāi)關(guān)16、單片機(jī)17為89C04、電子開(kāi)關(guān)18、信號(hào)調(diào)理19、傳感器20構(gòu)成，其中隔離二級(jí)管13、電源14、周波測(cè)量15、電子開(kāi)關(guān)18的作用與控制器A中相同。各個(gè)檢測(cè)單元B的地址由撥碼開(kāi)關(guān)預(yù)置，檢測(cè)的數(shù)據(jù)經(jīng)電子開(kāi)關(guān)18向控制器A發(fā)送。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)，它是由多個(gè)檢測(cè)單元和一個(gè)控制單元構(gòu)成，系統(tǒng)中每個(gè)檢測(cè)單元和控制單元均在公共的電源開(kāi)關(guān)接通后開(kāi)始對(duì)電網(wǎng)周波的一個(gè)特征值計(jì)數(shù)，并用該電網(wǎng)周波特征值的計(jì)數(shù)值作為系統(tǒng)同步的時(shí)間基準(zhǔn)，其特征是，各檢測(cè)單元和控制單元的電源，是由電網(wǎng)經(jīng)公共的變壓器變壓后，由公共的整流二級(jí)管將交流供電電源作半波整流獲得，另半波時(shí)間用于它們之間經(jīng)電源線通信，在變壓器低壓側(cè)接有控制單元中單片機(jī)控制的電子開(kāi)關(guān)，該電子開(kāi)關(guān)在電網(wǎng)向系統(tǒng)供電的半波時(shí)間接通另半波時(shí)間關(guān)斷，用于提高系統(tǒng)安全性，系統(tǒng)僅是檢測(cè)單元向控制單元發(fā)送檢測(cè)的模擬信號(hào)，其A/D轉(zhuǎn)換器共用，并設(shè)在控制單元中，所述檢測(cè)單元所檢測(cè)信號(hào)的發(fā)送，每次控制單元向檢測(cè)單元發(fā)送按順序排列的數(shù)個(gè)地址的尋址信號(hào)，該尋址信號(hào)由所發(fā)送地址的首地址和地址個(gè)數(shù)N組成，各檢測(cè)單元接收到該尋址信號(hào)后，由收到尋址信號(hào)時(shí)的電網(wǎng)周波特征值的計(jì)數(shù)值的下一個(gè)半波時(shí)間，用于首地址的檢測(cè)單元接通電子開(kāi)關(guān)并發(fā)送所檢測(cè)的信號(hào)，每個(gè)檢測(cè)單元發(fā)送檢測(cè)信號(hào)占用一個(gè)半波時(shí)間，其它被尋址的檢測(cè)單元的地址是按首地址加I至加N，共得到N個(gè)地址，每個(gè)地址占一個(gè)周波，每個(gè)檢測(cè)單元將其N個(gè)地址與本身地址比較后確定是否是被尋址，其發(fā)送時(shí)間也是按首地址發(fā)送時(shí)的電網(wǎng)周波特征值的計(jì)數(shù)值加I至加N后的下一個(gè)半波的時(shí)間開(kāi)始發(fā)送所檢測(cè)的信號(hào)，控制單元利用所接收到檢測(cè)信號(hào)時(shí)的電網(wǎng)周波特征值的計(jì)數(shù)值計(jì)算獲得檢測(cè)單元的地址，控制單元收到檢測(cè)信號(hào)后，經(jīng)信號(hào)調(diào)理和A/D轉(zhuǎn)換器再送單片機(jī)處理，所述檢測(cè)單元和控制單元其信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ郎暇佑幸粋€(gè)電子開(kāi)關(guān)，該電子開(kāi)關(guān)僅在接收或發(fā)送檢測(cè)信號(hào)時(shí)接通，控制單元將接收的檢測(cè)信號(hào)及其地址和時(shí)間保存在存儲(chǔ)器中以便顯示或取走存儲(chǔ)器讓上位機(jī)讀寫(xiě)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種數(shù)據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于它包括 公共的電源開(kāi)關(guān)、變壓器、整流單元中整流二級(jí)管和電子開(kāi)關(guān)，用作電源開(kāi)關(guān)控制和電源的半波整流； 控制單元，由電源、隔離二級(jí)管、周波檢測(cè)、存儲(chǔ)器、單片機(jī)、電子開(kāi)關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換和鍵盤(pán)顯示器構(gòu)成，在電源前端接有隔離二級(jí)管用于隔離直流電源，A/D轉(zhuǎn)換包含信號(hào)調(diào)理和A/D轉(zhuǎn)換，控制單元用于接收檢測(cè)單元發(fā)來(lái)的檢測(cè)信號(hào)并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后保存； 檢測(cè)單元，由電源、隔離二級(jí)管、周波檢測(cè)、撥碼開(kāi)關(guān)、單片機(jī)、電子開(kāi)關(guān)、信號(hào)調(diào)理和傳感器構(gòu)成，在電源前端也接有隔離二級(jí)管用于隔離直流電源，檢測(cè)單元用于向控制單元發(fā)送檢測(cè)信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)，它由多個(gè)檢測(cè)單元和一個(gè)控制單元構(gòu)成，控制單元和每個(gè)檢測(cè)單元的供電電源均由電網(wǎng)經(jīng)半波整流獲得，另半波時(shí)間用于經(jīng)電源線的數(shù)據(jù)傳送，每次數(shù)據(jù)傳送控制單元先向檢測(cè)單元發(fā)送按順序排列的數(shù)個(gè)地址的尋址信號(hào)，系統(tǒng)采用電網(wǎng)周波特征值的計(jì)數(shù)值作為系統(tǒng)同步的時(shí)間基準(zhǔn)。
文檔編號(hào)G05B19/042GK102722125SQ20121023570
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月27日
發(fā)明者張金木 申請(qǐng)人:張金木