本實用新型涉及電力設備領(lǐng)域，特別是一種數(shù)據(jù)采集終端。

背景技術(shù)：

隨著國家電力基礎設施投入的逐年增大，電纜溝的長度也正在迅速增加，由于運行維護人員的增長速度遠遠跟不上電力基礎設施的增長速度，致使電力隧道運行工作面臨著巨大壓力。另一方面隨著城市的加速發(fā)展，電纜溝道和高壓管線的迅速增長，電力負荷的急劇增加，電力公司對溝道的運行維護工作面臨著巨大壓力。如何保證溝道內(nèi)電纜不因過載、過熱等情況突發(fā)大的運行安全事故，溝道內(nèi)積水、有害氣體等不影響到供電系統(tǒng)的安全等新的要求，想解決當前面臨的種種問題，僅靠大量增加運行人員數(shù)量來應對電纜溝道的迅速增長和管理壓力已經(jīng)不現(xiàn)實。另外，目前全國大多數(shù)電力公司，對電纜溝道內(nèi)主干電纜的管理還處于計劃檢修階段，一般采用定期巡視的方法對電纜的運行狀況進行檢查。從經(jīng)濟角度和技術(shù)角度來說，計劃檢修都有很大的局限性，例如定期試驗和檢修造成了很大的直接和間接經(jīng)濟浪費，許多絕緣缺陷和潛在的故障無法及時發(fā)現(xiàn)。 因此，研制一套現(xiàn)代化的電纜溝狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集終端，配合供電局電力設備綜合監(jiān)控平臺使用，可對電纜溝環(huán)境和電力電纜運行環(huán)境參數(shù)進行實時傳輸、全程監(jiān)測、狀態(tài)顯示、臨界報警、預測提示、事件分析統(tǒng)計等，就成為現(xiàn)實的、迫切的提升電力電纜溝道管理水平的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡單及系統(tǒng)穩(wěn)定性強的數(shù)據(jù)采集終端。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

一種數(shù)據(jù)采集終端，其特征在于，包括微控制器，所述微控制器分別與SBW接口電路，晶振電路與復位電路、電源電路、通訊接口電路和傳感器接口電路連接，所述傳感器接口電路輸入端與若干傳感器連接，所述傳感器接口電路輸出端與微控制器連接，所述微控制器通過通訊接口電路與上位機連接。

作為上述方案的進一步改進，所述電源電路包括第一電感L和依次連接的DC-DC電源模塊、開關(guān)穩(wěn)壓器和隔離穩(wěn)壓器，所述第一電感L一端與開關(guān)穩(wěn)壓器所有接地端連接，第一電感L另一端與隔離穩(wěn)壓器所有接地端連接，所述DC-DC電源模塊輸入端連接有第一電容C703，所述DC-DC電源模塊、開關(guān)穩(wěn)壓器之間連接有第二電容C702，所述第二電容C702一端連接電源，另一端接地，所述開關(guān)穩(wěn)壓器輸出端有第二電感L701，開關(guān)穩(wěn)壓器輸出端并聯(lián)有二極管D703、第一電阻R709和第三電容C705，所述二極管D703負極連接在第二電感L701一端，第一電阻R709和第三電容C705連接在第二電感L701另一端，所述第一電阻R709通過第二電阻R708接地，所述第二電阻R708一端與開關(guān)穩(wěn)壓器輸出端連接，所述二極管D703正極、第三電容C705另一端和第二電阻R708另一端都接地，所述隔離穩(wěn)壓器輸入端并聯(lián)有第四電容C18和第五電容C16，所述隔離穩(wěn)壓器輸出端并聯(lián)有第六電容C17和第七電容C19，所述第四電容C18一端通過第三電阻R20連接有電源，所述第六電容C17和第七電容C19一端還連接有電源，所述第四電容C18、第五電容C16、第六電容C17和第七電容C19另一端都接地。

作為上述方案的進一步改進，所述微控制器采用MSP430F5172。

作為上述方案的進一步改進，所述通訊接口電路包括半雙工RS - 485收發(fā)器、雙向TVS管和第一電阻R703，所述雙向TVS管和第一電阻R703并聯(lián)在半雙工RS - 485收發(fā)器總線A、B兩端，半雙工RS - 485收發(fā)器總線A、B兩端還設置有第一偏置電阻R701和第二偏置電阻R705，所述第一偏置電阻R701兩端分別連接雙向TVS管和第一電阻R703一端，第二偏置電阻R705分別連接雙向TVS管和第一電阻R703另一端。

作為上述方案的進一步改進，DC-DC電源模塊的型號是WRB1212S。

作為上述方案的進一步改進，所述開關(guān)穩(wěn)壓器的型號是LM2576。

作為上述方案的進一步改進，所述隔離穩(wěn)壓器的型號是AMB3301A。

作為上述方案的進一步改進，所述傳感器包括溫度傳感器和/或濕度傳感器和/或煙霧傳感器和/或有害氣體傳感器和/或水位傳感器和/或侵入傳感器，所述傳感器都為模擬傳感器。

本實用新型的有益效果有：

本實用新型一種數(shù)據(jù)采集終端，通過傳感器完成相應信息的實時、準確采集，將傳感器得到的模擬信號和開關(guān)量信號按照RS485通訊協(xié)議發(fā)送到微控制器中完成數(shù)據(jù)處理及報警控制等工作，本系統(tǒng)能夠?qū)崟r采集信息，監(jiān)測到電纜溝環(huán)境中隱患，保證系統(tǒng)穩(wěn)定性；無須人工巡查，節(jié)省人力成本。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步說明，其中：

圖1是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型實施例的通訊接口電路原理圖；

圖3是本實用新型實施例的電源電路原理圖。

具體實施方式

參考圖1，一種數(shù)據(jù)采集終端，其特征在于，包括微控制器，所述微控制器分別與SBW接口電路，晶振電路與復位電路、電源電路、通訊接口電路和傳感器接口電路連接，所述傳感器接口電路輸入端與若干傳感器連接，所述傳感器接口電路輸出端與微控制器連接，所述微控制器通過通訊接口電路與上位機連接。

微控制器采用MSP430F5172，MSP430F5172具有一個強大的 16 位 RISC CPU，使用16 位寄存器，以及常數(shù)發(fā)生器，以便于獲得最大編碼效率。此數(shù)控振蕩器 (DCO) 可使器件在不到 5μs 的時間內(nèi)實現(xiàn)從低功耗模式喚醒至激活模式。 MSP430F5172配有 2 個 16 位高分辨率定時器、2 個 USCI（USCI_A0 和 USCI_B0）、1 個 32 位硬件乘法器、1 個高性能 10 位 ADC、1 個片上比較器、1 個三通道 DMA、5V 耐壓 I/O 以及多達 29 個 I/O 引腳。 MSP430F5172不但具有了主控制器的作用，同時還作為RS485的節(jié)點控制器，與網(wǎng)絡中的其他節(jié)點實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與交換。

進一步參考圖2，所述通訊接口電路包括半雙工RS - 485收發(fā)器、雙向TVS管和第一電阻R703，所述雙向TVS管和第一電阻R703并聯(lián)在半雙工RS - 485收發(fā)器總線A、B兩端，半雙工RS - 485收發(fā)器總線A、B兩端還設置有第一偏置電阻R701和第二偏置電阻R705，所述第一偏置電阻R701兩端分別連接雙向TVS管和第一電阻R703一端，第二偏置電阻R705分別連接雙向TVS管和第一電阻R703另一端。MSP430F5172的通訊腳TX、RX（管腳號為P1.1、P1.2）與SP485E 芯片進行連接，通訊接口電路中的雙向TVS 管SMBJ6.5CA并聯(lián)在RS-485 總線A、B 線兩端，對電路進行瞬態(tài)保護作用，R701 和R705 為偏置電阻，進行網(wǎng)絡失效保護。但是有些電路中沒有安裝匹配電阻，在通訊網(wǎng)絡設計中，應根據(jù)實際情況進行匹配電路的設計。CN701的CON4插座是SP485的A、B通訊接口以及上位機給下位機供電的接口。

傳感器包括溫度傳感器和/或濕度傳感器和/或煙霧傳感器和/或有害氣體傳感器和/或水位傳感器和/或侵入傳感器。溫度傳感器、濕度傳感器、水位傳感器、有害氣體傳感器、煙霧傳感器以及侵入傳感器均屬于模擬傳感器，模擬傳感器的原理相似，這里只介紹侵入傳感器。這里使用的侵入傳感器為主動紅外侵入傳感器，其由主動紅外發(fā)射機和主動紅外接收機組成，當發(fā)射機與接收機之間的紅外光束被完全遮斷或按給定百分比遮斷時能產(chǎn)生電平變化信號，通過侵入傳感器將模擬信號送到MSP430F5172中，進而由MSP430F5172完成數(shù)據(jù)處理及報警控制等工作。本設計中使用的模擬傳感器都采用線性輸出，這使得電平的變化轉(zhuǎn)換成報警信號就很容易了，有些電平值還能轉(zhuǎn)換層真實數(shù)據(jù)值，例如溫度值、水位傳感器、煙霧傳感器等其他的模擬使用方法一樣。

參考圖3是電源電路的原理圖，所述電源電路包括第一電感L和依次連接的DC-DC電源模塊、開關(guān)穩(wěn)壓器和隔離穩(wěn)壓器，所述第一電感L一端與開關(guān)穩(wěn)壓器所有接地端連接，第一電感L另一端與隔離穩(wěn)壓器所有接地端連接，所述DC-DC電源模塊輸入端連接有第一電容C703，所述DC-DC電源模塊、開關(guān)穩(wěn)壓器之間連接有第二電容C702，所述第二電容C702一端連接電源，另一端接地，所述開關(guān)穩(wěn)壓器輸出端有第二電感L701，開關(guān)穩(wěn)壓器輸出端并聯(lián)有二極管D703、第一電阻R709和第三電容C705，所述二極管D703負極連接在第二電感L701一端，第一電阻R709和第三電容C705連接在第二電感L701另一端，所述第一電阻R709通過第二電阻R708接地，所述第二電阻R708一端與開關(guān)穩(wěn)壓器輸出端連接，所述二極管D703正極、第三電容C705另一端和第二電阻R708另一端都接地，所述隔離穩(wěn)壓器輸入端并聯(lián)有第四電容C18和第五電容C16，所述隔離穩(wěn)壓器輸出端并聯(lián)有第六電容C17和第七電容C19，所述第四電容C18一端通過第三電阻R20連接有電源，所述第六電容C17和第七電容C19一端還連接有電源，所述第四電容C18、第五電容C16、第六電容C17和第七電容C19另一端都接地。電源系統(tǒng)的質(zhì)量關(guān)系到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，設計一個穩(wěn)定可靠的電源是電子系統(tǒng)穩(wěn)定工作的基礎。根據(jù)不同的電源消耗需求和對于電源紋波的指標要求，可以選擇多種方案，例如隔離穩(wěn)壓電源、線性電源以及開關(guān)穩(wěn)壓電源來給系統(tǒng)供電。所述電源電路包括電感和依次連接的DC-DC電源模塊、開關(guān)穩(wěn)壓器和穩(wěn)壓器，所述電感一端與開關(guān)穩(wěn)壓器所有接地端連接，電感另一端與隔離穩(wěn)壓器所有接地端連接。下位機的電源由上位機提供。使專業(yè)設計的WRB1212S型號的DC-DC模塊電源，LM2576降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器以及AMB3301A型號的穩(wěn)壓器LDO，并且用L702型號的電感把系統(tǒng)的模擬信號的地與數(shù)字信號的地隔離開，此設計可減少設計的失效點，節(jié)省開發(fā)微功率電源的人力、物力、時間成本，還能更好的保證產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定性，以保障產(chǎn)品的使用安全可靠性。

以上所述，只是本實用新型的較佳實施方式而已，但本實用新型并不限于上述實施例，只要其以任何相同或相似手段達到本實用新型的技術(shù)效果，都應屬于本實用新型的保護范圍。