基于扩频无线技术的低功耗防爆电流信号无线采集终端的制作方法

1.本实用新型涉及数据采集技术领域，尤其是基于扩频无线技术的低功耗防爆电流信号无线采集终端。


背景技术：

2.本文所述的低功耗防爆电流信号无线采集终端是针对各种工业现场电流模拟量信号采集和无线传输的高性能无线收发单元。可作为感知终端，数据收发电台使用。发射端实现信号输入及数字化，并调制到无线载波实现无线发送。接收端通过对应的无线接收和数字解调逆变处理，实现数据还原。目前，现有技术中的电流信号采集终端多为有线形式，其采用电路互感器采集，并进行传输，其传输多为电缆直接传输方式，其适用于电气设备密集布设，但是在设备分布较为分散的情况下，其远距离传输存在损耗，使得数据采集的准确率降低。
3.因此，急需要提出一种结构简单、数据传输可靠的基于扩频无线技术的低功耗防爆电流信号无线采集终端。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种基于扩频无线技术的低功耗防爆电流信号无线采集终端，本实用新型采用的技术方案如下：
5.基于扩频无线技术的低功耗防爆电流信号无线采集终端，包括stm32系列的中央处理器a2，与中央处理器a2的串行口连接、且型号为ads8688的模数转换器a1，与模数转换器a1连接、且设置有数路的电流信息输入电路，与中央处理器a2的串行口连接、且型号为sx1278_mode、用于数据传输的扩频无线通讯芯片m1，以及与中央处理器a2、模数转换器a1和扩频无线通讯芯片m1连接的供电电路；
6.所述电流信息输入电路包括串联后一端与电流输入正极连接、且另一端与模数转换器a1连接的熔断器f2和电阻r4，并联后一端连接在熔断器f2与电阻r4之间、且另一端与电流输入负极连接的瞬态抑制二极管d2和电容c3，一端与电流输入负极连接、且另一端接地的电阻r55，以及串联后一端连接在熔断器f2与电阻r4之间、且另一端与电流输入负极连接的电阻r5和光电继电器u2。
7.进一步地，所述基于扩频无线技术的低功耗防爆电流信号无线采集终端，还包括与中央处理器a2和供电电路连接的rs485数字接口单元；
8.所述rs485数字接口单元包括与中央处理器a2连接、且型号为sp3485的通讯接口芯片a3，并联后连接在通讯接口芯片a3的a引脚与b引脚之间的瞬态抑制二极管d3、静电二极管d1和放电管f3。
9.优选地，所述供电电路包括型号为tps5430的直流转换芯片a5，并联后一端与直流转换芯片a5的vin引脚连接、且另一端接地的电容c28和电容c29，串联后一端与直流转换芯片a5的vin引脚连接的自恢复保险f5和二极管d5，一端连接在自恢复保险f5与二极管d5之
间、且另一端接地的瞬态抑制二极管vd1，串联后一端连接在自恢复保险f5与二极管d5之间、且另一端接地的二极管d14、电阻r70和电阻r71，基极经电阻r54连接在二极管d14与电阻r70之间、发射极接地的三极管bg3，栅极与三极管bg3的集电极连接的场效应管q2，漏极与场效应管q2的漏极连接、且栅极连接在电阻r70与电阻r71之间的场效应管q3，与场效应管q2的漏极连接、且型号为me6214a33的直流转换芯片a6，连接在直流转换芯片a5的ph引脚与boot引脚之间的电容c30，串联后一端与直流转换芯片a5的ph引脚连接、且另一端接地的电感l1和电容c32，串联后一端连接在电感l1与电容c32之间、且另一端与场效应管q2的漏极连接的电子r74和电阻r75，并联后一端连接在电感l1与电容c32之间、且另一端与直流转换芯片a5的fb引脚连接的电阻r42和滑动电阻vr1，以及一端与直流转换芯片a5的fb引脚连接、且另一端接地的电阻r41。
10.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
11.本实用新型巧妙地设置了多路电流信息输入和模数转换器，以实现多路责输入信号的调理和ad采样，多通道切换的电路；另外，本实用新型的无线通讯单元及天线采用扩频无线通讯技术，将采集到的模拟信号进行数字采样并处理之后调制到无线通讯单元，并通过天线发送。不仅如此，本实用新型的电源部分采用变压，稳压和滤波等方式对输入的交流或直流电源进行整理；并采用智能开关控制，使其可以根据中央处理器的要求实现智能通断电。以此实现更优的低功耗性能。综上所述，本实用新型具有结构简单、数据传输可靠等优点，在数据采集技术领域具有很高的实用价值和推广价值。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
13.图1为本实用新型的中央处理器原理图。
14.图2为本实用新型的rs485数字接口单元电路原理图。
15.图3为本实用新型的供电电路原理图。
16.图4为本实用新型的扩频无线通讯电路原理图。
17.图5为本实用新型的电流信号输入电路原理图。
18.图6为本实用新型的模数转换器原理图。
具体实施方式
19.为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
20.实施例
21.如图1至图6所示，本实施例提供了基于扩频无线技术的低功耗防爆电流信号无线采集终端，包括型号为stm32f103rbt6的中央处理器a2，与中央处理器a2的串行口连接、且
型号为ads8688的模数转换器a1，与模数转换器a1连接、且设置有数路的电流信息输入电路，与中央处理器a2的串行口连接、且型号为sx1278_mode、用于数据传输的扩频无线通讯芯片m1，与中央处理器a2、模数转换器a1和扩频无线通讯芯片m1连接的供电电路，以及与中央处理器a2和供电电路连接的rs485数字接口单元。需要说明的是，本实施例是基于结构的改进，并未对软件程序进行改进，其采用常规的程序片段组合便能实现，在此就不予赘述。另外，本实施例采用防护等级ip65以上铸铝外壳以实现设备防水防爆。
22.在本实施例中，供电电源为各电路模块提供直流+5v、+4.2v、+3.9v和+3.3v，其包括型号为tps5430的直流转换芯片a5，并联后一端与直流转换芯片a5的vin引脚连接、且另一端接地的电容c28和电容c29，串联后一端与直流转换芯片a5的vin引脚连接的自恢复保险f5和二极管d5，一端连接在自恢复保险f5与二极管d5之间、且另一端接地的瞬态抑制二极管vd1，串联后一端连接在自恢复保险f5与二极管d5之间、且另一端接地的二极管d14、电阻r70和电阻r71，基极经电阻r54连接在二极管d14与电阻r70之间、发射极接地的三极管bg3，栅极与三极管bg3的集电极连接的场效应管q2，漏极与场效应管q2的漏极连接、且栅极连接在电阻r70与电阻r71之间的场效应管q3，与场效应管q2的漏极连接、且型号为me6214a33的直流转换芯片a6，连接在直流转换芯片a5的ph引脚与boot引脚之间的电容c30，串联后一端与直流转换芯片a5的ph引脚连接、且另一端接地的电感l1和电容c32，串联后一端连接在电感l1与电容c32之间、且另一端与场效应管q2的漏极连接的电子r74和电阻r75，并联后一端连接在电感l1与电容c32之间、且另一端与直流转换芯片a5的fb引脚连接的电阻r42和滑动电阻vr1，以及一端与直流转换芯片a5的fb引脚连接、且另一端接地的电阻r41。
23.在本实施例中，电流信息输入电路包括串联后一端与电流输入正极连接、且另一端与模数转换器a1连接的熔断器f2和电阻r4，并联后一端连接在熔断器f2与电阻r4之间、且另一端与电流输入负极连接的瞬态抑制二极管d2和电容c3，一端与电流输入负极连接、且另一端接地的电阻r55，以及串联后一端连接在熔断器f2与电阻r4之间、且另一端与电流输入负极连接的电阻r5和光电继电器u2。另外，为了调试、参数配置或数据通讯，通过设置了rs485数字接口单元，其包括与中央处理器a2连接、且型号为sp3485的通讯接口芯片a3，并联后连接在通讯接口芯片a3的a引脚与b引脚之间的瞬态抑制二极管d3、静电二极管d1和放电管f3。
24.在本实施例中，利用多路电流信息输入电路采集电流信号，并利用模数转换器a1多通道切换转换成数字信号并反馈给中央处理器a2，中央处理器a2利用扩频无线通讯芯片m1传输采集的数字信号。
25.上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。