一种网络设备环境数据的采集电路的制作方法

1.本实用新型属于采集电路的技术领域，具体涉及一种网络设备环境数据的采集电路。


背景技术：

2.控数据中心是电网数据中心的基础设施，是保障电网安全稳定运行的核心大脑所在，电网调度自动化机房是整个电网调度自动化系统的重要组成部分，机房内装设有大量的服务器、交换机、路由器和gps时钟等网络设备，它的各种实时参数，如设备温度、设备电压是否稳定，空气湿度是否超标，这些参数都只有网管在设备现场，用电脑连接才能看到，影响业务系统的正常运行，严重的可能造成系统瘫痪。


技术实现要素：

3.本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种能够对网络设备环境数据的温湿度进行采集，并提高采集精度的网络设备环境数据的采集电路。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种网络设备环境数据的采集电路，包括：温度传感器m1、湿度传感器m2、温度调理电路、湿度调理电路、低通滤波电路、a/d转换电路、单片机u1和无线通信模块，所述温度传感器m1、湿度传感器m2分别采集网络设备的湿度信号和温度信号，所述温度传感器m1、湿度传感器m2分别通过温度调理电路、湿度调理电路与低通滤波电路的输入端相连，所述低通滤波电路的输出端通过a/d转换电路与单片机u1的输入端相连，所述单片机u1的输出端通过无线通信模块与控制中心相连。
5.优选地，所述温度调理电路包括放大器p1、放大器p2、三极管q1、三极管q2、滑动变阻器rp1、滑动变阻器rp2，所述温度传感器m1的第三接线端子与电阻r1的一端相连，电阻r1的另一端分别与温度传感器m1的第二接线端子、电阻r2的一端、放大器p2的反相输入端、三极管q2的集电极、电容c2的一端相连，温度传感器m1的第一接线端子、电阻r2的另一端、放大器p2的同相输入端分别接地，放大器p2的输出端分别与电容c2的另一端、电阻r3的一端、a接线端子相连，电阻r3的另一端分别与滑动变阻器rp2的滑动端、滑动变阻器rp2的一端、三极管q1的基极相连，滑动变阻器rp2的另一端接地，所述a接线端子与低通滤波电路中的c接线端子相连，三极管q1的发射极与三极管q2的发射极相连，三极管q1的发射极与三极管q2的发射极之间的连线串接电阻r6后与放大器p1的输出端相连，放大器p1的输出端串接电容c1后与三极管q1的集电极相连，放大器p1的反相输入端串接电阻r4后与+12v的电源端相连，放大器p1的同相输入端串接电阻r5后接地。
6.优选地，所述湿度调理电路包括放大器p3、放大器p4、滑动变阻器rp3，所述湿度传感器rs1的一端与+5v的电源端相连，湿度传感器rs1的另一端串接电阻r11后接地，湿度传感器rs1与电阻r11之间的连线与放大器p3的同相输入端相连，放大器p3的反相输入端分别与电阻r8的一端、电阻r9的一端相连，电阻r8的另一端接地，电阻r9的另一端分别与放大器
p3的输出端、电阻r12的一端相连，电阻r12的另一端与放大器p4的同相输入端相连，放大器p4的反相输入端与滑动变阻器rp3的滑动端相连，滑动变阻器rp3的一端串接电阻r10后接地，滑动变阻器rp3的另一端与+5v的电源端相连，放大器p4的输出端与b接线端子相连，所述b接线端子与低通滤波电路中的c接线端子相连。
7.优选地，所述低通滤波电路包括：放大器p5、放大器p6、三极管q3、三极管q4和滑动变阻器rp4，所述放大器p5的同相输入端依次串接电阻r13、电容c3后接地，电阻r13与电容c3之间的连线与c接线端子相连，放大器p5的反相输入端依次串接电阻r14、电阻r15后分别与放大器p6的反相输入端、电容c4的一端相连，电阻r14与电阻r15之间的连线与放大器p5的输出端相连，电容c4的另一端分别与放大器p6的输出端、电阻r16的一端、电阻r17的一端相连，电阻r16的另一端与放大器p5的同相输入端相连，电阻r17的另一端分别与电容c5的一端、电阻r18的一端、三极管q4的集电极相连，电容c5的另一端分别与稳压二极管d3的正极、滑动变阻器rp4的一端相连后接地，稳压二极管d3的负极分别与电阻r18的一端、三极管q4的基极相连，三极管q4的发射极与滑动变阻器rp4的滑动端相连，滑动变阻器rp4的另一端串接电感l1后通过d接线端子与a/d转换电路的e接线端子相连，滑动变阻器rp4的另一端与电感l1之间的连线串接电容c6后接地，电感l1与d接线端子之间的连线串接电容c7后接地，放大器p6的同相输入端分别与三极管q3的发射极、电容c8的一端相连，电容c8的另一端与稳压二极管d2的正极相连后接地，稳压二极管d2的负极依次串接电阻r19、电阻r20后与+5v的电源端相连，稳压二极管d2的负极与电阻r19之间的连线与三极管q3的基极相连，电阻r19与电阻r20之间的连线与三极管q3的集电极相连，
8.优选地，所述a/d转换电路包括a/d转换芯片u2，所述a/d转换芯片u2的wr端与单片机u1的p3.4端相连，a/d转换芯片u2的rd端与单片机u1的p3.3端相连，a/d转换芯片u2的cs端与单片机u1的p3.2端相连，a/d转换芯片u2的clkin端串接电容c9分别与a/d转换芯片u2的in-端、a/d转换芯片u2的agnd端、a/d转换芯片u2的dgnd端相连后接地，a/d转换芯片u2的dgnd端与接地端之间的连线依次串接电阻r24、电阻r23后与5v电源端相连，电阻r24、电阻r23之间的连线与a/d转换芯片u2的ref端相连，a/d转换芯片u2的in+端串接电阻r4后与放大器u2的output端相连，a/d转换芯片u2的db7端与单片机u1的p1.7端相连，a/d转换芯片u2的db6端与单片机u1的p1.6端相连，a/d转换芯片u2的db5端与单片机u1的p1.5端相连，a/d转换芯片u2的db4端与单片机u1的p1.4端相连，a/d转换芯片u2的db3端与单片机u1的p1.3端相连，a/d转换芯片u2的db2端与单片机u1的p1.2端相连，a/d转换芯片u2的db1端与单片机u1的p1.1端相连，a/d转换芯片u2的db0端与单片机u1的p1.0端相连，a/d转换芯片u2的intr端与单片机u1的p3.5端相连。
9.优选地，所述单片机u1的型号为at89c51；所述放大器p1、放大器p2的型号均为opa2336；所述温度传感器m1的型号为ds18b20。
10.优选地，所述放大器p3、放大器p4的型号均为opa2336。
11.优选地，所述放大器p5、放大器p6的型号均为tlv2252aid。
12.优选地，所述a/d转换芯片u2的型号为adc0804。
13.优选地，所述无线通信模块选用型号为nrf401射频收发芯片。
14.本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
15.1、本实用新型通过温度传感器m1、湿度传感器m2采集网络设备所在环境的温度和
湿度，温度传感器m1、湿度传感器m2将采集到的温湿度信号分别通过温度调理电路、湿度调理电路传输至低通滤波电路，经a/d转换电路将模拟信号转换为数字信号后传输至单片机u1进行处理，若采集到的温度值、湿度值大于预先设置的报警阈值，则通过报警电路发出报警提示，提醒工作人员进行及时处理，同时，将采集到的温湿度值通过无线通信模块发送至控制中心，控制中心对数据集中管理，便于工作人员在后台实时监测网络设备的温湿度值，提高了网络设备工作的安全性，避免不必要的事故发生。
16.2、本实用新型低通滤波电路中的放大器p6的输出信号经电阻r17和电容c5形成的rc滤波后，送入由三极管q4、电阻r18与稳压二极管d3组成的三极管稳压器中稳定，利用三极管稳压器原理可以很好地提升温湿度信号输出电位的稳定度，经滑动变阻器rp4进行输出调节后使信号输出电位范围适配于a/d转换电路的接收范围，保证温湿度数据的正常采集，电感l1与电容c7、电容c7在电路处理输出端形成π型lc滤波器，有效防止外界杂波和电路内部自激产生的高频杂波干扰，有效抑制纹波噪声，使温湿度信号更加精确。
附图说明
17.下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
18.图1为本实用新型的结构示意图；
19.图2为本实用新型中温度调理电路的电路原理图；
20.图3为本实用新型中湿度调理电路的电路原理图；
21.图4为本实用新型中低通滤波电路的电路原理图；
22.图5为本实用新型中a/d转换电路、单片机u1的电路原理图；
23.图中：1为温度调理电路，2为湿度调理电路，3为低通滤波电路，4为a/d转换电路，5为无线通信模块。
具体实施方式
24.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.如图1、图5所示，一种网络设备环境数据的采集电路，包括：温度传感器m1、湿度传感器m2、温度调理电路1、湿度调理电路2、低通滤波电路3、a/d转换电路4、单片机u1和无线通信模块5，所述温度传感器m1、湿度传感器m2分别通过温度调理电路1、湿度调理电路2与低通滤波电路3的输入端相连，所述低通滤波电路3的输出端通过a/d转换电路4与单片机u1的输入端相连，所述单片机u1的输出端通过无线通信模块5与控制中心相连，所述无线通信模块5选用型号为nrf401射频收发芯片，所述单片机u1的型号为at89c51。
26.所述单片机u1的输出端还与报警电路相连，所述报警电路包括蜂鸣器f1和指示灯d1，所述单片机u1的p3.1端串接电阻r26后与三极管q5的基极相连，三极管q5的集电极与发光二极管d3的正极相连，发光二极管d3的负极串接电阻r27后接地，三极管q5的集电极串接蜂鸣器f1后接地，所述蜂鸣器f1和指示灯d3均设置在网络设备所在房间内。
27.本实用新型通过温度传感器m1、湿度传感器m2采集网络设备所在环境的温度和湿度，温度传感器m1、湿度传感器m2将采集到的温湿度信号分别通过温度调理电路1、湿度调理电路2传输至低通滤波电路3，经a/d转换电路4将模拟信号转换为数字信号后传输至单片机u1进行处理，若采集到的温度值、湿度值大于预先设置的报警阈值，则通过报警电路发出报警提示，提醒工作人员进行及时处理，同时，将采集到的温湿度值通过无线通信模块5发送至控制中心，控制中心对数据集中管理，便于工作人员在后台实时监测网络设备的温湿度值，提高了网络设备工作的安全性，避免不必要的事故发生。
28.进一步地，如图2所示，所述温度调理电路1包括放大器p1、放大器p2、三极管q1、三极管q2、滑动变阻器rp1、滑动变阻器rp2，所述放大器p1、放大器p2的型号均为opa2336；所述温度传感器m1的型号为ds18b20；所述温度传感器m1的第三接线端子与电阻r1的一端相连，电阻r1的另一端分别与温度传感器m1的第二接线端子、电阻r2的一端、放大器p2的反相输入端、三极管q2的集电极、电容c2的一端相连，温度传感器m1的第一接线端子、电阻r2的另一端、放大器p2的同相输入端分别接地，放大器p2的输出端分别与电容c2的另一端、电阻r3的一端、a接线端子相连，电阻r3的另一端分别与滑动变阻器rp2的滑动端、滑动变阻器rp2的一端、三极管q1的基极相连，滑动变阻器rp2的另一端接地，所述a接线端子与低通滤波电路3中的c接线端子相连，三极管q1的发射极与三极管q2的发射极相连，三极管q1的发射极与三极管q2的发射极之间的连线串接电阻r6后与放大器p1的输出端相连，放大器p1的输出端串接电容c1后与三极管q1的集电极相连，放大器p1的反相输入端串接电阻r4后与+12v的电源端相连，放大器p1的同相输入端串接电阻r5后接地。
29.具体地，本实用新型采用型号为ds18b20的温度传感器m1，测温范围为-55℃～+125℃，精度高、抗干扰能力强，温度传感器m1将变换的温度信息转换为相应的阻值，与电阻r2分压后转换为电压信号后送入放大器p2的反相输入端，经补偿电容c2后从放大器p2输出后一路送入低通滤波电路3中进行处理，电阻r3、滑动变阻器rp2组成的可调分压电路，滑动变阻器rp2上端电压信号经三极管q1、三极管q2、放大器p1组成的补偿电路，由三极管q2集电极反馈到放大器p2的同相输入端，保证测温的精度；当网络设备的环境温度未超过阈值时，放大器p2输出高电平，蜂鸣器f1不工作，指示灯d3不亮，当网络设备的环境温度超过阈值时，放大器p2输出低电平，蜂鸣器f1工作，指示灯d3亮，提示工作人员及时处理。
30.进一步地，如图3所示，所述湿度调理电路2包括放大器p3、放大器p4、滑动变阻器rp3，所述放大器p3、放大器p4的型号均为opa2336，所述温度传感器m2的型号为hr12；所述湿度传感器rs1的一端与+5v的电源端相连，湿度传感器rs1的另一端串接电阻r11后接地，湿度传感器rs1与电阻r11之间的连线与放大器p3的同相输入端相连，放大器p3的反相输入端分别与电阻r8的一端、电阻r9的一端相连，电阻r8的另一端接地，电阻r9的另一端分别与放大器p3的输出端、电阻r12的一端相连，电阻r12的另一端与放大器p4的同相输入端相连，放大器p4的反相输入端与滑动变阻器rp3的滑动端相连，滑动变阻器rp3的一端串接电阻r10后接地，滑动变阻器rp3的另一端与+5v的电源端相连，放大器p4的输出端与b接线端子相连，所述b接线端子与低通滤波电路3中的c接线端子相连。
31.具体地，采用型号为hr12的湿度传感器rs1，工作湿度为20％-95％，高精度、响应速度快，当环境湿度变化时，湿度传感器rs1的阻值发生变化，从而电阻r11和湿度传感器rs1组成的分压电路发生变化，即放大器p3的同相输入端电压发生变化，放大器p3的vcc端
连接电源+5v，放大器p3的gnd端连接地，电阻r9与运算放大器p3构成同相比例放大器，通过调节电阻r8、电阻r9的值，可调节比例放大的倍数，之后经电阻r12进入放大器p4的同相输入端，放大器p的反相输入端连接由可变电阻rp3、电阻r10组成的阈值电压，放大器p4进行电压比较进而输出高低电平，当网络设备的环境湿度未超过阈值时，放大器p4输出高电平时，蜂鸣器f1不工作，指示灯d3不亮，当网络设备的环境湿度超过阈值时，放大器p4输出低电平时，蜂鸣器f1工作，指示灯d3亮，提示工作人员及时处理。
32.进一步地，如图4所示，所述低通滤波电路3包括：放大器p5、放大器p6、三极管q3、三极管q4和滑动变阻器rp4，所述放大器p5、放大器p6的型号均为tlv2252aid，所述放大器p5的同相输入端依次串接电阻r13、电容c3后接地，电阻r13与电容c3之间的连线与c接线端子相连，放大器p5的反相输入端依次串接电阻r14、电阻r15后分别与放大器p6的反相输入端、电容c4的一端相连，电阻r14与电阻r15之间的连线与放大器p5的输出端相连，电容c4的另一端分别与放大器p6的输出端、电阻r16的一端、电阻r17的一端相连，电阻r16的另一端与放大器p5的同相输入端相连，电阻r17的另一端分别与电容c5的一端、电阻r18的一端、三极管q4的集电极相连，电容c5的另一端分别与稳压二极管d3的正极、滑动变阻器rp4的一端相连后接地，稳压二极管d3的负极分别与电阻r18的一端、三极管q4的基极相连，三极管q4的发射极与滑动变阻器rp4的滑动端相连，滑动变阻器rp4的另一端串接电感l1后通过d接线端子与a/d转换电路4的e接线端子相连，滑动变阻器rp4的另一端与电感l1之间的连线串接电容c6后接地，电感l1与d接线端子之间的连线串接电容c7后接地，放大器p6的同相输入端分别与三极管q3的发射极、电容c8的一端相连，电容c8的另一端与稳压二极管d2的正极相连后接地，稳压二极管d2的负极依次串接电阻r19、电阻r20后与+5v的电源端相连，稳压二极管d2的负极与电阻r19之间的连线与三极管q3的基极相连，电阻r19与电阻r20之间的连线与三极管q3的集电极相连，
33.具体地，放大器p5、放大器p6构成双运放带通滤波器，利用电阻r13、电阻r16与电容c3、c4形成的二阶低通滤波网络在双运放运放调节过程中对外界高频杂波起到很好的抑制作用，有效抑制了电信号中的干扰信号，从而有效的确保了单片机接收的电信号的准确性；放大器p6的同相输入端接入稳压装置，该稳压装置由三极管q3、稳压二极管d2、电阻r19、电阻r20和+5v电源组成，+5v电源经电阻分压后驱动三极管q3导通，而稳压二极管d2对三极管q3的基极电压起到稳定作用，从而保证三极管q3的输出电压具有非常好的稳定值，从而对放大器p6的同相输入端提供一个良好的基准电压，提升系统对放大器p6输出的电路采集信号值的分辨度；放大器p6的输出信号经电阻r17和电容c5形成的rc滤波后，送入由三极管q4、电阻r18与稳压二极管d3组成的三极管稳压器中稳定，利用三极管稳压器原理可以很好地提升温湿度信号输出电位的稳定度，经滑动变阻器rp4进行输出调节后使信号输出电位范围适配于a/d转换电路4的接收范围，保证温湿度数据的正常采集，电感l1与电容c7、电容c7在电路处理输出端形成π型lc滤波器，有效防止外界杂波和电路内部自激产生的高频杂波干扰，有效抑制纹波噪声，使温湿度信号更加精确。
34.进一步地，所述a/d转换电路4包括a/d转换芯片u2，所述a/d转换芯片u2的型号为adc0804，所述a/d转换芯片u2的wr端与单片机u1的p3.4端相连，a/d转换芯片u2的rd端与单片机u1的p3.3端相连，a/d转换芯片u2的cs端与单片机u1的p3.2端相连，a/d转换芯片u2的clkin端串接电容c9分别与a/d转换芯片u2的in-端、a/d转换芯片u2的agnd端、a/d转换芯片
u2的dgnd端相连后接地，a/d转换芯片u2的dgnd端与接地端之间的连线依次串接电阻r24、电阻r23后与5v电源端相连，电阻r24、电阻r23之间的连线与a/d转换芯片u2的ref端相连，a/d转换芯片u2的in+端串接电阻r4后与放大器u2的output端相连，a/d转换芯片u2的db7端与单片机u1的p1.7端相连，a/d转换芯片u2的db6端与单片机u1的p1.6端相连，a/d转换芯片u2的db5端与单片机u1的p1.5端相连，a/d转换芯片u2的db4端与单片机u1的p1.4端相连，a/d转换芯片u2的db3端与单片机u1的p1.3端相连，a/d转换芯片u2的db2端与单片机u1的p1.2端相连，a/d转换芯片u2的db1端与单片机u1的p1.1端相连，a/d转换芯片u2的db0端与单片机u1的p1.0端相连，a/d转换芯片u2的intr端与单片机u1的p3.5端相连；具体地，a/d转换芯片u2是一款8位、单通道、低价格a/d转换器，主要特点是：模数转换时间大约100us；方便ttl或cmos标准接口，可以满足差分电压输入，具有参考电压输入端，内含时钟发生器，价格低廉，应用范围广。
35.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。