多路传感器应用系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及试验应用和探究实验教学器具，尤其是涉及一种多路传感器应用系统。
【背景技术】
[0002]传感器指的是能感受(或响应)规定的被测量并按一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件以及响应的电子线路组成。现有的传感器主要包括物理量传感器、化学量传感器和生物量传感器；物理量传感器包括光学传感器、温度传感器、力学传感器、磁传感器、转速传感器、流量与流速传感器、机械位移传感器、多轴传感器等；化学量传感器包括气体传感器、湿度传感器、离子传感器等；生物量传感器包括生理量传感器、生化量传感器等。
[0003]现有的传感器与单片机组成的实验测量仪器包括试验应用器具、实验教学器具和基于计算机语言学习的实验教学器具等。
[0004]试验应用器具包括少量传感器与单片机作为嵌入式产品，其优点为:体积小、成本低、携带方便；硬件对编程语言所写程序保密性好。缺点为:可读性差、图表功能不完善或编程难、操作不方便；二次开发需要计算机作为上位机，因为单片机的种类繁多，不同的单片机有不同的编程语言及程序，所以对于学习者来说增加了开发与学习的难度。
[0005]实验教学器具包括传感器与单片机作为嵌入式实验仪器，其优点为:作为单一传感器或少量传感器与单片机结合其体积小、成本低、携带方便；硬件对编程语言所写程序保密性好。缺点为:每次实验要更换传感器组件，增加管理难度；数据的可读性差、图表功能不完善或编程难、操作不方便；做成多路传感器与单片机结合，其体积变大、编程难度加大、成本高；二次开发需要计算机作为上位机，且不同的单片机有不同的编程语言及程序，对于学习者来说增加了开发难度。
[0006]基于计算机语言学习的实验教学器具由传感器、单片机及计算机组成，教学语言多数采用C语言C#语言及JAVA语言等，适用于大学、高职及中职计算机专业的学生学习。优点:有一定的教师队伍，成套的教材及实验室。缺点:计算机作为上位机，需要学习计算机语言、单片机编程语言两种以上编程语言，教学难度较大且学习者的学习难度大；做为实验器材需要传感器、单片机及计算机组成，因此成本高；二次开发需要计算机作为上位机，且不同的单片机有不同的编程语言及程序，对于学习者来说增加了开发难度。
[0007]中国专利CN201984699U公开一种传感器实验演示教具，主要用于各种传感器实验。包括一立板，所述立板上设有演示电路，该演示电路包括:电源、照明灯、电铃、照明灯控制开关和电铃控制开关，立板上有两个插孔，电源、照明灯、电铃、照明灯控制开关和电铃控制开关固定在立板上。当时行传感器实验时，将被测源演示电路，当传感器感受到被测量的信息时将其以电量的形式输出，这时接通照明灯或电铃的电路，照明灯亮，电铃响。电路简单、容易操作、成本低廉、元件可反复使用。实验使用的元器件符合现在市场发展水平，教学理念先进，能够帮助学生理论联系实际，树立学以致用的教育理念。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种多路传感器应用系统。
[0009]本发明设有传感器实验板、传感器组、扩展板、用电设备组、计算机；
[0010]所述传感器实验板上设有传感器信号接口、AD/DA转换电路、开关组、控制电路、扩展电路接口、缓冲电路、实验板并口接口、模拟开关矩阵、无线透传模块、串口 WiFi模块、USB转真并口模块、逻辑分析仪、RS-232串行标准接口、电流电压显示电路和音视频传感器;
[0011 ] 所述传感器信号接口与传感器组连接，传感器信号接口中输出的模拟信号与AD/DA转换电路的模拟输入端连接，AD/DA转换电路与开关组连接；传感器信号接口的开关信号、数字信号输出端与开关组连接；开关组与缓冲电路连接；扩展电路接口与扩展板连接，扩展电路接口与缓冲电路连接；缓冲电路与模拟开关矩阵连接，缓冲电路输出信号端与逻辑分析仪连接；模拟开关矩阵的开关信号输出端与控制电路的输入端连接，控制电路的输出端与用电设备组的输入端连接；模拟开关矩阵的信号输出端分别与实验板并口接口、USB转真并口模块、无线透传模块、串口 WiFi模块、RS-232串行标准接口、逻辑分析仪连接；实验板并口接口、USB转真并口模块、无线透传模块、串口 WiFi模块、RS-232串行标准接口、逻辑分析仪与计算机的接口连接；电流电压显示电路与传感器实验板电源连接；音视频传感器的输出端与计算机的接口连接。
[0012]所述开关组可设有指拨开关组和模拟开关组。
[0013]所述控制电路的输入端可设光耦隔离电路，控制电路可采用继电器组。
[0014]所述扩展电路接口可采用26针插槽，实验板并口接口可采用26针插槽或DB25针接口。
[0015]所述扩展板可设在传感器实验板上，或外置通过扩展电路接口与传感器实验板连接。
[0016]所述传感器组可设在传感器实验板上，或外置通过传感器信号接口与传感器实验板连接。所述传感器组包括但不限于物理量传感器、化学量传感器和生物量传感器；物理量传感器包括但不限于光学传感器、温度传感器、力学传感器、磁传感器、转速传感器、流量与流速传感器、机械位移传感器、多轴传感器等；化学量传感器包括但不限于气体传感器、湿度传感器、离子传感器等；生物量传感器包括但不限于生理量传感器、生化量传感器等。
[0017]所述电流电压显示电路可显示O?5A电流，O?5V、0?12V电压；5V电压可调。
[0018]本发明所述传感器实验板还可以简化为由传感器信号接口、AD/DA转换电路、控制电路、扩展电路接口、缓冲电路、实验板并口接口组成的简化传感器实验板，与传感器组、扩展板、用电设备组、计算机组成最小应用系统。通过实验板并口接口与无线透传模块、串口WiFi模块、USB转真并口模块连接组成独立的应用系统。
[0019]传感器实验板采集的信号经过开关矩阵后(或直接)与计算机并口连接，通过VB可视化语言完成所见即所得的传感器实验。
[0020]USB转真并口模块用于没有并口的计算机，传感器采集的信号经过开关矩阵桥接USB转真并口模块与计算机连接，通过VB可视化语言完成所见即所得的传感器实验。
[0021 ] 所述计算机还设有LAN 口、不少于4个USB 口等，LAN模块与单片机组成的单片机控制系统经过LAN 口与计算机连接，计算机作为上位机完成传感器实验。计算机USB 口 1、2:需要无线传输的，可以通过无线透传模块、WIFI模块与传感器实验板连接，计算机作为上位机完成传感器实验。计算机USB 口 3:将多通道逻辑分析仪记录的传感器时序信号或数字信号，传输到计算机，便于调试电路编写软件。等等。
[0022]无线透传、WIF1:无线透传具有发送和接收模式，传感器实验板上的无线透传接受来自传感器实验板外的无线透传进行信号传输及控制，也可以与来自传感器实验板外接在USB 口的无线透传相连接，进行信号传输及控制；WIFI模块可以分为主从模块，能够实现主从模块及PC机之间的任意透明转换。
[0023]本发明将传感器、计算机与编程语言结合，可组成(windows系统):
[0024]I) 一个用计算机语言开发的与多路传感器组成