一种带有OLED的多通道振弦采集仪的制作方法

本实用新型涉及一种带有OLED的多通道振弦采集仪，应用于结构安全健康监测行业。

背景技术：

振弦式传感器是目前国内外普遍重视和广泛应用的一种非电量电测的传感器。由于振弦传感器直接输出振弦的自振频率信号，因此，具有抗干扰能力强、受电参数影响小、零点飘移小、受温度影响小、性能稳定可靠、耐震动、寿命长等特点。振弦传感器已经广泛用于工程、科研的长期监测项目中。振弦采集仪是用于采集振弦传感器的仪器设备，目前工程上使用的多通道振弦采集仪一般采用外部电源供电，然后将振弦传感器连接到振弦采集仪的通道面板，振弦采集仪连接无线数传DTU设备，将采集数据上传至云平台展示，现场人员在现场调试或后期检查设备时，都无法知道采集数据情况和设备运行状况，导致现场调试阶段操作不便。

技术实现要素：

针对上述的问题，本实用新型专利目的在于提供了一种带有OLED的多通道振弦采集仪，OLED可以显示多通道振弦采集仪采集数据以及多通道振弦采集仪运行状态，可以帮助现场人员了解现场采集情况，提高现场工作效率。

本实用新型为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种带有OLED的多通道振弦采集仪，它包括通道片选板、信号调理电路、信号采集电路、STM32单片机系统、存储电路、激励电路、OLED显示屏、RS485通信模块与振弦传感器组成；

通道片选板与STM32单片机系统通过CAN总线连接，信号调理电路与通道片选板和信号采集电路连接，信号采集电路与STM32单片机系统的IO口连接，STM32单片机系统通过引脚控制激励电路，并连接存储电路；

RS485通信模块与STM32单片机系统通过串口控制器连接，OLED显示屏通过I2C总线连接与STM32单片机系统连接。

进一步的，在多通道振弦采集仪前面板设置有通道航插，OLED显示屏，电源指示灯和电源开关。

进一步的，OLED显示屏是一种多色显示屏。

进一步的，OLED显示屏是一种多种接口方式显示屏，通过OLED显示屏的配置选择使用I2C、SPI或并行接口，方便OLED显示屏接入STM32单片机系统。

进一步的，通道片选板由多块4通道片选板组成。

进一步的，激励电路由高压模块组成，高压模块由STM32单片机控制。

进一步的，振弦传感器与通道片选板的航插连接。

其中，单片机系统是使用STM32单片机，STM32单片机体积小，功耗低，工作在低功耗的情况下，工作电流只有50uA左右，单片机内置资源多，方便单片机系统对各部分逻辑电路的控制。激励电路采用30V高压模块，通过晶体管控制通断，使其可以在采集振弦传感器前对传感器线圈激励。信号调理电路包括滤波电路与放大电路，滤波电路可以使300Hz到5000Hz的信号正常通过。放大电路的作用是将微弱的振弦传感器信号放大到信号采集电路可以识别的信号。存储电路可以将数据存储在本地，避免数据丢失，保证数据的连续性。通信电路由RS485组成，通过RS485芯片，可以将多通道振弦采集仪连接到现场485总线。片选板为通道扩展器，可以根据现场传感器数量，灵活变通通道数量，满足现场部署情况。在多通道振弦采集仪前面板，安装有一块OLED显示屏，OLED显示屏功耗低，OLED显示屏与STM32单片机通过I2C总线连接，采集时，OLED显示采集振弦传感器的频率与温度数据，采集完成后，OLED显示屏循环显示系统工作参数，如工作电压，存储空间，振弦传感器状态等。

本实用新型的有益效果：

本实用新型解决了结构安全监测行业多通道振弦采集仪现场调试安装工程中，现场无法了解振弦传感器状态及采集数据的问题，通过增加OLED显示屏展示，可以解决上述问题，提高现场调试阶段的工作效率，帮助现场安装人员查找安装过程中遇到的问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型的前面板示意图。

具体实施方式

下面结合附图1、2对本实用新型进行详细描述：

一种带有OLED多通道振弦采集仪，包括通道片选板1，信号调理电路2，信号采集电路3，STM32单片机系统4，存储电路5，激励电路6，OLED显示屏7，RS485通信模块8与振弦传感器9组成，多通道振弦采集仪前面板还有通道航插12，OLED显示屏7，电源指示灯10和电源开关11。

上述的通道片选板1由片选控制器和继电器组成，每个片选板为4个通道，多通道振弦采集仪可以连接多个4通道片选板，可以灵活组成以4为倍数的多通道振弦采集仪，使现场配置部署更加灵活。通道片选板1与STM32单片机系统4通过CAN总线连接，可以保证通信可靠性，振弦传感器9与通道片选板1的航插连接。

激励电路6由高压模块组成，高压模块由STM32单片机控制，可以输出30V高压，STM32单片机通过IO引脚控制高压模块发送，当要采集时，单片机控制高压输出，激励振弦传感器。STM32单片机可以选择两种不同的激励方式，分别为共振激励与多脉冲激励，对于现场幅值信号比较弱的传感器，可以选择采用共振激励的方式激励，使传感器产生共振，可以使传感器感应线圈感应较大的信号，便于采集。

信号调理电路2由滤波电路和放大电路组成，传感器采集时，振弦传感器信号非常微弱，经过滤波电路和放大电路后，首先将现场部分干扰信号滤除，然后将振弦传感器信号放大，使采集的信号满足信号采集电路3的输入要求。信号采集电路3采用16位独立ADC，将传感器输入信号转变为数字信号。

STM32单片机系统4对输入的数字信号处理，单片机内置TTF算法，将信号采集电路3输入的时域信号转换为频域。FFT计算完成后，得出振弦传感器的频率值与信号幅值。同时，STM32单片机4控制外围电路，采集振弦传感器温度，采集完成后，一次数据采集完成。

OLED显示屏7与STM32单片机4通过I2C总线连接，其中，STM32单片机作为I2C主控器件，OLED显示屏7作为I2C从器件，STM32单片机4首先对OLED显示屏7初始化，完成后，将系统的工作电压，存储电路5存储的数据总量和振弦传感器9的连接状态展示在OLED显示屏7上面，振弦采集时，将每个通道的振弦传感器数据显示在OLED显示屏7上，方便现场操作人员查看。

RS485通信模块8与STM32单片机系统4通过串口控制器连接，多通道振弦采集仪采集完成之后，将采集数据发送至RS485通信模块8，通过485总线上面的无线数传设备DTU，将数据发送至云平台存储展示。

存储电路5采用32M存储芯片组成，STM32单片机内置小型文件系统，用于管理存储数据。STM32单片机系统4与存储电路5通过IO口引脚连接。当数据采集完成，数据发送至RS485通信模块8时，同时将数据保存在存储电路5中，保证数据的可靠性。存储电路5采用循环存储方式，可以保存大量采集数据。