向阈值电压和负向阈值电压。在输入信号从低电平上升到高电平的过程中使电路状态发生变化的输入电压称为正向阈值电压，在输入信号从高电平下降到低电平的过程中使电路状态发生变化的输入电压称为负向阈值电压。正向阈值电压与负向阈值电压之差称为回差电压。它是一种阈值开关电路，具有突变输入一一输出特性的门电路。这种电路被设计成阻止输入电压出现微小变化(低于某一阈值)而引起的输出电压的改变。利用施密特触发器状态转换过程中的正反馈作用，可以把边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲信号。
[0051]如图8所示，CD4093是由四个输入端施密特触发器电路组成。每个电路均为在两输入端具有施密特触发功能的两输入与非门。每个门在信号的上升和下降沿的不同点开、关。
[0052]图12所示为STM32微处理器电路工作原理图，微处理器外围电路由复位电路，时钟电路和JTAG调试电路组成，并对相应的管脚进行了初始化，PCO, PCI, PC2，PC3处理传感器输入信号I的数据，其中PC3端口当传感器为振弦式传感器时提供脉冲激励信号；PB5，PB6，PB7，PB8处理传感器输入信号2的数据，其中PB8端口为振弦式传感器时提供脉冲激励信号。PA4，PA5，PA6，PA7处理传感器输入信号3的数据，其中PA4端口为振弦式传感器时提供脉冲激励信号。RXD，TXD端口设置为与SIM900通讯端口
[0053]图13所示SM900模块工作原理图，远程发射单元采用了 SMCom公司的SM900模块，它属于四频GSM/GPRS模块，完全采用SMT封装形式，同时采用了功能强大的ARM926EJ-S芯片处理器。SM900性能稳定，外观小巧，性价比高，能满足多种需求。在工作过程中，SM900不断接收来自STM32微处理器的数据，并依照程序设定的IP地址进行数据远程发送，每一个SIM900模块都有一个sim卡插槽，采用手机网络进行通讯。
[0054]图9-图11所示为电源电路，其中图9为5V电源电路，图10为3.3V电源电路，图
11所示为SIM900供电电路。
[0055]在该装置中很多地方标出采用5V电源，5V电源电路采用LM2576，LM2576是美国国家半导体公司生产的3A的电流输出降压开关集成稳压电路，它内含固定频率振荡器(52kHz)和基准稳压器，并具有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等，利用该器件只需要极少的外围器件便可构成高效稳压电路。
[0056]微处理器需要3.3V电源，3.3V电源电路采用TPS7333稳压芯片。
[0057]SIM900供电电路，采用的是MIC29302大电流低电压稳压器，在该装置中VBAT电压为4V。
[0058]以上所述的实施例仅用于说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本实用新型的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本实用新型的专利范围，即凡本实用新型所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本实用新型的专利范围内。
【主权项】
1.一种多传感器数据采集及实时远程传送装置，其特征在于，包括信号采集单元、微处理器单元和远程发射单元；所述微处理器单元设有多组频率信号输入端、模拟信号输入端和数字信号输入端；所述信号采集单元对应地设有多组信号分选电路和频率信号处理器；每组所述信号分选电路设有频率信号输出端、模拟信号输出端和数字信号输出端，其对应输入一个传感器信号，将输入信号分选为频率信号、模拟信号或数字信号，将模拟信号或数字信号对应地通过所述模拟信号输出端或所述数字信号输出端，输出至所述微处理器单元的所述模拟信号输入端或所述数字信号输入端，其将频率信号对应地通过所述频率信号输出端输出至所述频率信号处理器，所述频率信号处理器处理后输出脉冲信号至所述微处理器单元的所述频率信号输入端；所述微处理器单元对输入信号处理后输出数字信号至所述远程发射单元，所述远程发射单元发送信号至外部远程装置。
2.根据权利要求1所述的多传感器数据采集及实时远程传送装置，其特征在于，所述远程发射单元包括基于SIM900的四频GSM/GPRS数据传输模块，其通过GSM/GPRS网络发送信号至外部远程装置。
3.根据权利要求1所述的多传感器数据采集及实时远程传送装置，其特征在于，所述微处理器单元包括STM32微处理器，所述STM32微处理器的外围电路包括复位电路，时钟电路和JTAG调试电路。
4.根据权利要求1所述的多传感器数据采集及实时远程传送装置，其特征在于，每组所述信号分选电路包括信号识别电路和三个开关，所述三个开关分别串接在所述频率信号输出端、所述模拟信号输出端和所述数字信号输出端，所述信号识别电路输入来自传感器的身份识别信号，通过内设比较器进行比较，并输出信号控制所述开关的通断。
5.根据权利要求1所述的多传感器数据采集及实时远程传送装置，其特征在于，所述频率信号处理器包括激振电路、第一二极管、第二二极管以及滤波整形电路；所述第一二极管负极端和所述第二二极管负极端均与频率输出类传感器电连接；所述微处理器单元输出脉冲信号至所述激振电路；所述激振电路与所述第一二极管正极端电连接，通过所述第一二极管输出激励信号至频率输出类传感器；所述滤波整形电路与所述第二二极管正极端电连接，通过所述第二二极管输入来自频率输出类传感器的信号，处理后输出方波信号至所述微处理器单元。
6.根据权利要求5所述的多传感器数据采集及实时远程传送装置，其特征在于，所述激振电路包括升压电路和驱动器，所述升压电路向所述驱动器提供电压，所述驱动器接收来自所述微处理器单元的脉冲信号并进行功率放大，输出激励信号至频率输出类传感器对其进行激振。
7.根据权利要求5所述的多传感器数据采集及实时远程传送装置，其特征在于，所述滤波整形电路包括依次连接的滤波电路、多级放大电路、半波整流电路以及施密特整形电路。
8.根据权利要求7所述的多传感器数据采集及实时远程传送装置，其特征在于，所述滤波电路包括有源LC谐振放大器电路，所述有源LC谐振放大器电路包括LM324四路运算放大器。
9.根据权利要求7所述的多传感器数据采集及实时远程传送装置，其特征在于，所述施密特整形电路包括⑶4093四输入端施密特触发器。
10.根据权利要求1至9任一所述的多传感器数据采集及实时远程传送装置，其特征在于，还包括多个传感器接口和天线，所述每个传感器接口与一组信号分选电路电连接，所述远程发射单元通过所述天线发送信号。
【专利摘要】本实用新型公开了一种多传感器数据采集及实时远程传送装置，包括信号采集单元、微处理器单元和远程发射单元；微处理器单元设有多组频率信号输入端、模拟信号输入端和数字信号输入端；信号采集单元对应地设有多组信号分选电路和频率信号处理器；每组信号分选电路对应输入一个传感器信号，将输入信号分选为频率、模拟或数字信号，输出至微处理器单元的模拟信号输入端或数字信号输入端，其将频率信号输出至频率信号处理器，处理后输出脉冲信号至微处理器单元的频率信号输入端；微处理器单元输出数字信号至远程发射单元，远程发射单元发送信号至外部远程装置。本实用新型能够同时采集多种传感器输出类型的数据，适用于桥梁、码头等建筑物结构健康监测。
【IPC分类】G05B19-042
【公开号】CN204302725
【申请号】CN201420811115
【发明人】许家帅, 陈静, 张翰林, 胡亚杰, 寇黎瑛, 杨东远
【申请人】交通运输部天津水运工程科学研究所
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月18日