基于扩频无线技术的低功耗防爆IO信号无线采集终端的制作方法

基于扩频无线技术的低功耗防爆io信号无线采集终端
技术领域
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io信号无线采集终端。


背景技术：

2.目前，现有技术中的io信号采集终端多为有线形式，传输采用电缆直接传输方式，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io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io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io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的串行口连接、且设置有数路的io信号采集电路，以及与中央处理器a2、扩频无线通讯芯片m1和io信号采集电路连接的供电电路；
6.所述io信号采集电路包括集电极与中央处理器a2连接、发射极接地的光电隔离器u1，连接在光电隔离器u1的集电极与发射极之间的电容c2，一端与光电隔离器u1的集电极连接、且另一端与供电电路连接的电阻r3，串联后一端与光电隔离器u1的集电极连接、且另一端与供电电路连接的二极管d2和电阻r1，连接在光电隔离器u1的输入阳极与输出阴极之间的二极管d9，串联后一端与光电隔离器u1的输出阴极连接的二极管d6、电阻r2和熔断器f2，一端连接在二极管d6与电阻r2之间、且另一端接地的二极管d4，以及一端与光电隔离器u1的输入阳极连接、且另一端与供电电路连接的电阻r45。
7.进一步地，所述基于扩频无线技术的低功耗防爆io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.更进一步地，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d7、电阻r7和电阻r8，基极经电阻r4连接在二极管d7与电阻r7之间、发射极接地的三极管bg2，栅极与三极管bg2的集电极连接的场效应管q1，漏极与场效
应管q1的漏极连接、且栅极连接在电阻r7与电阻r8之间的场效应管q2，与场效应管q1的漏极连接、且型号为me6214a33的直流转换芯片a1，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q1的漏极连接的电子r30和电阻r31，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.更进一步地，所述供电电路还包括与场效应管q1的源极连接、且型号为tp4059的直流转换芯片a4，依次连接后与直流转换芯片a1连接的稳压芯片a6、隔离器isp1和稳压芯片a8。
11.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
12.本实用新型巧妙地设置了多路io信号采集电路，并进行多通道切换采集数据；本实用新型采用扩频无线通讯技术，将采集到的开关量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。本实用新型由无线通讯单元接收无线信号，并解调数据，并传输给中央处理器。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
13.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。
14.图1为本实用新型的中央处理器原理图。
15.图2为本实用新型的rs485数字接口单元电路原理图。
16.图3为本实用新型的供电电路原理图。
17.图4为本实用新型的扩频无线通讯电路原理图。
18.图5为本实用新型的io信号采集电路原理图。
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5所示，本实施例提供了基于扩频无线技术的低功耗防爆io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的串行口连接、且设置有数路
的io信号采集电路，以及与中央处理器a2、扩频无线通讯芯片m1和io信号采集电路连接的供电电路。其中，任一io信号采集电路包括集电极与中央处理器a2连接、发射极接地的光电隔离器u1，连接在光电隔离器u1的集电极与发射极之间的电容c2，一端与光电隔离器u1的集电极连接、且另一端与供电电路连接的电阻r3，串联后一端与光电隔离器u1的集电极连接、且另一端与供电电路连接的二极管d2和电阻r1，连接在光电隔离器u1的输入阳极与输出阴极之间的二极管d9，串联后一端与光电隔离器u1的输出阴极连接的二极管d6、电阻r2和熔断器f2，一端连接在二极管d6与电阻r2之间、且另一端接地的二极管d4，以及一端与光电隔离器u1的输入阳极连接、且另一端与供电电路连接的电阻r45。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d7、电阻r7和电阻r8，基极经电阻r4连接在二极管d7与电阻r7之间、发射极接地的三极管bg2，栅极与三极管bg2的集电极连接的场效应管q1，漏极与场效应管q1的漏极连接、且栅极连接在电阻r7与电阻r8之间的场效应管q2，与场效应管q1的漏极连接、且型号为me6214a33的直流转换芯片a1，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q1的漏极连接的电子r30和电阻r31，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vr1，一端与直流转换芯片a5的fb引脚连接、且另一端接地的电阻r41，与场效应管q1的源极连接、且型号为tp4059的直流转换芯片a4，依次连接后与直流转换芯片a1连接的稳压芯片a6、隔离器isp1和稳压芯片a8。
23.在本实施例中，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。在本实施例中，利用多路io信号采集电路采集开关量信号，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。
24.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。