一种多传感器数据转发装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种把多个传感器数据和小型仪表数据归结在一起向远端数据设备发送的现场转发装置，包括一个印刷电路板，印刷电路板上有多种信号输入通道，有计算机芯片和外围电路作数据提取，有标准串行通信总线作数据转发输出，全部器件安装在配电盘底板上。
【背景技术】
[0002]以往模拟信号传感器的工作方式是输出电压或电流信号或者经由变送器输出电压电流信号，由远端设备接收信号，传感器与变送器一对一连接。
[0003]现在数字传感器的应用越来越广泛，传感器的选择范围也越来越多样，传感器及其配套变送器的输出形式也从以往常见的电压电流模拟信号形式逐渐发展为多种数字信号输出形式。现在可以见到采用单总线形式输出的数字传感器，如测量温度的DS18B20，数字输出温湿度传感器SHT15，AM2301等。还可以见到采用二线串行IIC总线形式输出的数字传感器，如数字温度传感器LM75，SE95，SE97，SE98，数字输出温湿度传感器SHTlI，等。还可以见到采用标准串行通信协议规范输出的传感器和变送器，如采用RS485 MODBUS格式输出的ACS-T数字温度传感器，采用RS485输出的数字温度传感器PT100-RS485，采用RS232输出的数字压力变送器PT500-709，等。还可以见到采用标准串行通信协议规范输出的小型仪表，如采用RS232输出的手持式二氧化碳(C02)检测仪AZ7752，采用RS232输出的手持式红外线二氧化碳气体检测仪TES-1370，等。
[0004]数字传感器不同的信号输出形式增加了同时应用多种传感器的复杂程度。使现场多种传感器同时工作而且使应用简单化是技术人员不断研究的问题。
[0005]在环境控制领域，比如农业大棚，种植养殖温室和工厂化栽培车间，需要同时检测现场的环境湿度，温度，气体成分浓度等多个物理量，为此需要把几种传感器组合在一起同时工作，并且把采样数据传送到控制管理设备。
[0006]中国专利CN200920259587.2提供了一种多功能变送器，其输入和输出均为模拟信号，不能连接数字传感器，也不能连接标准串行通信的传感器和小型仪表。
[0007]中国专利CN200820186275.9公开了一种温湿度变送器，它是由单片机直接读取集成数字式温湿度传感器，但是不能连接常见的模拟传感器和变送器，也不能连接标准串行通信输出的传感器和小型仪表。
[0008]中国专利CN201120560599.6涉及一种多传输方式的智能温湿度变送器，但不能连接多个不同种类传感器。
[0009]中国专利CN200920200714.1和CN200910154920.8涉及一种可支持数据远传的空气质量监测设备，温湿度变送器信号输出端与Ι/v转换电路的第一通道连接，气压变送器信号输出端与Ι/v转换电路的第二通道连接，二氧化硫变送器信号输出端与I/V转换电路的第三通道连接，一氧化氮变送器信号输出端与Ι/v转换电路的第四通道连接，二氧化氮变送器信号输出端与Ι/v转换电路的第五通道连接。该监测设备可以连接多个模拟传感器和变送器同时工作，但是该监测设备不能连接已经广泛使用的数字传感器和标准串行通信的传感器及小型仪表。
【发明内容】
[0010]本发明要解决的技术问题是提供一种多个传感器同时工作的现场转发装置，这些传感器包括常规模拟传感器及变送器，常见数字传感器，用标准串行通信总线输出信号的传感器或小型仪表，装置能够提取多种传感器和小型仪表的采样数据并且把各个单一数据重新组合为新的数据集合，能够把新数据集合转发到远端数据设备，装置能够在网络环境工作。
[0011]为解决上述技术问题，本发明的技术方案为:装置包含印刷电路板1、屏蔽保护盒
2、配电盘底板3、接线端子排4，为了连接多种传感器或小型仪表同时工作，本装置印刷电路板同时包含多种数字总线结构和多路模拟信号通道作接收传感器信号的输入通道，其中多种数字总线包含了多个单总线结构，包含了二线串行IIC总线结构，包含了多个RS232和RS485标准串行通信总线接口，其中模拟信号通道包含了多路电压电流输入和信号调理电路及模拟数字转换(ADC)电路，本装置印刷电路板还同时包含RS232和RS485标准串行通信总线接口作数字信号转发输出通道，通过标准串行通信总线接口可以把多个本设备组成检测网络，通过标准串行通信总线接口可以连接一个GPRS DTU或者3G DTU或者RS232/485-TCP/IP协议转换器使转发距离增加，本装置印刷电路板还包括计算机芯片及其外围电路，以上各个部分电路被制作在同一块也仅仅一块印刷电路板I上，该印刷电路板I被安装在屏蔽盒2内，屏蔽盒2被安装在配电盘底板3上，配电盘底板3还安装一些传感器6或小型仪表7或DTU或RS232/485-TCP/IP协议转换器8以及接线端子排4，应用本装置能够连接多个单总线输出的传感器工作，能够连接多个IIC总线输出的传感器工作，能够连接多个用标准串行通信总线输出数据的传感器或者小型仪表工作，能够连接多个模拟输出的传感器及变送器工作，装置输出端能够连接到网络，计算机提取各个传感器采样数值，并把多个传感器的采样数值编制成新的数据集合，再把新数据集合通过标准串行通信总线转发到检测网络，或者经过标准串行通信总线连接GPRS DTU或者3G DTU转发到GSM/GPRS/3G公众电信网络，或者经过标准串行通信总线连接RS232/485-TCP/IP协议转换器转发到局域网或者互联网，而需要这些数据的远端数据设备连接在这些网络上或者与本装置单独连接。
[0012]作为本发明的一种改进，印刷电路板的数字信号输入通道包含多个单总线电路结构。每个单总线可以挂多个有识别码的传感器，如DS18B20。对于没有识别码的单总线输出传感器，如AM2301，可以用多个单总线电路连接多个传感器。
[0013]作为本发明的一种改进，印刷电路板的数字信号输入通道包含二线串行IIC总线电路结构。二线串行Iic总线可以挂多个IIC输出的传感器。
[0014]作为本发明的一种改进，印刷电路板的信号输入通道包含多个标准串行通信总线RS232和RS485接口。为了建立和使用这些接口，计算机芯片可以选用有多个标准通用异步串行接口(UART)的芯片，也可以用计算机芯片的通用输入输出(I/O)引脚用软件模拟标准串行口。用标准串行通信总线RS232或RS485作输出的多个传感器或者小型仪表可以直接连接到本装置。
[0015]作为本发明的一种改进，印刷电路板的信号输入通道包含多个模拟信号输入通道。其中包括mV差分双端输入电路，包括(T5V电压单端输入电路，包括(TlOmA和4?20mA电流输入电路。每个模拟输入电路有各自的信号调理电路和进行模拟数字转换(ADC)的电路。
[0016]作为本发明的一种改进，印刷电路板I的信号输出通道包含标准串行通信总线，其中一个是RS232接口，一个是RS485接口，能够连接GPRS DTU或者3G DTU或者RS232/485-TCP/IP协议转换器。通过RS485总线接口可以把多个本装置组成检测网络。通过这些接口所连接的器件可以使本装置连接到GSM/GPRS/3G公众电信网络或者局域网或者互联网。需要传感器数据的远端数据设备连接在上述这些网络上或者与本装置单独连接。
[0017]作为本发明的一种改进，印刷电路板包含计算机芯片及其外围电路。由计算机提取各个传感器采