一种裂纹监测采集器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于自动采集信号装置，具体涉及一种裂纹监测采集器。
【背景技术】
[0002] 飞机、高速列车、桥梁和建筑结构等结构件裂纹采集是目前来说重要研究内容之 一，目前，对裂纹的检测主要停留在人工测量，效率低，精度差，工作人员劳动强度大。现有 技术中，采用机器视觉采集图像进而实现裂纹检测评价的方法解决了以上技术瓶颈，现有 的裂纹监测采集器往往采用分离元器件组成，其体积较大，环境适应性差；微电阻测量采用 二线制，数据采集精度不够高，采用485通信，抗干扰能力较差。 【实用新型内容】
[0003] 为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种裂纹监测采集器。裂 纹监测采集器用于对传感器的监测数据进行实时采集。
[0004] 本实用新型所采用的技术方案为：
[0005] -种裂纹监测采集器，其改进之处在于：所述采集器包括采集器壳体、中央处理 器、八路A/D转换模块、八路开关控制电路、CAN通信接口、显示灯和供电电路；
[0006] 所述供电电路为采集器整体提供电源；所述中央处理器控制八路开关控制电路、 八路A/D转换模块、CAN通信接口和显示灯协同工作；
[0007] 所述中央处理器、八路A/D转换模块、八路开关控制电路、CAN通信接口、显示灯和 供电电路集成在PCB板上；
[0008] 所述PCB板固定安装在采集器壳体内部。
[0009] 优选的，所述开关控制电路控制传感器接口接通或关闭。
[0010] 进一步的，所述八个开关控制电路分别对应八个传感器接口的控制。
[0011] 优选的，所述中央处理器为嵌入式ARM处理器。
[0012] 优选的，所述采集器壳体为采用电磁屏蔽设计的航空铝。
[0013] 优选的，所述采集器还包括时钟模块、定时器和看门狗。
[0014] 优选的，所述中央处理器控制八路开关控制电路开通传感器接口，接收裂纹传感 器电路，通过八路A/D转换模块采集裂纹传感器的电阻值并转换成数字信号通过CAN通信 接口发送。
[0015] 本实用新型的有益效果为：
[0016] 本实用新型采用嵌入式ARM处理器，具有工作频率高、体积小、环境适应性好、数 据处理能力强、功耗低；数据采集采用四线制方式采集传感器信号，提高了数据采集精度； 采用CAN通信，具有很强的抗干扰能力。产品壳体和线路进行电磁屏蔽设计，能够满足国家 军用标准要求。
【附图说明】
[0017] 图1是本实用新型提供的一种裂纹监测采集器结构示意图。
【具体实施方式】
[0018] 如图1所示，本实用新型提供了一种裂纹监测采集器，所述采集器包括采集器壳 体、中央处理器、八路A/D转换模块、八路开关控制电路、CAN通信接口、显示灯和供电电路； 采集器分时循环测量每个传感器阻值，进行必要的数值处理，最后以数字通讯的形式发送 给裂纹监测处理器的功能。每个采集器与处理器之间应尽量设置一根电缆进行数字通讯， 以减少布线工作量和系统重量，采集器个数可增减，随被测点数而定。同时，采集器应体积 小巧，便于安装。
[0019] 所述供电电路为整板提供电源；
[0020] 所述中央处理器控制八路开关控制电路、八路A/D转换模块、CAN通信接口、显示 灯等协同工作；
[0021] 所述中央处理器、八路A/D转换模块、八路开关控制电路、CAN通信接口、显示灯和 供电电路集成在PCB板上；
[0022] 所述PCB板固定安装在采集器壳体内部。
[0023] 开关控制电路控制传感器接口接通或关闭。
[0024] 八个开关控制电路分别对应八个传感器接口的控制。
[0025] 中央处理器为嵌入式ARM处理器。
[0026] 采集器壳体为采用电磁屏蔽设计的航空铝。
[0027] 采集器软件设置时钟模块、定时器和看门狗。
[0028] 中央处理器控制八路开关控制电路开通传感器接口，接收裂纹传感器电路，通过 八路A/D转换模块采集裂纹传感器的电阻值并转换成数字信号通过CAN通信接口发送。
[0029] 本实用新型裂纹监测采集器主要功能如下：
[0030] 定时采集8路裂纹传感器的测量值；
[0031] 将传感器电阻值经过八路A/D转换模块转换成数字信号；
[0032] 通过CAN通信接口将采集的传感器阻值传递给裂纹监测处理器；
[0033] 本实用新型具体实现方式为裂纹监测采集器得电后，首先进行硬件初始化，包括 系统上电自检、时钟设置、GPI0端口配置、通信接口配置，通信参数设置，定时器设置和看门 狗等，硬件初始化和上电自检每次运行只执行一次，其余单元循环执行；等待定时采集时刻 (3分钟）；采集时间到后就开始接通第一路裂纹采集器的供电电路；第一路裂纹采集器得 电后就开始工作，采集第1路裂纹传感器的电阻值，得到测量数据后进行转换处理，然后依 次采集其它7路传感器数据，采集8路裂纹传感器的数值，8路数据采集完成后，就通过CAN 总线将采集结果上传给处理器。
[0034] 硬件初始化
[0035] 采集器上电后，首先完成对硬件的初始化工作，主要包括系统时钟初始化、ADC初 始化、串口初始化和定时器中断初始化。
[0036] 各项初始化主要功能参数见表1。
[0037] 表1硬件初始化主要功能参数
[0038]
[0039] 上电自检
[0040] 对所有硬件进行完初始化之后，要进行上电自检操作，这里主要对供电电路电压 进行检测。
[0041] A/D转换模块内部包括ADC数据采集单元，ADC对各个通道的电阻值进行数据采 集，主要完成8个通道的切换、对AD数值的读取以及对AD数值的缓存。程序中设置ADC的 采样周期为〇.ls，每个通道的采集次数为10,对一个通道进行完10次采样并进行完数据处 理后再对下一个通道进行采样，这样完成8个通道的数据采集时间为8s。
[0042] 其中主要的功能参数见表2。
[0043] 表2数据采集主要功能参数
[0044]
[0045] A/D转换模块
[0046] 对采集到的AD数值进行数据处理，主要处理顺序为完成采样数据的滤波以获取 稳定的采样值、对完成滤波后的数据按照公式进行转换得到电阻值。这里的滤波算法采用 均值滤波的方法，滤波后的测量精度可以达到：〇. 2~1Ω测量误差为±50ι?Ω以内；1~ 20Ω测量误差为±5%以内；20~100Ω测量误差为±10%以内。
[0047] 定时器
[0048] 程序每隔180s对处理过的数据进行一次数据传输，需要采用秒定时器进行中断 处理，进行30s的定时，其中主要的功能参数见表3。
[0049] 表3通信定时主要功能参数
[0050]
[0052] 数据通信
[0053] 硬件初始化已经完成了对串口 1的初始化，以RS485方式进行数据传输，数据格式 为8位数据位，1位偶校验位，1位停止位，波特率是9600bps，通信帧长度为42字节。对于 异常数据交由上位机来处理，无需特别操作。其发送使能、发送标志位功能参数见表4。
[0054] 表4数据通信主要功能参数
[0055]
[0056] 看门狗
[0057] 为了保证程序的稳定运行，防止程序跑飞，采用外部看门狗对程序进行监控，程序 运行期间保持2s内进行一次喂狗，喂狗操作为对P2. 4进行电平拉高再拉低操作。其中主 要的功能参数见表5。
[0058] 表5看门狗主要功能参数
[0059]
[0060] 本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出 其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相 近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种裂纹监测采集器，其特征在于：所述采集器包括采集器壳体、中央处理器、八路 A/D转换模块、八路开关控制电路、CAN通信接口、显示灯和供电电路； 所述供电电路为采集器整体提供电源；所述中央处理器控制八路开关控制电路、八路A/D转换模块、CAN通信接口和显示灯协同工作； 所述中央处理器、八路A/D转换模块、八路开关控制电路、CAN通信接口、显示灯和供电 电路集成在PCB板上； 所述PCB板固定安装在采集器壳体内部。2. 根据权利要求1所述的一种裂纹监测采集器，其特征在于：所述开关控制电路控制 传感器接口接通或关闭。3. 根据权利要求2所述的一种裂纹监测采集器，其特征在于：所述八个开关控制电路 分别对应八个传感器接口的控制。4. 根据权利要求1所述的一种裂纹监测采集器，其特征在于：所述中央处理器为嵌入 式ARM处理器。5. 根据权利要求1所述的一种裂纹监测采集器，其特征在于：所述采集器壳体为采用 电磁屏蔽设计的航空铝。6. 根据权利要求1所述的一种裂纹监测采集器，其特征在于：所述采集器还包括时钟 模块、定时器和看门狗。7. 根据权利要求1所述的一种裂纹监测采集器，其特征在于：所述中央处理器控制八 路开关控制电路开通传感器接口，接收裂纹传感器电路，通过八路A/D转换模块采集裂纹 传感器的电阻值并转换成数字信号通过CAN通信接口发送。
【专利摘要】本实用新型涉及一种裂纹监测采集器，所述采集器包括采集器壳体、中央处理器、八路A/D转换模块、八路开关控制电路、CAN通信接口、显示灯和供电电路；所述供电电路为采集器整体提供电源；所述中央处理器控制八路开关控制电路、八路A/D转换模块、CAN通信接口和显示灯协同工作；所述中央处理器、八路A/D转换模块、八路开关控制电路、CAN通信接口、显示灯和供电电路集成在PCB板上；所述PCB板固定安装在采集器壳体内部。本实用新型具有工作频率高、体积小、环境适应性好、数据处理能力强、功耗低；本实用新型提高了数据采集精度；本实用新型具有很强的抗干扰能力。
【IPC分类】G08C19/00
【公开号】CN205080741
【申请号】CN201520858471
【发明人】李海鹏
【申请人】金翼安达航空科技（北京）有限公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年10月30日