基于大数据的排污网监测装置用混合调整型信号处理系统的制作方法

本发明涉及一种处理系统，具体是指一种基于大数据的排污网监测装置用混合调整型信号处理系统。

背景技术：

现在的社会是一个高速发展的社会，科技发达，信息流通，人们之间的交流越来越密切，生活也越来越方便，大数据就是这个高科技时代的产物。大数据是指以多元形式，自许多来源搜集而来的庞大数据组，具有较强的实时性。随着信息科技的不断发展，大数据被广泛的用于排污网监测装置。目前的基于大数据的排污网监测装置主要由大数据处理中心、监测点采集盒、区域信号收发系统、区域信号处理系统和区域数据存储系统组成；而大数据处理中心得到的污水数据信息是否准确则主要取决于区域信号处理系统对信号处理是否准确。

然而，现有的基于大数据的排污网监测装置的区域信号处理系统存在信号处理效果差，导致数据处理中心得到的污水数据信息准确度不高，致使排污网监控人员不能准确的了解污水管内的污水信息，不能对污水进行有效的治理，从而使人们的生活环境受到严重的影响。

因此，提供一种能提高信号处理效果的基于大数据的排污网监测装置用信号处理系统则显得优为重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有的基于大数据的排污网监测装置的区域信号处理系统存在信号处理效果差的缺陷，本发明提供一种基于大数据的排污网监测装置用混合调整型信号处理系统。

本发明通过以下技术方案来实现：基于大数据的排污网监测装置用混合调整型信号处理系统，主要由处理芯片U，三极管VT2，正极经电阻R8后与处理芯片U的IN管脚相连接、负极经电感L1后与处理芯片U的COMP管脚相连接的极性电容C6，一端与三极管VT2的基极相连接、另一端与处理芯片U的COMP管脚相连接的电阻R11，N极与三极管VT2的基极相连接、P极经电阻R9后与处理芯片U的B管脚相连接的二极管D5，正极与处理芯片U的B管脚相连接、负极经可调电阻R10后与三极管VT2的基极相连接的极性电容C7，串接在三极管VT2的发射极与处理芯片U的OUT管脚之间的电磁干扰滤波电路，与处理芯片U的VC管脚相连接的二阶低通滤波电路，串接在二阶低通滤波电路与处理芯片U的IN管脚之间的信号带宽调整电路，以及分别与处理芯片U的CS管脚、G管脚、CLK管脚和OUT管脚相连接的频率误差校正电路组成；所述三极管VT2的集电极接地；所述处理芯片U的GND管脚接地；所述处理芯片U的VC管脚与外部12V直流电源相连接。

所述信号带宽调整电路由放大器P4，放大器P5，三极管VT7，三极管VT8，负极与放大器P4的正极相连接、正极与二阶低通滤波电路相连接的极性电容C17，P极经电阻R26后与放大器P4的负极相连接、N极与三极管VT7的集电极相连接的二极管D12，正极与三极管VT7的发射极相连接、负极电阻R30后与放大器P5的正极相连接的极性电容C18，P极与放大器P5的负极相连接后接地、N极经电阻R31后与放大器P5的输出端相连接的二极管D14，正极与放大器P5的输出端相连接、负极与处理芯片U的IN管脚相连接的极性电容C21，负极与放大器P5的正极相连接、正极经电感L4后与三极管VT7的基极相连接的极性电容C19，一端与极性电容C19的正极相连接、另一端与三极管VT8的基极相连接的可调电阻R28，P极与放大器P4的输出端相连接、N极三极管VT8的发射极相连接的二极管D13，以及正极经电阻R27后与放大器P4的输出端相连接、负极经电阻R29后与三极管VT8的集电极相连接的极性电容C20组成；所述极性电容C18的负极接地；所述极性电容C19的正极还与放大器P4的负极相连接；所述三极管VT8的集电极还与放大器P5的输出端相连接。

进一步的，所述电磁干扰滤波电路由放大器P3，正极经电感L2后与放大器P3的正极相连接、负极与三极管VT2的发射极相连接的极性电容C12，一端与极性电容C12的正极相连接、另一端接地的电阻R19，P极经电阻R18后与极性电容C12的正极相连接、N极与放大器P3的输出端相连接的二极管D9，正极与放大器P3的负极相连接、负极接地的极性电容C13，P极与放大器P3的输出端相连接、N极经电感L3后与极性电容C13的负极相连接的二极管D10，负极与三极管VT6的基极相连接、正极经电阻R20后与极性电容C13的负极相连接的极性电容C14，负极与三极管VT5的集电极相连接、正极经电阻R21后与放大器P3的输出端相连接的极性电容C15，一端与三极管VT6的集电极相连接、另一端与三极管VT5的基极相连接的可调电阻R25，P极经电阻R24后与三极管VT5的发射极相连接、N极与三极管VT5的基极相连接后接地的二极管D11，以及正极电阻R22后与接收15的正极相连接、负极经电阻R23后与二极管D11的P极相连接的极性电容C16组成；所述三极管VT6的发射极接地、其集电极与极性电容C15的正极相连接；所述三极管VT5的基极还与处理芯片U的OUT管脚相连接。

所述二阶低通滤波电路由放大器P1，三极管VT1，场效应管MOS，正极经电阻R4后与三极管VT1的基极相连接、负极作为二阶低通滤波电路的输入端的极性电容C3，负极与放大器P1的正极相连接、正极经电阻R3后与三极管VT1的集电极相连接的极性电容C2，P极与场效应管MOS的漏极相连接、N极与极性电容C2的负极相连接的二极管D2，正极与场效应管MOS的栅极相连接、负极经电阻R2后与三极管VT1的集电极相连接的极性电容C1，N极与场效应管MOS的源极相连接、P极与处理芯片U的VC管脚相连接的稳压二极管D1，一端与稳压二极管D1的P极相连接、另一端与接地的电阻R1，P极与三极管VT1的集电极相连接、N极与三极管VT1的发射极相连接的二极管D3，P极与放大器P1的负极相连接、N极经电阻R5后与放大器P1的输出端相连接的二极管D4，正极经电阻R6后与放大器P1的负极相连接、负极与放大器P1的输出端相连接的极性电容C4，以及正极电阻R7后与放大器P1的输出端相连接、负极接地的极性电容C5组成；所述极性电容C2的负极接地；所述放大器P1的正极还与极性电容C3的正极相连接、其输出端还分别与三极管VT1的发射极和极性电容C17的正极相连接、其负极接地。

所述频率误差校正电路由放大器P2，三极管VT3，三极管VT4，P极与处理芯片U的CS管脚相连接、N极与三极管VT4的基极相连接的二极管D6，正极与处理芯片U的G管脚相连接、负极与三极管VT4的发射极相连接的极性电容C10，P极经电阻R15后与三极管VT4的发射极相连接、N极与三极管VT3的集电极相连接的二极管D8，负极与三极管VT4的发射极相连接、正极经电阻R17后与三极管VT3的集电极相连接的极性电容C11，一端与三极管VT3的集电极相连接后接地、另一端与三极管VT3的基极相连接的可调电阻R16，P极与三极管VT3的基极相连接、N极经电阻R14后与放大器P2的输出端相连接的二极管D7，正极电阻R13后与放大器P2的负极相连接、负极与放大器P2的输出端相连接的极性电容C9，以及正极与放大器P2的正极相连接、负极经电阻R12后与放大器P2的输出端相连接的极性电容C8组成；所述三极管VT4的集电极接地；所述三极管VT3的基极还与放大器P2的负极相连接、其发射极与处理芯片U的CLK管脚相连接；所述放大器P2的正极与处理芯片U的OUT管脚相连接、其输出端则作为频率误差校正电路的输出端。

为了本发明的实际使用效果，所述处理芯片U则优先采用了MB40978集成芯片来实现。

本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

(1)本发明的能对信号中的低频干扰信号进行消除或抑制，并能对抗干扰处理后的信号的频点进行放大，使信号更平稳；并且本发明还能对数据信号中的多栽波信号的相位和频率误差进行校正，从而提高了本发明对信号处理的效果，有效的确保了数据处理中心得到的污水数据信息的准确性，并且确保了排污网监控人员能准确的了解污水管内的污水信息。

(2)本发明能对信号的频率带宽进行调整，能对信号中的微弱电流信号或电荷信号进行放大，使信号更加稳定，从而提高了本发明对信号处理的准确性。

(3)本发明能对信号在传输过程中驱动波形产生的偏磁和电路参数以及电磁波而产生的电磁干扰进行抑制，使采样信号波频与输入信号的波频保持一致，从而确保了本发明对信号处理的准确性。

(4)本发明的处理芯片U则优先采用了MB40978集成芯片来实现，该芯片与外围电路相结合，能有效的提高本发明的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为本发明的整体结构框图。

图2为本发明的电磁干扰滤波电路的电路结构示意图。

图3为本发明的信号带宽调整电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，本发明主要由处理芯片U，三极管VT2，电阻R8，电阻R9，可调电阻R10，电阻R11，极性电容C6，极性电容C7，电感L1，二极管D5，信号带宽调整电路，电磁干扰滤波电路，二阶低通滤波电路，以及频率误差校正电路组成。

连接时，极性电容C6的正极经电阻R8后与处理芯片U的IN管脚相连接，负极经电感L1后与处理芯片U的COMP管脚相连接。电阻R11的一端与三极管VT2的基极相连接，另一端与处理芯片U的COMP管脚相连接。二极管D5的N极与三极管VT2的基极相连接，P极经电阻R9后与处理芯片U的B管脚相连接。极性电容C7的正极与处理芯片U的B管脚相连接，负极经可调电阻R10后与三极管VT2的基极相连接。电磁干扰滤波电路串接在三极管VT2的发射极与处理芯片U的OUT管脚之间。二阶低通滤波电路与处理芯片U的VC管脚相连接。信号带宽调整电路串接在二阶低通滤波电路与处理芯片U的IN管脚之间。频率误差校正电路分别与处理芯片U的CS管脚、G管脚、CLK管脚和OUT管脚相连接。

所述三极管VT2的集电极接地；所述处理芯片U的GND管脚接地；所述处理芯片U的VC管脚与外部12V直流电源相连接。

实施时，为了本发明的实际使用效果，所述处理芯片U则优先采用了性能稳定，并且具有过热保护、过流保护和处理准确的MB40978集成芯片来实现。同时，所述的极性电容C6、电感L1、可调电阻R10、二极管D5和三极管VT2共同形成了抗电磁干扰滤波器，该抗电磁干扰滤波器能对处理芯片U外围的电磁波干扰信号进行消除或抑制，使处理芯片U在比对信号进行处理时不会受到外界电磁波信号的干扰，能有效的提高处理芯片U对信号处理的准确性。所述的二阶低通滤波电路的输入端在运行时则通过数据线与大数据的排污网监测装置中的区域信号收发系统的信号输出端相连接；而所述的频率误差校正电路的输出端则通过数据线与大数据的排污网监测装置中的大数据处理中心相连接。

进一步的，所述二阶低通滤波电路由放大器P1，三极管VT1，场效应管MOS，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，极性电容C1，极性电容C2，极性电容C3，极性电容C4，极性电容C5，稳压二极管D1，二极管D2，二极管D3，以及二极管D4组成。

连接时，极性电容C3的正极经电阻R4后与三极管VT1的基极相连接，负极作为二阶低通滤波电路的输入端并与区域信号收发系统相连接。极性电容C2的负极与放大器P1的正极相连接，正极经电阻R3后与三极管VT1的集电极相连接。二极管D2的P极与场效应管MOS的漏极相连接，N极与极性电容C2的负极相连接。

其中，极性电容C1的正极与场效应管MOS的栅极相连接，负极经电阻R2后与三极管VT1的集电极相连接。稳压二极管D1的N极与场效应管MOS的源极相连接，P极与处理芯片U的VC管脚相连接。电阻R1的一端与稳压二极管D1的P极相连接，另一端与接地。二极管D3的P极与三极管VT1的集电极相连接，N极与三极管VT1的发射极相连接。

同时，二极管D4的P极与放大器P1的负极相连接，N极经电阻R5后与放大器P1的输出端相连接。极性电容C4的正极经电阻R6后与放大器P1的负极相连接，负极与放大器P1的输出端相连接。极性电容C5的正极电阻R7后与放大器P1的输出端相连接，负极接地。

所述极性电容C2的负极接地；所述放大器P1的正极还与极性电容C3的正极相连接，其输出端还分别与三极管VT1的发射极和极性电容C17的正极相连接，其负极接地。

运行时，该二阶低通滤波电路的极性电容C3，极性电容C2，电阻R3和电阻R4共同形成了双阶滤波器，该双阶滤波器对信号过滤性能稳定，能对信号中的低频干扰信号进行有效的消除或抑制。同时，二阶低通滤波电路中的放大器P1，二极管D4，极性电容C4，电阻R5和电阻R6形成了信号放大器，该信号放大器能对抗干扰处理后的信号的频点进行放大，使信号更平稳，从而该二阶低通滤波电路能实现对信号进的有效过滤波和放大，能有效的提高本发明对信号处理的效果。

更进一步地，所述频率误差校正电路由放大器P2，三极管VT3，三极管VT4，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，可调电阻R16，电阻R17，极性电容C8，极性电容C9，极性电容C10，极性电容C11，二极管D6，二极管D7，以及二极管D8组成。

连接时，二极管D6的P极与处理芯片U的CS管脚相连接，N极与三极管VT4的基极相连接。极性电容C10的正极与处理芯片U的G管脚相连接，负极与三极管VT4的发射极相连接。二极管D8的P极经电阻R15后与三极管VT4的发射极相连接，N极与三极管VT3的集电极相连接。极性电容C11的负极与三极管VT4的发射极相连接，正极经电阻R17后与三极管VT3的集电极相连接。

其中，可调电阻R16的一端与三极管VT3的集电极相连接后接地，另一端与三极管VT3的基极相连接。二极管D7的P极与三极管VT3的基极相连接，N极经电阻R14后与放大器P2的输出端相连接。极性电容C9的正极电阻R13后与放大器P2的负极相连接，负极与放大器P2的输出端相连接。极性电容C8的正极与放大器P2的正极相连接，负极经电阻R12后与放大器P2的输出端相连接。

所述三极管VT4的集电极接地；所述三极管VT3的基极还与放大器P2的负极相连接，其发射极与处理芯片U的CLK管脚相连接；所述放大器P2的正极与处理芯片U的OUT管脚相连接，其输出端则作为频率误差校正电路的输出端并与大数据的排污网监测装置中的大数据处理中心相连接。

运行时，该频率误差校正电路的二极管D6，二极管D8，极性电容C10，极性电容C11，电阻R15，电阻R17和三极管VT3形成了信号检波电路，该电路能对处理芯片U所输出的数据信号中的多栽波的相位和频率进行检测，当其检测的多栽波的相位和频率的电波值与基准多栽波的相位和频率的电波值不一致使，该频率误差校正电路的放大器P2，可调电阻R16，极性电容C8，极性电容C9和二极管D7形成的协调电路则对多栽波的相位和频率进行调整使采样多栽波的相位和频率与基准多栽波的相位和频率相同，使处理芯片U输出端数据信号能稳定和准确的传输给大数据处理中心，从而该频率误差校正电路能有效的提高处理芯片U输出的数据信号的稳定性和准确性。

如图2所示，所述电磁干扰滤波电路由放大器P3，电阻R18，电阻R19，电阻R20，电阻R21，电阻R22，电阻R23，电阻R24，可调电阻R25，极性电容C12，极性电容C13，极性电容C14，极性电容C15，极性电容C16，二极管D9，二极管D10，二极管D11，电感L2，以及电感L3组成。

连接时，极性电容C12的正极经电感L2后与放大器P3的正极相连接，负极与三极管VT2的发射极相连接。电阻R19的一端与极性电容C12的正极相连接，另一端接地。二极管D9的P极经电阻R18后与极性电容C12的正极相连接，N极与放大器P3的输出端相连接。极性电容C13的正极与放大器P3的负极相连接，负极接地。

其中，二极管D10的P极与放大器P3的输出端相连接，N极经电感L3后与极性电容C13的负极相连接。极性电容C14的负极与三极管VT6的基极相连接，正极经电阻R20后与极性电容C13的负极相连接。极性电容C15的负极与三极管VT5的集电极相连接，正极经电阻R21后与放大器P3的输出端相连接。可调电阻R25的一端与三极管VT6的集电极相连接，另一端与三极管VT5的基极相连接。

同时，二极管D11的P极经电阻R24后与三极管VT5的发射极相连接，N极与三极管VT5的基极相连接后接地。极性电容C16的正极电阻R22后与接收15的正极相连接，负极经电阻R23后与二极管D11的P极相连接。所述三极管VT6的发射极接地，其集电极与极性电容C15的正极相连接；所述三极管VT5的基极还与处理芯片U的OUT管脚相连接。

实施时，该电磁干扰滤波电路的放大器P3，电感L2，极性电容C12，极性电容C13和二极管D9形成的消磁电路，该消磁电路能对信号在传输过程中驱动波形产生的偏磁和电路参数以及电磁波而产生的电磁干扰进行抑制；而该电磁干扰滤波电路的三极管VT5，三极管VT6可调电阻R25，二极管D11，极性电容C15和电阻R24形成的频率调节电路，该频率调节电路能对采样信号的波频进行调整，使使采样信号波频与输入信号的波频保持一致，从而确保了本发明对信号处理的准确性。

如图3所示，所述信号带宽调整电路由放大器P4，放大器P5，三极管VT7，三极管VT8，电阻R26，电阻R27，可调电阻R28，电阻R29，电阻R30，电阻R31，极性电容C17，极性电容C18，极性电容C19，极性电容C20，极性电容C21，电感L4，二极管D12，二极管D13，以及二极管D14组成。

连接时，极性电容C17的负极与放大器P4的正极相连接，正极与二阶低通滤波电路相连接。二极管D12的P极经电阻R26后与放大器P4的负极相连接，N极与三极管VT7的集电极相连接。极性电容C18的正极与三极管VT7的发射极相连接，负极电阻R30后与放大器P5的正极相连接。二极管D14的P极与放大器P5的负极相连接后接地，N极经电阻R31后与放大器P5的输出端相连接。

其中，极性电容C21的正极与放大器P5的输出端相连接，负极与处理芯片U的IN管脚相连接。极性电容C19的负极与放大器P5的正极相连接，正极经电感L4后与三极管VT7的基极相连接。可调电阻R28的一端与极性电容C19的正极相连接，另一端与三极管VT8的基极相连接。

同时，二极管D13的P极与放大器P4的输出端相连接，N极三极管VT8的发射极相连接。极性电容C20的正极经电阻R27后与放大器P4的输出端相连接，负极经电阻R29后与三极管VT8的集电极相连接。所述极性电容C18的负极接地；所述极性电容C19的正极还与放大器P4的负极相连接；所述三极管VT8的集电极还与放大器P5的输出端相连接。

运行时，本发明为了对信号的频率带宽进行调整，能对信号中的微弱电流信号或电荷信号进行放大，使信号更加稳定，因此在二阶低通滤波电路与处理芯片U的IN管脚之间设置了信号带宽调整电路。该信号带宽调整电路的极性电容C17，放大器P4，电感L4，电阻R26，电阻R30，二极管D12和极性电容C18形成了一个放大电路，该放大电路能地信号的频点进行放大，使频率的带宽更宽，使采样信号与输入信号的频率保持一致；该信号带宽调整电路的放大器P5，可调电阻R28和极性电容C21形成的滤波调整电路，该滤波调整电路对信号的微弱电流信号或电荷信号进行调整，使电流信号或电荷信号更平稳，并对通过电荷和电流调整后的信号进行过滤，有效的滤出调整后的信号中高频干扰信号，使信号更干净，从而该信号带宽调整电路能有效的对输入信号进行调整，能有效的提高本发明对信号处理的准确性。

如上所述，便可以很好的实现本发明。