一种多功能巡线器的制作方法

本发明涉及嵌入式开发技术领域，尤其涉及一种多功能巡线器。

背景技术：

目前伴随着我国轻工业的发展，在城市的楼宇建设中，人民生活的提高，经常涉及到各种电子线路的布局与维修，因为漏电对人身安全的形成威胁，并能引起火灾及瓦斯爆炸等，因此，需要使用特定的检验仪器和设备对实际环境中的电气设备和线路要经常进行检查，有故障产生时能迅速准确的发现故障点和及时排除故障，防止故障持续扩大，目前使用的线路检测设备，一般只能进行单一的网线、电话线等检测，面对实际现场当中各种复杂电路布线网络时，布线人员以及维修人员要携带大量的检测设备，加重人员的劳动负担，并且易受市电工频信号50hz的干扰，在检测环节抗干扰能力差，因此需要提出一种携带方便、价格适中、测量准确、抗干扰能力强、可测量多种线种的经济型手持式多功能巡线器用以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题：提供一种多功能巡线器，用以解决现有检测仪器抗干扰能力及测量精度差，且只具有进行单一的网线、电话线检测功能，人员劳动强度大的问题。

本发明的技术方案：

一种多功能巡线器，包括接收手持端和发射手持端，所述的接收手持端包括电感感应头和接收端器身，电感感应头固定连接在接收端器身顶部，所述的接收端器身面板上部设置有监测结果指示灯、耳机插座、喇叭焊接口和照明灯，接收端器身面板中部设置有灵敏度调节开关，接收端器身面板下部还设置有电源线接口、巡线开关和电源总开关，所述的发射手持端顶部设置有至少两个网线接口、电话线接口和鳄鱼线夹接口，发射手持端面板中部设置有复位按键，发射手持端面板下部设置有功能选择端。

所述的发射手持端内部设置有主控cpu、电源组件、led对线模块，所述的主控cpu分别与电源组件和led对线模块连接。

所述的接收手持端内部设置有主控cpu、音频模块、信号放大模块、灵敏度调节模块和计数模块，所述的主控cpu分别与音频模块、信号放大模块、灵敏度调节模块和计数模块通信连接。

所述的电感感应头内部采用带通滤波电路，所述的带通滤波电路包括前级电路和高通放大电路，前级电路与高通放大电路连接。

所述的led对线模块包括寻网线模块和寻电话视频线模块，寻网线模块和寻电话视频线模块通信连接。

所述的灵敏度调节模块为lm578芯片。

所述的计数模块为tcc定时器。

所述的前级电路是lc选频电路。

所述的高通放大电路是sallen-key滤波电路。

本发明的有益效果：

提供一种多功能巡线器，所述的发射手持端顶部设置有网线接口、电话线接口和鳄鱼线夹接口，通过选择功能，可以实现一台设备对多条网线、电话线、视频线等线路的检测，有效的降低了工作人员的劳动强度，提高了工作效率，本发明的电路设计采用模拟电路与数字电路结合，误差小，准确度高，抗干扰能力强，因此能简洁、方便、迅速的查出通信线路的混线、断线、杂线、串线、地线以及bnc等线路该上的故障，为通信线路的故障处理和维护带来极大的帮助，为布线线路故障处理和维护带来极大的方便。

附图说明

图1为本发明外观结构示意图；

图2为本发明74hc595芯片对led对线模块控制的原理图；

图3为本发明led并联反向二极管形成电流回路图；

图4为本发明发射手持端电源组件电路原理图；

图5为本发明ic-hd7驱动电路图；

图6为本发明推挽输出放大电路；

图7为本发明电感感应探头内部电路原理图；

图8为本发明前级电路原理图；

图9为本发明高通放大电路原理图；

图10为本发明放大倍数a统计结果曲线图；

图11为本发明接收手持端灵敏度调节模块电路原理图；

图12为本发明接收端tcc定时器工作流程图；

图13位本发明线路检测流程图；

图中标识：1、接收手持端，2、发射手持端，3、电感感应探头，4、监测结果指示灯，5、耳机插座，6、喇叭焊接口，7、照明灯，8、灵敏度调节开关，9、电源线接口，10、巡线开关，11、电源总开关，12、接收端器身，13、复位按键，14、功能选择端，15、网线接口，16、电话线接口，17、鳄鱼线夹接口。

具体实施方式

一种多功能巡线器，包括接收手持端1和发射手持端2，所述的接收手持端1包括电感感应头3和接收端器身12，电感感应头3固定连接在接收端器身12顶端，所述的接收端器身12面板上部设置有监测结果指示灯4、耳机插座5、喇叭焊接口6、照明灯7，接收端器身12面板中部设置有灵敏度调节开关8，接收端器身12面板下部还设置有电源线接口9、巡线开关10和电源总开关11，所述的发射手持端2顶部设置有网线接口15、电话线接口16和鳄鱼线夹接口17，发射手持端2面板中部设置有复位按键13，发射手持端2面板下部设置有功能选择端14，所述的功能选择端14可以选择对线、巡线、通断、寻电话线四种功能。

所述的发射手持端2内部设置有主控cpu、电源组件、led对线模块，所述的主控cpu分别与电源组件和led对线模块连接，所述的主控cpu型号为em88f758f_sop20，主控cpu内的74hc595芯片通过对led对线模块的控制来实现发送手持端2与接收手持端1对线指示，监测结果指示灯4滚动闪烁以判断线序及通断，所述的74hc595芯片对led对线线模块控制的原理图如图2所述，利用74hc595的串入并出功能控制实现led的依次点亮，从而确定网线的线序与通断，其提供的35ma驱动电流也具有驱动发光二极管的能力，通过led并联反向二极管形成电流回路，如图3所示。

电源组件采用tps61040电压转换芯片将三节串联7号电池的4.5v电压转换至9v，电源组件的电路原理图如图4所示，所述的led对线模块包括寻网线模块和寻电话视频线模块，寻网线模块和寻电话视频线模块连接，寻网线模块采用ic-hd7驱动芯片驱动整条线路部分，所述的ic-hd7驱动电路图如图5所示，所述的寻电话视频线采用推挽输出放大电路对线路进行驱动部分，所述的推挽输出放大电路如图6所示。

所述的接收手持端1内部设置有主控cpu、音频模块、信号放大模块、灵敏度调节模块和计数模块，所述的主控cpu分别与音频模块、信号放大模块、灵敏度调节模块和计数模块连接，主控cpu型号为em88f758f_sop20，与发射手持端2主控cpu型号相同，所述的接收手持端1上部的电感感应探头3内部电路原理图如图7所示，所述的电感感应探头3内部电路原理图包括了前级电路和高通放大电路，前级电路与高通放大电路连接。

所述的前级电路是lc选频电路，当前级电路接收到信号后将信号送入第一级运放进行放大，原理图如图8所示，其放大倍数为：

信号经过前级电路中的一级放大和二级运放电压跟随后，同时在耦合处设置滑动变阻器以实现对信号强度进行控制，从而实现电感感应头3检测灵敏度的调节。

高通放大电路采用sallen-key滤波(kfb)电路，如图9所示，滤波电路整体设计方式为前段为高通，后端为低通，放大倍数均为：放大倍数a的获得是通过截止频率fc、传递函数的计算后得到，所述的截止频率计算公式如下：其中r1为前端输入电阻，r2为反馈电阻，c1为反馈电容，c2为滤波电容；

传递函数计算公式如下：将公式进行推导得到如下公式v3＝v0；c3是滤波电容、c4是反馈电容，其中s是拉普拉斯变换标识符，v1、v2与v3为中间电压，vi为输入电压，vo为输出电压；

最后计算传递函数

最终得到放大倍数a统计结果，放大倍数a统计结果如图10所示，电感感应探头3内部电路对信号的探测结果通过外部示波器显示。

所述的灵敏度调节模块电路原理图如图11所示，灵敏度调节模块是lm578芯片，灵敏度调节模块主要利用lm578芯片的选频功能进行中心频率f0的计算实现灵敏度的调节，中心频率的计算公式如下：c11为定时电容，此处c11＝2.3nf，r10是串联电阻，rwb是滑动变阻器vr1的输出电阻，rwb的取值范围是0.06ω～5kω，

其中rab是转换的单位电阻，d是转换单位的数量，取值范围为0≤d≤255，此处使rwb(d)＝r1(kω)，由以上公式可以得出中心频率f0取值范围为：22khz-1833.3khhz，为了加强多功能巡线器的抗干扰能力，选取中心频率f0的值为110khz，此时取rwb(d)＝1kω左右。

所述的音频模块选择8050三极管来驱动耳机和扬声器发声，接收到信号后扬声器发出嗒嗒声，并可根据信号的强弱来改变响声频率，外部耳机与扬声器切换电路采用pj-209开关型耳机实现耳机与扬声器交替工作。

所述的计数模块采用tcc定时器实现计数功能，实现方案根据不同的环境使用，目前有三种方案：

方案一：使用tcc定时器与接收手持端1的主控cpu内的timer3定时器协同工作方式，tcc输入端采集到上升沿电平变化，此刻使能定时器timer3定时功能，实现定时1s，在1s内计算tcc定时器统计到的电平变化个数，以单位1s内变化的个数为基准，确定耳机与蜂鸣器输出音频的变化规律，本方案的优点是处理简单，运算较快，缺点是调试中明显发现单片机的处理速度不够，不能对lm567的误差进行处理，抗干扰能力较差。

方案二：使用lm567的1管脚作为77hz输入信号的中断信号来源，上升沿或下降沿触发，在中断到来tcc开始统计lm567的8管脚输入电平变化次数，以此检测输入信号的完整性，本方案的优点是抗干扰能力强，缺点是单片机的触发电平难以把握，lm567的1管脚输出电平变化不规律。

方案三：使用lm567的1管脚作为单片机外部模数转换输入，设置模数转换模拟阈值在2.622v左右，lm567的8管脚作为单片机外部中断0信号输入，以中断信号作为模数转换采集开始信号，提升抗扰能力，利用timer3定时器定时500ms左右时间，复位模数转换采集信号标志，防止没有信号输入时的误触发信号，本方案的优点是抗干扰能力强，缺点是模数转换采集值存在不同平台，阈值变化的可能，解决办法，算法上取平局值，保持数据稳定，本发明采用第三种方案实施，具体的流程图如图12所示。

发射手持端2实现对线和巡线功能，对线即根据发射手持端2和接收手持端端1的网线接口依次扫描线路中的单个线路，由接收手持端1的监测结果指示灯4的亮灭检测该单个线路的导通状况，在发射手持端2，通过电路部分由程序决定发送的方波载波频为100khz，间隔发送频率为77hz，其具体检测流程图如图13。

对线：当发射手持端2功能选择端14旋转到对线位置时，此时保证发射手持端2网线接口15的rj45端口与接收端rj45端口有网线连接，即可测试该网线的通断情况，此时接收手持端1监测结果指示灯4依次开始出现亮灭现象，如果循环亮灭过程中有相应监测结果指示灯4无法点亮，即该网线线路断路，同理，可测试电话线线路、视频线等线路的通断情况。

巡线：当发射手持端2功能选择端14旋转到巡线位置时，所有与发射手持端2网线接口15的rj45端口相连的接收手持端1监测结果指示灯4亮，同时各端口输出100.7kh左右的方波信号，其他如网线接口15、bnc输出接口不工作，使用接收手持端1靠近该网线可检测到信号，当距离越近时，监测结果指示灯4闪烁频率越高，同时与喇叭焊接口6连接的外部报警装置声音越尖锐，同时可调节灵敏度调节开关8，调整到合适的距离探测线路。

通断：当发射手持端2功能选择端14旋转到通断位置时，此时电话线接口16输出端口和bnc输出端口同时输出测试信号，使用相应的端口端线路，接收手持端1可寻检此时线路情况，使用手持接收端1靠近该电话线或bnc线可检测到信号，当距离越近时，监测结果指示灯4闪烁频率越高，同时与喇叭焊接口6连接的外部报警装置声音越尖锐，同时可调节灵敏度调节开关8，调整到合适的距离探测线路。

检测电话线和网线：当发射手持端2功能选择端14旋转到电话线位置时，此时发射手持端1电话线接口16输出端口rj12输出测试信号，使用电话线接入该端口，可使用手持接收端1寻检该电话线情况，使用手持接收端1靠近该电话线可检测到信号，当距离越近时，监测结果指示灯4闪烁频率越高，同时与喇叭焊接口6连接的外部报警装置声音越尖锐，同时可调节灵敏度调节开关8，调整到合适的距离探测线路。