传感器监控系统及方法与流程

本发明涉及传感器技术领域，更具体地，涉及一种传感器监控系统及方法。

背景技术：

传感器用于采集待测量的信息，并将采集到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出。在汽车的控制系统中，传感器主要分布在发动机控制系统、底盘控制系统和车身控制系统中。

轮速传感器用于测量汽车车轮的转速。常用的轮速传感器主要有：磁阻式传感器、磁电式轮速传感器、霍尔式轮速传感器等。在对轮速传感器进行设计和生产验证的过程中，通常需要监控传感器输出的信号以对传感器的性能进行验证。

目前通过监控器对传感器进行监控，但是一台监控器仅能监控有限数量的传感器，监控效率低。若通过多台监控器进行监控，又会导致监控成本较高(设备成本及人力成本)。另外也有通过在监控系统中增加切换装置的方案来增加监控数量(切换装置具有更多的可与传感器连接的接口)，具体地，将切换装置和监控器连接，再将传感器连接至切换装置。然而采用此方案，一方面传感器和切换装置之间线路排布复杂，连接线路较多，另一方面监控器与切换装置以及传感器之间的控制结构较复杂，且成本高。此外，监控过程中，轮速传感器需置于不同的测试环境，如：腐蚀性较强的环境，此时需采取远距离监控，而现有的监控系统无法满足远距离监控。

因此，如何提供一种可以监控较多的传感器且成本低的传感器监控系统，成为目前亟待解决的问题之一。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是提供一种传感器监控系统，以较低的成本监控较多的传感器。

为解决上述问题，本发明技术方案提供一种传感器监控系统，包括:控制单元、处理单元及监控单元，

所述控制单元，用于分时控制相应的传感器输出信号；

所述处理单元，用于对传感器输出的信号进行处理以获得处理后的信号；

所述监控单元，用于监控所述处理后的信号。

可选的，所述监控单元还用于输出时钟信号至所述控制单元，以使得所述监控单元和所述控制单元同步。

可选的，所述控制单元包括：第一控制单元和开关单元；

所述第一控制单元，用于分时输出开关控制信号至所述开关单元；

各个传感器通过所述开关单元与所处理单元连接，在所述开关单元接收到所述开关控制信号时，所述传感器与所述处理单元之间形成通路。

可选的，所述控制单元包括：第二控制单元和开关单元；

所述第二控制单元，接收所述监控单元输出的时钟信号，基于所述时钟信号，分时输出开关控制信号至所述开关单元；

各个传感器通过所述开关单元与所述处理单元连接，在所述开关单元接收到所述开关控制信号时，所述传感器与所述处理单元之间形成通路。

可选的，所述第二控制单元包括：触发源和触发器，

所述触发源，接收所述监控单元输出的时钟信号，输出触发信号；

所述触发器，接收所述触发信号，分时输出所述开关控制信号至所述开关单元。

可选的，所述开关单元包括：多个继电器、每一个继电器的第一端均与所述传感器的输出端连接，第二端均与所述处理单元的输入端连接，在所述继电器的控制端接收到所述开关控制信号时，其第一端和第二端之间形成通路。

可选的，所述开关单元还包括：与所述多个继电器连接的诊断电路，用于诊断所述继电器的故障。

可选的，所述处理单元包括：编码器、放大器及译码器，

所述编码器，用于对所述传感器输出的信号进行编码，以获得编码后的信号；

所述放大器，用于对所述编码后的信号放大，以获得放大后的信号；

所述译码器，用于对放大后的信号译码，以获得处理后的信号。

可选的，所述处理单元包括：编码器、放大器、译码器及滤除单元，

所述编码器，用于对所述传感器输出的信号进行编码，以获得编码后的信号；

所述放大器，用于对所述编码后的信号放大，以获得放大后的信号；

所述译码器，用于对放大后的信号译码，以获得译码后的信号；

所述滤除单元，用于滤除所述译码后的信号中的电磁干扰、及过电应力，以获得处理后的信号。

为解决上述问题，本发明技术方案还提供一种传感器监控方法，包括：

分时控制相应的传感器输出信号；

对传感器输出的信号进行处理以获得处理后的信号；

监控所述处理后的信号。

与现有技术相比，本发明技术方案具有以下优点：

控制单元分时控制相应的传感器输出信号至处理单元进行处理，监控单元对处理后的信号监控，大大增加了需监控的传感器的数量，提高了监控效率。另外由于未增加监控单元的数量，因此监控成本低。

附图说明

图1是本发明技术方案的传感器监控系统的示意图；

图2是本发明实施例一的传感器监控系统的示意图；

图3是本发明实施例二的传感器监控系统的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

正如背景技术中所述的，现有的两种传感器监控系统，在增加需监控的传感器数量，提高监控效率时，采用的监控方案要么较复杂，要么监控成本较高。发明人提出一种分时监控方案，在无需增加监控器的前提下，仅增加成本较低的控制单元，以分时控制不同的传感器输出信号至监控器，来实现以较低的成本监控较多数量的传感器。

图1是本发明技术方案的传感器监控系统的示意图，如图1所示：传感器监控系统包括：控制单元1、处理单元2，监控单元3。以图1中每一个传感器组包括30个传感器(s1,s2,s3,s4……s30)为例，若有6组传感器组，则可以监控180个传感器。本实施例中，所述控制单元1，用于分时控制相应的传感器输出信号。所述处理单元2，用于对传感器输出的信号进行处理以获得处理后的信号。所述监控单元3，用于监控所述处理后的信号。控制单元1分时输出的控制信号可以一次控制一个传感器组，也可以一次控制多个传感器组。如控制单元1每隔10秒输出一个控制信号控制一组传感器，一分钟内则可以控制6组传感器组，如此循环下去，可以控制180个传感器输出信号，对传感器输出的信号进行处理后，通过所述监控单元3对其进行监控以评估传感器的性能。

以下结合具体的实施例，对本发明技术方案的传感器监控系统进行详细的说明。

实施例一

图2是本发明实施例一的传感器监控系统的示意图，如图2所示，本实施例的传感器监控系统包括：控制单元1、处理单元2、监控单元3。控制单元1，与待测试的多个传感器连接，用于分时控制相应的传感器输出信号。处理单元2，用于对传感器输出的信号进行处理以获得处理后的信号。监控单元3，用于监控所述处理后的信号。

本实施例中，监控单元3还用于输出时钟信号至所述控制单元1，以使得所述监控单元3和所述控制单元1同步。实际应用中，监控单元3安装有软件，以对信号进行采集测量和监控等，可以通过软件采集监控单元3的时钟信号，并将其作为控制单元1的时钟触发信号。通过监控单元3中对应的接口将时钟触发信号发送至控制单元1，以使得二者之间的时钟同步。

本实施例中，控制单元1包括：第二控制单元10和开关单元11。处理单元2包括：编码器20、放大器21、译码器22及滤除单元23。

第二控制单元10，接收监控单元3输出的时钟信号，基于所述时钟信号，分时输出开关控制信号至开关单元11。各个传感器(s1、s2、s3......s153......s180)通过开关单元11与处理单元2连接，在开关单元11接收到所述开关控制信号时，传感器与处理单元2之间形成通路。

进一步地，第二控制单元10包括触发源101和触发器102，触发源101，接收监控单元3输出的时钟信号，输出触发信号。触发器102，接收所述触发信号，分时输出所述开关控制信号至开单元11。具体地，触发源101将监控单元3输出的时钟触发信号转换为脉冲触发信号。触发器102可以根据实际待测的传感器数量来选择，本实施例中为6选1多路触发器，触发源101产生的脉冲触发信号，使得触发器102每隔预定的时间输出一次开关控制信号，如每隔十秒输出一次开关控制信号。图2中示意性的给出了触发器102的第一个输出端和第六个输出端与开关单元11之间的信号传输关系，实际应用中，触发器102的其他输出端均与开关单元11之间具有信号传输关系。如图2中所示的，第一个十秒，触发器102的第一个输出端输出的开关控制信号输出至开关单元11不同的控制端。第六个十秒，触发器102的第六个输出端输出的开关控制信号输出至开关单元11不同的控制端。实际应用中，可根据待测的传感器的数量，输出开关控制信号至开关单元11中的多个控制端。如：输出一个开关控制信号控制30个控制端、或者输出一个开关控制信号控制60个控制端等。

本实施例中，开关单元11包括：多个继电器j、每一个继电器j的第一端111均与所述传感器的输出端连接，第二端112均与所述处理单元2的输入端连接，在所述继电器j的控制端(图中未示出)接收到所述开关控制信号时，其第一端111和第二端112之间形成通路。仍以一个开关控制信号控制30个控制端为例，在第一个十秒，当第1个到第30个继电器的控制端收到开关控制信号时，与这30个继电器连接的传感器与处理单元2之间形成通路，也即传感器s1、s2、s3、s4……s30输出信号至处理单元2。在第二个十秒，当第31个到第60个继电器的控制端收到开关控制信号时，与这30个继电器连接的传感器与处理单元2之间形成通路，也即传感器s31、s32、s33、s34……s60输出信号至处理单元2。随着触发器102的输出端每隔十秒的输出开关控制信号至对应的继电器，一分钟有180个继电器闭合，也即一分钟有180个传感器分时的输出检测到的信号至处理单元2。触发器102的每一个输出端持续输出开关控制信号至对应的继电器，180个传感器采集到的信号持续的分时输出至处理单元2。

本实施例中，第二控制单元10接收监控单元3的时钟信号，以和监控单元3的时钟同步，输出与监控单元3同步的开关控制信号，通过该开关控制信号控制开关单元11，进而使得传感器和处理单元2之间形成通路，由于传感器输出的频率与监控单元3监控的频率一致，或者说监控单元3的监控与传感器的输出之间是一一对应的，因此提高了监控的准确度。通过第二控制单元10分时的输出开关控制信号至开关单元11，使得每隔预定的时间，不同的传感器与处理单元2之间形成通路，在很大程度上增加了可以监控的传感器的数量，提高了监控效率。另外，采用第二控制单元10和开关单元11来在传感器和处理单元2之间形成通路的方式，简化了现有监控系统的监控线路，且仅通过第二控制单元10和开关单元11就实现了增加待监控的传感器的数量，因此也在很大程度上降低了监控的成本。

本实施例中，开关单元11还包括与多个继电器连接的诊断电路(图中未示出)，用于诊断继电器的故障，如：线圈故障(线圈断线)、触点故障(触点抖动)、电阻故障等。通过诊断电路对继电器的状态进行检测，可以随时知晓继电器是否出现问题，进一步确保了监控单元3监测到的信号的准确度。

考虑到实际应用中，在对传感器进行监控时，由于所处环境的不同，如若在腐蚀性较强的环境中对传感器进行测试，需采取远距离监控。另外，考虑到不同环境中，传输过程中可能存在的电磁干扰等因素，本实施例中通过处理单元2对传感器输出的信号进行相应的处理后，发送至监控单元3。具体地，处理单元2包括：编码器20、放大器21、译码器22及滤除单元23。

编码器20，对传感器输出的信号进行编码，以获得编码后的信号。放大器21，对编码后的信号放大，以获得放大后的信号。译码器22，对放大后的信号译码，以获得译码后的信号。滤除单元23，滤除所述译码后的信号中的电磁干扰、及过电应力，以获得处理后的信号。对传感器输出的信号进行编码、放大和译码的处理，便于远距离对传感器信号进行监控。对译码后的信号去除电磁干扰和过电应力，可以提高监控单元3监控的准确度，也可以避免监控单元3被损坏。本实施例中，所述监控系统还包括电源，如12v供电电源，其通过供电总线为各单元供电，采用供电总线的方式供电，一方面可以降低成本，另一方面也可以避免为不同单元单独供电时，供电线之间的干扰。

实际应用中，可以将第二控制单元10、开关单元11、处理单元3集成在一块电路板上，以提高线路的集成度，简化传感器监控系统的监控线路。

本实施例中，通过触发器102分时输出开关控制信号以控制不同的继电器的控制端，进而使得与所述继电器连接的传感器和处理单元2之间形成通路，采用分时控制传感器输出信号的方式，在很大程度上增加了待监控的传感器的数量，提高了监控效率。另外分时输出的开关控制信号与监控单元3的时钟同步，也提高了监控的准确度。此外，采用触发源101、触发器102以及继电器的方式控制传感器分时输出信号至处理单元2，结构和线路均较简单，降低了监控成本。

实施例二

本实施例与实施例一不同的是，本实施例中，控制单元1′通过自身的时钟与监控单元3保持同步，即不通过监控单元3发送时钟信号的方式来保持二者的同步。图3是本发明实施例二的传感器监控系统的示意图，参见图3，控制单元1′包括：第一控制单元10′开关单元11′。第一控制单元10′，分时输出开关控制信号至所述开关单元11′。各个传感器通过开关单元11′与所述处理单元2连接，在所述开关单元11′接收到所述开关控制信号时，所述传感器与所述处理单元2之间形成通路。

本实施例中，第一控制单元10′可以为控制器，如可编程逻辑控制器(plc，programmablelogiccontroller)，也可以为处理器，如复杂可编程逻辑器件(cpld，complexprogrammablelogicdevice)、现场可编程门阵列(fpga，field-programmablegatearray)、片上系统(soc，systemonachip)、arm、中央处理器(cpu，centralprocessingunit)、微处理器(mcu，microcontrollerunits)等。只要其能分时输出开关控制信号至开关单元11′即可。

本实施例中，以第一控制单元10′为plc为例，plc的每一个输出端按照预定的时间间隔输出开关控制信号，如每隔十秒输出一次开关控制信号。图3中示意性的给出了plc的第一个输出端和第三个输出端与开关单元11′之间的信号传输关系。实际应用中，plc的其他输出端均与开关单元11′之间具有信号传输关系。举例来说，若plc每隔10秒输出开关控制信号至开关单元11′，则第一个十秒，plc的第1个输出端输出开关控制信号至开关单元11′不同的控制端，如开关单元11′中第1个到第30个继电器的控制端，以使得第1个传感器到第30个传感器与处理单元2之间形成通路。第二个十秒，plc的第2个输出端输出开关控制信号至开关单元11′中第31个到第60个继电器的控制端，以使得第31个传感器到第60个传感器与处理单元2之间形成通路。依次类推，第六个十秒，plc的第六个输出端输出开关控制信号至第151个到第180个继电器的控制端，以使得第151个传感器到第180个传感器与处理单元2之间形成通路。实际应用中，可以根据待测的传感器数量，以及一个开关控制信号可以控制的控制端的数量，来确定plc可以提供的输出端的个数。本实施例中，可以提前对plc的时钟和监控单元3的时钟进行对准，以确保在对传感器进行监控过程中的准确度。

本实施例中，开关单元11′、处理单元2、监控单元3的功能与实施例一中类似，此处不再赘述。

本发明技术方案还提供一种传感器监控方法，包括：

分时控制相应的传感器输出信号；

对传感器输出的信号进行处理以获得处理后的信号；

监控所述处理后的信号。

本发明技术方案的传感器的监控方法，可参照传感器的监控系统进行，此处不再赘述。

综上所述，本发明技术方案提供的传感器监控系统及方法，至少具有如下有益效果：

控制单元分时控制相应的传感器输出信号至处理单元进行处理，监控单元对处理后的信号监控，大大增加了需监控的传感器的数量，提高了监控效率。另外由于未增加监控单元的数量，因此监控成本低。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。