可同时输出数字信号和模拟信号的气体探测报警系统的制作方法

本实用新型属于探测器技术领域，具体涉及一种可同时输出数字信号和模拟信号的气体探测报警系统。

背景技术：

气体探测器是一种检测气体浓度的仪器，该仪器适用于存在可燃或有毒气体的危险场所，能长期连续检测空气中被测气体爆炸下限以内的含量。现有的气体探测报警系统包括接入数字信号的气体探测报警装置和接入模拟信号的气体探测报警装置，而现有的气体探测报警系统一般只能输出给一类信号的气体探测报警装置进行报警。如申请号为2018203502361的申请文件公开了一种基于DC24V载波通讯技术的气体探测系统，但该系统无法输出给接入模拟信号的气体探测报警装置进行报警。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种可同时输出数字信号和模拟信号的气体探测报警系统。

可同时输出数字信号和模拟信号的气体探测报警系统，包括上位机控制器、气体探测器主板、24V直流电源、电源线、调制解调模块、转换模块；上位机控制器采用调制解调模块将信号调制到电源线上从而将控制指令传送给气体探测器主板并将电源线的上的气体探测器主板发送的信号解调反馈给上位机控制器，气体探测器主板采用调制解调模块将信号调制到电源线上从而将反馈信号回传给上位机控制器并将电源线上的上位机控制器发送的控制指令解调并接收，上位机控制器上接有气体探测报警装置；气体探测器主板经转换模块接可接收模拟信号输入的控制器，可接收模拟信号输入的控制器上接有气体探测报警装置。气体探测器主板处理气体传感器信号转换成数字信号通过调制解调模块与可接收数字信号的上位机控制器配套使用；气体探测器主板处理气体传感器信号，模拟信号输出与可接收模拟信号的控制器配套使用。

所述的气体探测器主板具体为：单片机的VBAT引脚、VDD_1引脚、VDD_2引脚、VDD_3引脚和VDDA引脚接电源DC3.3V，电源DC3.3V通过第十二电阻、第三二极管并联支路与第六电容串联接地，且电源DC3.3V经第五电容、第七电容并联支路接地，单片机的VSSA引脚、VSS_1引脚、VSS_2引脚和VSS_3引脚接地并经第八电容接电源DC3.3V；OSC_IN引脚和OSC_OUT引脚之间接晶振电路，BOOT0引脚通过第十三电阻接地，BOOT1引脚通过第十四电阻接地。此处可选用型号为STC32F100C8T6B的单片机。

所述转换模块具体为：第二运算放大器反相输入端通过第一电阻连接至单片机的DAC2引脚，第二运算放大器的同相输入端经第三电阻连接至第一运算放大器同相输入端，第一运算放大器反相输入端连接至输出端并经第二电阻连接至单片机的ADIN2引脚，第二运算放大器电源输入端连接至电源DC24V并经第一电容接地，第二运算放大器输出端通过第四电阻连接至第一三极管基极并经第二电容、第一二极管与第九电阻输出模拟信号接至可接收模拟信号输入的控制器，第一三极管发射极通过第二二极管连接至电源DC24V、集电极通过第十电阻连接至第四运算放大器同相输入端，集电极经第五电阻接第一二极管并经第十一电阻接第四运算放大器反相输入端；第四运算放大器反相输入端经第四电容和第八电阻的并联支路接至第二运算放大器的同相输入端；第四运算放大器同相输入端经第七电阻接至第三运算放大器的输出端，第三运算放大器的同相输入端经第六电阻连接至单片机的DAC1引脚，第三运算放大器的,反相输入端接至输出端，第三运算放大器电源输入端连接至电源DC24V并经第三电容接地。

气体探测器主板的DA模块将数字信号转换为电压信号，所述的转换模块的作用是将气体探测器主板输出的电压信号转换为4至20mA的电流模拟信号，4至20mA模拟信号提供给可接收模拟信号输入的控制器。

本实用新型实现了数字信号和模拟信号的同时输出，使得气体探测报警装置的选用更加方便灵活，增加一个转换模块即可输出两种数据，不需要在气体探测器主板中额外储备两种数据，节省内存。另外基于电源线载波通信，使用已有的电源线作为通信信道构建气体探测系统，通过电源线使信号传输与电力传输融为一体，避免由于错接电源导致模块烧坏，影响使用。

附图说明

图1为本实用新型系统框图；

图2为探测器主板接线图；

图3为转换模块电路原理图；

具体实施方式

可同时输出数字信号和模拟信号的气体探测报警系统，如图1所示，包括上位机控制器、气体探测器主板、24V直流电源、电源线、调制解调模块、转换模块；上位机控制器采用调制解调模块将信号调制到电源线上从而将控制指令传送给气体探测器主板并将电源线的上的气体探测器主板发送的信号解调反馈给上位机控制器，气体探测器主板采用调制解调模块将信号调制到电源线上从而将反馈信号回传给上位机控制器并将电源线上的上位机控制器发送的控制指令解调并接收；上位机控制器上接有气体探测报警装置；气体探测器主板经转换模块接可接收模拟信号输入的控制器，可接收模拟信号输入的控制器上接有气体探测报警装置。

如图2所示，所述的气体探测器主板具体为：单片机U5的VBAT引脚、VDD_1引脚、VDD_2引脚、VDD_3引脚和VDDA引脚接电源DC3.3V，电源DC3.3V通过第十二电阻R12、第三二极管VD3并联支路与第六电容C6串联接地，且电源DC3.3V经第五电容C5、第七电容C7并联支路接地，单片机U5的VSSA引脚、VSS_1引脚、VSS_2引脚和VSS_3引脚接地并经第八电容C8接电源DC3.3V；OSC_IN引脚和OSC_OUT引脚之间接晶振电路，BOOT0引脚通过第十三电阻R13接地，BOOT1引脚通过第十四电阻R14接地。

如图3所示，所述转换模块具体为：第二运算放大器U2反相输入端通过第一电阻R1连接至单片机U5的DAC2引脚，第二运算放大器U2的同相输入端经第三电阻R3连接至第一运算放大器U1同相输入端，第一运算放大器U1反相输入端连接至输出端并经第二电阻R2连接至单片机U1的ADIN2引脚，第二运算放大器U2电源输入端连接至电源DC24V并经第一电容C1接地，第二运算放大器U2输出端通过第四电阻R4连接至第一三极管V1基极并经第二电容C2、第一二极管VD1与第九电阻R9输出模拟信号接至可接收模拟信号输入的控制器，第一三极管V1发射极通过第二二极管VD2连接至电源DC24V、集电极通过第十电阻R10连接至第四运算放大器U4同相输入端，集电极经第五电阻R5接第一二极管VD1并经第十一电阻R11接第四运算放大器U4反相输入端；第四运算放大器U4反相输入端经第四电容C4和第八电阻R8的并联支路接至第二运算放大器U2的同相输入端；第四运算放大器U4同相输入端经第七电阻R7接至第三运算放大器U3的输出端，第三运算放大器U3的同相输入端经第六电阻R6连接至单片机U5的DAC1引脚，第三运算放大器U3的,反相输入端接至输出端，第三运算放大器U3电源输入端连接至电源DC24V并经第三电容C3接地。