一种管压采集仪主机电路的制作方法

本实用新型涉及一种压力采集装置，具体涉及一种管道管压采集仪的主机电路。

背景技术：

为保证燃气管网的安全运行，需要对燃气管道中的压力进行检测，以便将压力控制在安全范围内。目前本领域主要采有管压采集仪检测燃气管道中的压力，并将检测数据上传到服务器。但现有的管压采集仪在实际应用中还存在着诸多问题，有待进一步改进或安善，主要表现在以下方面：1、其压力采集器和采集仪主机是通过有线连接的，布线较为繁琐，灵活性较差；2、受布线限制，其压力采集器和采集仪主机通常一起安装在燃气管网的防爆区域内，安全性较差，且需要对主机进行防爆处理，采集仪主机体积较大，安装工序较多；3、其压力采集器和采集仪主机是一对一的连接方式，对于相同的检测点需要较多的主机，成本较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种管压采集仪主机电路，其具有结构简单、成本低廉、耗电量小、控制灵活、实用性强的优点。

为解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供的一种管压采集仪主机电路，包括微处理器，还包括电源接口电路以及分别与微处理器连接的近距离无线通信接口电路、远距离无线通信接口电路和数据存储电路，电源接口电路的输出端连接有第一供电电路和第二供电电路，第一供电电路用于为微处理器、近距离无线通信接口电路和数据存储电路供电，第二供电电路用于为远距离无线通信接口电路供电，近距离无线通信接口电路连接有近距离无线通信模块，远距离无线通信接口电路连接有远距离无线通信模块。

进一步的，本实用新型一种管压采集仪主机电路，其中，所述微处理器包括型号为STM32F103C6的单片机U1，单片机U1的OSC_IN管脚和OSC_OUT管脚连接有时钟电路，单片机U1的VBAT管脚连接有时钟电池；所述电源接口电路包括Header3型的接插件P1，接插件P1的端子2和端子3接地，接插件P1的端子1串联二极管D1和保险丝F1后作为电源接口电路的输出端并分别与第一供电电路和第二供电电路连接。

进一步的，本实用新型一种管压采集仪主机电路，其中，所述第一供电电路包括型号为MC34063的调压芯片U2，调压芯片U2的管脚1、管脚7和管脚8相互连接并串联电阻R1后与电源接口电路的输出端连接，调压芯片U2的管脚6与电源接口电路的输出端连接，调压芯片U2的管脚6与并联的电容C1和电容C2的公共端连接，电容C1和电容C2的另一公共端接地，调压芯片U2的管脚4接地，调压芯片U2的管脚3串联电容C3后接地，调压芯片U2的管脚5串联电阻R2后接地，调压芯片U2的管脚5串联电阻R3和电容C4后接地，调压芯片U2的管脚2串联反向设置的二极管D2后接地，调压芯片U2的管脚2串联电感L1和电容C5后接地，电阻R3和电容C4之间的连线取一点与电感L1和电容C5之间的连线连接，电感L1和电容C5之间的连线取一点作为第一供电电路的输出端并分别与微处理器、近距离无线通信接口电路和数据存储电路连接；还包括电压检测电路，所述电压检测电路包括串联的电阻R4和电阻R5，电阻R4的另一端与调压芯片U2的管脚6连接，电阻R5的另一端接地，电阻R3和电阻R4之间的连线取一点与单片机U1的PB1/ADC_IN9/TIM3_CH4管脚连接。

进一步的，本实用新型一种管压采集仪主机电路，其中，所述第二供电电路包括型号为LM22676-ADJ的调压芯片U3，调压芯片U3的VIN管脚串联电感L2后与电源接口电路的输出端连接，调压芯片U3的SW管脚串联电感L3和电容C6后接地，电感L3和电容C6之间的连线取一点作为第二供电电路的输出端并与远距离无线通信接口电路连接；调压芯片U3的VIN管脚与并联的电容C7、电容C8和电容C9的公共端连接，电容C6、电容C8和电容C9的另一公共端接地，调压芯片U3的VIN管脚串联电阻R6后与EN管脚连接，L3和电容C6之间的连线取一点串联电阻R7后与调压芯片U3的FB管脚连接，调压芯片U3的FB管脚串联电阻R8后接地，调压芯片U3的BOOT管脚串联电容C10和反向设置的二极管D3后接地，电容C10和二极管D3之间的连线取一点与调压芯片U3的SW管脚连接，调压芯片U3的GND管脚接地；还包括电源控制开关电路，所述电源控制开关电路包括三极管Q1、电阻R9和电阻R10，三极管Q1的基极串联电阻R9后与单片机U1的PB0/ADC_IN8/TIM3_CH3管脚连接，三极管Q1的集电极与调压芯片U3的EN管脚连接，三极管Q1的发射极接地，电阻R10的两端对应与三极管Q1的基极和发射极连接。

进一步的，本实用新型一种管压采集仪主机电路，其中，所述近距离无线通信接口电路包括型号为MHDR1X8的排母P2，所述排母P2的端子1与第一供电电路的输出端连接，排母P2的端子2、端子3、端子4、端子5、端子6和端子7对应与单片机U1的PA8/TIM1_CH1/MCO管脚、PB12/SPI2_NSS/TIM1_BKIN管脚、PB13/SPI2_SCK/TIM1_CH1N管脚、PB14/SPI2_MISO/TIM1_CH2N管脚、PB15/SPI2_MOSI/TIM1_CH3N管脚和PA11/CANRX/USBDM/TIM1_CH4管脚连接，排母P2的端子8接地。

进一步的，本实用新型一种管压采集仪主机电路，其中，所述远距离无线通信接口电路包括Header4型的接插件P3，接插件P3的端子1与第二供电电路的输出端连接，接插件P3的端子2和端子3对应与单片机U1的PA2/USART2_TX/ADC_IN2/TIM2_CH3管脚和PA3/USART2_RX/ADC_IN3/TIM2_CH4连接，接插件P3的端子4接地。

进一步的，本实用新型一种管压采集仪主机电路，其中，所述数据存储电路包括型号为AT45DBD41的存储芯片U4，所述存储芯片U4的SI管脚与单片机U1的PA7/SPI1_MOSI/ADC_IN7/TIM3_CH2管脚连接，存储芯片U4的SCK管脚与单片机U1的PA5/SPI1_SCK/ADC_IN5管脚连接，存储芯片U4的/CS管脚与单片机U1的PA4/SPI1_NSS/ADC_IN4管脚连接，存储芯片U4的SD管脚与单片机U1的PA6/SPI1_MISO/ADC_IN6/TIM3_CH1管脚连接，存储芯片U4的/PESET管脚与并联的电阻R11、电阻R12、电阻R13和电阻R14的公共端连接，电阻R11的另一端与存储芯片U4的SI管脚连接，电阻R12的另一端与存储芯片U4的SCK管脚连接，电阻R13的另一端与存储芯片U4的/CS管脚连接，电阻R14的另一端与存储芯片U4的SD管脚连接，存储芯片U4的/PESET管脚、VCC管脚和/WP管脚均与第一供电电路的输出端连接，存储芯片U4的/WP管脚串联电容C11后接地，存储芯片U4的GND管脚接地。

进一步的，本实用新型一种管压采集仪主机电路，还包括温度检测电路，所述温度检测电路包括型号为LM50CIM3X的温度传感器U5，温度传感器U5的DQ管脚与单片机U1的PA1/ADC_IN1/TIM2_CH2管脚连接，温度传感器U5的DQ管脚串联电容C12后接地，温度传感器U5的VCC管脚与第一供电电路的输出端连接，温度传感器U5的GND管脚接地。

进一步的，本实用新型一种管压采集仪主机电路，还包括第一指示灯电路和第二指示灯电路，所述第一指示灯电路包括三极管Q2和发光二极管D4，三极管Q2的基极串联电阻R15后与单片机U1的PB5管脚连接，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极与发光二极管D4的负极连接，发光二极管D4的正极串联电阻R16后与第一供电电路的输出端连接；所述第二指示灯电路包括三极管Q3和发光二极管D5，三极管Q3的基极串联电阻R17后与单片机U1的PB6/I2C1_SCL/TIM4_CH1管脚连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极与发光二极管D5的负极连接，发光二极管D5的正极串联电阻R18后与第一供电电路的输出端连接。

进一步的，本实用新型一种管压采集仪主机电路，还包括复位电路，所述复位电路包括串联的电阻R19和电容C13，电阻R19和电容C13之间的连线取一点与单片机U1的NRST管脚连接，电阻R19的另一端与第一供电电路的输出端连接，电容C13的另一端接地。

本实用新型一种管压采集仪主机电路与现有技术相比，具有以下优点：本实用新型通过设置微处理器、电源接口电路，以及分别与微处理器连接的近距离无线通信接口电路、远距离无线通信接口电路和数据存储电路，让电源接口电路的输出端连接第一供电电路和第二供电电路，其中，第一供电电路用于为微处理器、近距离无线通信接口电路和数据存储电路供电，第二供电电路用于为远距离无线通信接口电路供电，近距离无线通信接口电路连接有近距离无线通信模块，以便与压力采集器建立近距离无线连接，远距离无线通信接口电路连接有远距离无线通信模块，以便与上位机或服务器建立远距离无线连接。由此就构成了一种结构简单、成本低廉、耗电量小、控制灵活、实用性强的管压采集仪主机电路。采用本实用新型的管压采集仪主机一方面可与压力采集器建立近距离无线连接，另一方面可与上位机或服务器建立远距离无线连接，免去了布线的繁琐工序，降低了安装难度，且可使管压采集仪主机移出燃气管网的防爆区域，增强了安全性，并实现了一台管压采集仪主机连接多个压力采集器的技术目的，对于相同的检测点可减少管压采集仪主机的使用数量，有效降低了设备成本。同时，本实用新型通过设置第一供电电路和第二供电电路，实现了远距离无线通信接口电路与其他电路的区别供电，在远距离无线通信接口电路不工作时通过让其断电，可实现降低能耗的目的。

下面结合附图所示具体实施方式对本实用新型一种管压采集仪主机电路作进一步详细说明：

附图说明

图1为本实用新型一种管压采集仪主机电路的总体结构示意图；

图2为本实用新型一种管压采集仪主机电路中微处理器的示意图；

图3为本实用新型一种管压采集仪主机电路中电源接口电路的示意图；

图4为本实用新型一种管压采集仪主机电路中第一供电电路的示意图；

图5为本实用新型一种管压采集仪主机电路中第二供电电路的示意图；

图6为本实用新型一种管压采集仪主机电路中电源控制开关电路的示意图；

图7为本实用新型一种管压采集仪主机电路中近距离无线通信接口电路的示意图；

图8为本实用新型一种管压采集仪主机电路中远距离无线通信接口电路的示意图；

图9为本实用新型一种管压采集仪主机电路中数据存储电路的示意图；

图10为本实用新型一种管压采集仪主机电路中温度检测电路的示意图；

图11为本实用新型一种管压采集仪主机电路中第一指示灯电路的示意图；

图12为本实用新型一种管压采集仪主机电路中第二指示灯电路的示意图。

具体实施方式

首先需要说明的，本实用新型中所述的上、下、前、后、左、右等方位词只是根据附图进行的描述，以便于理解，并非对本实用新型的技术方案以及请求保护范围进行的限制。

如图1所示本实用新型一种管压采集仪主机电路的具体实施方式，包括微处理器、电源接口电路，以及分别与微处理器连接的近距离无线通信接口电路、远距离无线通信接口电路和数据存储电路。并使电源接口电路的输出端连接第一供电电路和第二供电电路，其中第一供电电路用于为微处理器、近距离无线通信接口电路和数据存储电路供电，第二供电电路用于为远距离无线通信接口电路供电。且让近距离无线通信接口电路连接近距离无线通信模块，以便与压力采集器建立近距离无线连接；让远距离无线通信接口电路连接远距离无线通信模块，以便与上位机或服务器建立远距离无线连接。

通过以上设置就构成了一种结构简单、成本低廉、耗电量小、控制灵活、实用性强的管压采集仪主机电路。采用本实用新型的管压采集仪主机一方面可与压力采集器建立近距离无线连接，另一方面可与上位机或服务器建立远距离无线连接，免去了布线的繁琐工序，降低了安装难度，且可使管压采集仪主机移出燃气管网的防爆区域，增强了安全性，并实现了一台管压采集仪主机连接多个压力采集器的技术目的，对于相同的检测点可减少管压采集仪主机的使用数量，有效降低了设备成本。同时，本实用新型通过设置第一供电电路和第二供电电路，实现了远距离无线通信接口电路与其他电路的区别供电，在远距离无线通信接口电路不工作时通过让其断电，可实现降低能耗的目的。

作为具体实施方式，如图2所示，本实用新型让微处理器采用了型号为STM32F103C6的单片机U1，其具有能耗低、性能稳定的特点。其中，单片机U1的OSC_IN管脚和OSC_OUT管脚连接有时钟电路，单片机U1的VBAT管脚连接有时钟电池。需要说明的是，本实用新型不限于采用型号为STM32F103C6的微处理器，还可以采用同等功能的其他型号的微处理器，同样可实现本实用新型的技术目的。如图3所示，本实用新型中的电源接口电路采用了Header3型的接插件P1，接插件P1的端子2和端子3接地，接插件P1的端子1串联二极管D1和保险丝F1后作为电源接口电路的输出端并分别与第一供电电路和第二供电电路连接。在实际应用中，通过让接插件P1连接外部电源，即可通过第一供电电路和第二供电电路供电。其中，外部电源可采取蓄电池、市电等多种形式。

如图4所示，本具体实施方式让第一供电电路采用了型号为MC34063的调压芯片U2。其中，调压芯片U2的管脚1、管脚7和管脚8相互连接并串联电阻R1后与电源接口电路的输出端连接。调压芯片U2的管脚6与电源接口电路的输出端连接，调压芯片U2的管脚6与并联的电容C1和电容C2的公共端连接，电容C1和电容C2的另一公共端接地。调压芯片U2的管脚4接地。调压芯片U2的管脚3串联电容C3后接地。调压芯片U2的管脚5串联电阻R2后接地，调压芯片U2的管脚5串联电阻R3和电容C4后接地。调压芯片U2的管脚2串联反向设置的二极管D2后接地，调压芯片U2的管脚2串联电感L1和电容C5后接地。电阻R3和电容C4之间的连线取一点与电感L1和电容C5之间的连线连接。电感L1和电容C5之间的连线取一点作为第一供电电路的输出端并分别与微处理器、近距离无线通信接口电路和数据存储电路连接。本具体实施方还在第一供电电路的输入端设置了电压检测电路，以便于控制。电压检测电路包括串联的电阻R4和电阻R5，其中，电阻R4的另一端与调压芯片U2的管脚6连接，电阻R5的另一端接地，电阻R3和电阻R4之间的连线取一点与单片机U1的PB1/ADC_IN9/TIM3_CH4管脚连接。

如图5所示，本具体实施方式让第二供电电路采用了型号为LM22676-ADJ的调压芯片U3。其中，调压芯片U3的VIN管脚串联电感L2后与电源接口电路的输出端连接。调压芯片U3的SW管脚串联电感L3和电容C6后接地。电感L3和电容C6之间的连线取一点作为第二供电电路的输出端并与远距离无线通信接口电路连接。调压芯片U3的VIN管脚与并联的电容C7、电容C8和电容C9的公共端连接，电容C6、电容C8和电容C9的另一公共端接地。调压芯片U3的VIN管脚串联电阻R6后与EN管脚连接。L3和电容C6之间的连线取一点串联电阻R7后与调压芯片U3的FB管脚连接。调压芯片U3的FB管脚串联电阻R8后接地。调压芯片U3的BOOT管脚串联电容C10和反向设置的二极管D3后接地。电容C10和二极管D3之间的连线取一点与调压芯片U3的SW管脚连接。调压芯片U3的GND管脚接地。如图6所示，本具体实施方式还设置了电源控制开关电路，以便于对第二供电电路的输出电压进行控制，进而控制远距离无线通信接口电路的工作状态。电源控制开关电路具体包括三极管Q1、电阻R9和电阻R10，其中，三极管Q1的基极串联电阻R9后与单片机U1的PB0/ADC_IN8/TIM3_CH3管脚连接，三极管Q1的集电极与调压芯片U3的EN管脚连接，三极管Q1的发射极接地，电阻R10的两端对应与三极管Q1的基极和发射极连接。本实用新型通过电源控制开关电路控制远距离无线通信接口电路的通断电，在实际应用中，根据设置的工作周期让远距离无线通信接口电路间断性运行和上传数据，并在不工作时让其断电，可实现降低能耗的目的。

如图7所示，本具体实施方式让近距离无线通信接口电路采用了型号为MHDR1X8的排母P2。其中，排母P2的端子1与第一供电电路的输出端连接，排母P2的端子2、3、4、5、6、7对应与单片机U1的PA8/TIM1_CH1/MCO管脚、PB12/SPI2_NSS/TIM1_BKIN管脚、PB13/SPI2_SCK/TIM1_CH1N管脚、PB14/SPI2_MISO/TIM1_CH2N管脚、PB15/SPI2_MOSI/TIM1_CH3N管脚和PA11/CANRX/USBDM/TIM1_CH4管脚连接，排母P2的端子8接地。这一近距离无线通信接口电路通过连接对应的近距离无线通信模块，即可在管压采集仪主机与压力采集器之间建立近距离无线连接并实现数据传输。需要说明的是，本具体实施方式让近距离无线通信接口电路采用了RF无线通信方式，近距离无线通信模块采用的是RF无线通信模块，但并不限于此，还可采用WIFI无线、红外无线等其他形式，只要能实现近距离无线通信均可。如图8所示，本具体实施方式让远距离无线通信接口电路采用了Header4型的接插件P3，接插件P3的端子1与第二供电电路的输出端连接，接插件P3的端子2和端子3对应与单片机U1的PA2/USART2_TX/ADC_IN2/TIM2_CH3管脚和PA3/USART2_RX/ADC_IN3/TIM2_CH4连接，接插件P3的端子4接地。同样的，本具体实施方式让远距离无线通信接口电路采用了DTU无线通信方式，远距离无线通信模块采用的是DTU无线通信模块，但并不限于此，还可以采用其他远距离无线通信方式。

如图9所示，本具体实施方式让数据存储电路采用了型号为AT45DBD41的存储芯片U4。其中，存储芯片U4的SI管脚与单片机U1的PA7/SPI1_MOSI/ADC_IN7/TIM3_CH2管脚连接。存储芯片U4的SCK管脚与单片机U1的PA5/SPI1_SCK/ADC_IN5管脚连接。存储芯片U4的/CS管脚与单片机U1的PA4/SPI1_NSS/ADC_IN4管脚连接。存储芯片U4的SD管脚与单片机U1的PA6/SPI1_MISO/ADC_IN6/TIM3_CH1管脚连接。存储芯片U4的/PESET管脚与并联的电阻R11、电阻R12、电阻R13和电阻R14的公共端连接，电阻R11的另一端与存储芯片U4的SI管脚连接，电阻R12的另一端与存储芯片U4的SCK管脚连接，电阻R13的另一端与存储芯片U4的/CS管脚连接，电阻R14的另一端与存储芯片U4的SD管脚连接。存储芯片U4的/PESET管脚、VCC管脚和/WP管脚均与第一供电电路的输出端连接。存储芯片U4的/WP管脚串联电容C11后接地。存储芯片U4的GND管脚接地。通过数据存储电路可存储压力采集信息，并将压力采集信息按设置的间隔时间上传服务器。

作为优化方案，如图10所示，本具体实施方式通过设置温度检测电路，增强了功能性和实用性。温度检测电路采用了型号为LM50CIM3X的温度传感器U5，其中，温度传感器U5的DQ管脚与单片机U1的PA1/ADC_IN1/TIM2_CH2管脚连接，温度传感器U5的DQ管脚串联电容C12后接地，温度传感器U5的VCC管脚与第一供电电路的输出端连接，温度传感器U5的GND管脚接地。如图11和图12所示，本具体实施方式还设置了第一指示灯电路和第二指示灯电路，以便于标示近距离无线通信接口电路和远距离无线通信接口电路的工作状态，增强了实用性。第一指示灯电路具体包括三极管Q2和发光二极管D4，其中，三极管Q2的基极串联电阻R15后与单片机U1的PB5管脚连接，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极与发光二极管D4的负极连接，发光二极管D4的正极串联电阻R16后与第一供电电路的输出端连接。第二指示灯电路具体包括三极管Q3和发光二极管D5，其中，三极管Q3的基极串联电阻R17后与单片机U1的PB6/I2C1_SCL/TIM4_CH1管脚连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极与发光二极管D5的负极连接，发光二极管D5的正极串联电阻R18后与第一供电电路的输出端连接。另外，如图2所示，本具体实施方式设置了复位电路，以便使主机电路恢复初始状态。复位电路包括串联的电阻R19和电容C13，其中，电阻R19和电容C13之间的连线取一点与单片机U1的NRST管脚连接，电阻R19的另一端与第一供电电路的输出端连接，电容C13的另一端接地。

以上实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行的描述，并非对本实用新型请求保护范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域工程技术人员依据本实用新型的技术方案做出的各种形式的变形，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。