硫化氢采集器的制作方法

本实用新型涉及无线传感器领域，具体是一种硫化氢采集器。

背景技术：

人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官，而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。传感器(英文名称:transducer/sensor)是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。

新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面具有重要作用。

硫化氢传感器是传感器的一种，它能检测环境中的硫化氢浓度，主要用于监控硫化氢泄漏。硫化氢传感器在长期使用过程中会检测会出现偏移，导致检测结果不准确，需要对其进行校准来保持检测准确度，并且现有硫化氢传感器传输信号使用2.4G和433MHz的较多，相应的问题就是同频段干扰太多。779～787 MHz是中国新开的免费使用频段，干扰少，传输效果好，但现有技术中还尚无适应779～787 MHz传输的硫化氢传感器，因此，需要设计一种新的硫化氢采集器。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有硫化氢传感器的上述问题，提供了一种硫化氢采集器，其应用时能对传感器进行校准，同时将传感器采集到的信号转换成RS485和779MHZ信号并进行无线传输。

本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现：

一种硫化氢采集器 ，所述硫化氢采集器包括校准装置和检测仪，校准装置包括标准气瓶，气室，气室上设有第一气管和第二气管，第一气管连接标准气瓶，第二气管连接外部空间，第一气管上、第二气管上均设有气泵和阀门；检测仪包括供电模块，采集器模块，总控模块、数据收发模块和显示模块，其中，

所述供电模块包括第一降压电路和第二降压电路，所述第一降压电路输入端与系统电源连接，第一降压电路输出端分别与第二降压电路和采集器模块连接，所述第二降压电路输入端与第一降压电路输出端连接，第二降压电路输出端分别与总控模块、数据收发模块和显示模块连接；所述供电模块将系统电源电压分别降为其余各模块所需电压并为其余各模块供电；

所述采集器模块包括硫化氢传感器J2和转换电路，采集器模块输入端与供电模块输出端连接，采集器模块输出端与总控模块连接，采集器模块将硫化氢传感器J2采集到的信号通过转换电路进行转换后传输给总控模块；

所述总控模块对采集系统起处理控制作用，所述总控模块包括处理芯片U2和程序下载器ISP，所述处理芯片U2分别与采集器模块、数据收发模块、程序下载器ISP、显示模块连接，处理芯片U2接收采集器模块输入的信号，处理输出到数据收发模块和显示模块；

所述数据收发模块包括RS485传输电路和779MHZ无线传输芯片J3，数据收发模块将处理芯片U2输出的信号传输给上位机，所述RS485传输电路和779MHZ无线传输芯片J3均与处理芯片U2连接；

所述显示模块与处理芯片U2连接，用于将处理芯片U2输出的数据显示出来。

优选地，所述第一降压电路包括DC/DC芯片U1，电阻R1至R5，电容C1至C7，二极管D1和D2，电感L1，系统电源连接D1后分别连接C1一端、R1一端和U1vin引脚，R1另一端连接U1en引脚后连接R2一端，C1和R2另一端均接地， U1ss引脚连接C3后接地，U1boot引脚连接C2后分别连接U1ph引脚、D2负极和L1一端，L1另一端依次连接C5和C6一端后连接R4一端后再接5V输出，U1gnd引脚连接D2正极、C5和C6另一端后接地， U1vsns引脚连接R4另一端后连接R5一端，R5另一端接地，U1comp引脚连接补偿电路。

优选地，所述第二降压电路包括DC/DC芯片U5，电阻R27和R28，电容C13、C15和C16，U5引脚1连接C13一端后连接U5引脚2后再接第一降压电路输入端，C13另一端、U5引脚0和引脚3均接地，U5引脚4连接R27一端后分别连接C15一端和C16一端后再接3.3V输出，R27另一端连接R28一端后连接U5引脚5，C16、C15和R28另一端均接地。

优选地，所述转换电路包括MAX485芯片U3，U3引脚1和引脚4均与硫化氢传感器J2和处理芯片U2相连，引脚2、引脚3和引脚4与第一自动控制收发电路连接，引脚5接地，引脚6和引脚7接第一总线电路，U3引脚8接电容C10一端后与接第二降压电路输出端，电容C10另一端接地。

优选地，所述RS485传输电路包括MAX485芯片U4，U4引脚1和引脚4分别与处理芯片U2相连，引脚2、引脚3和引脚4与第二自动控制收发电路连接，引脚5接地，引脚6和引脚7接第二总线电路，U4引脚8接电容C14一端后与接第二降压电路输出端，电容C14另一端接地。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、使用RS485和779MHZ信号进行传输，适用于多种场景，实用性高，干扰小，且能够简单方便地对传感器进行校准。

2、采用多级降压电路，适应不同模块电源需求。

3、数据收发模块和显示屏的设置使得采集信号既能无线有线传输又能实时显示。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型一个校准装置的结构示意图。

图2为氨气采集器模块系统框图。

图3为第一降压电路图。

图4为第二降压电路图。

图5为传感器模块电路图。

图6为总控模块示意图。

图7为RS485传输电路图。

图8为779MHZ无线传输芯片示意图。

图9为显示模块示意图。

具体实施方式

以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节 将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、 “安装”、 “相连”、 “连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例：

如图1所示，一种硫化氢采集器 ，包括校准装置和检测仪3，校准装置包括标准气瓶1，用于提供校准标准量，气室2，检测仪3安装在气室2内，气室2上设有第一气管4和第二气管5，第一气管4连接标准气瓶1，第二气管5连接外部空间，第一气管4上、第二气管5上均设有气泵和阀门；当需要对传感器进行校准时，关闭第二气管气泵和阀门，开启第一气管气泵和阀门，标准气抽入气室，检测仪进行检测且与标准量进行比较，并根据比较结果对硫化氢传感器参数进行修改；校准完成后，关闭第一气管气泵和阀门，开启第二气管气泵和阀门，对外部空间气体进行检测。

检测仪3包括供电模块，采集器模块，总控模块、数据收发模块和显示模块，供电模块包括第一降压电路和第二降压电路，第一降压电路输入端与系统电源连接，第一降压电路输出端分别与第二降压电路和采集器模块连接，第二降压电路输入端与第一降压电路输出端连接，第二降压电路输出端分别与总控模块、数据收发模块和显示模块连接；供电模块将系统电源电压分别降为其余各模块所需电压并为其余各模块供电。采集器模块包括硫化氢传感器J2和转换电路，采集器模块输入端与供电模块输出端连接，采集器模块输出端与总控模块连接，采集器模块将硫化氢传感器J2采集到的信号通过转换电路进行转换后传输给总控模块。总控模块对采集系统起处理控制作用，总控模块包括处理芯片U2和程序下载器ISP，U2型号为ATMEGA640V，处理芯片U2分别与采集器模块、数据收发模块、程序下载器ISP、显示模块连接，处理芯片U2接收采集器模块输入的信号，处理输出到数据收发模块和显示模块。数据收发模块包括RS485传输电路和779MHZ无线传输芯片J3，J3为高度集成芯片，数据收发模块将处理芯片U2输出的信号传输给上位机，RS485传输电路和779MHZ无线传输芯片J3均与处理芯片U2连接。显示模块与处理芯片U2连接，用于将处理芯片U2输出的信号显示出来。

其中，总控模块、779MHZ无线传输芯片J3和显示模块为现有技术，J3型号为AT86RF212D，电路分别如图6、图8和图9所示，在此不对电路结构作具体描述。

如图3所示，第一降压电路包括DC/DC芯片U1，U1型号为TPS54331，电阻R1至R5，电容C1至C7，二极管D1和D2，电感L1。系统电源连接D1后分别连接C1一端、R1一端和U1vin引脚， R1另一端连接U1en引脚后连接R2一端，C1和R2另一端均接地， U1ss引脚连接C3后接地，上述电路中C1对系统电源稳压滤波，R1和R2构成欠压锁定迟缓电路，用于当输入电压低于某一值时，U1不工作处于保护状态，C3起到延缓启动的作用。U1 boot引脚连接C2后分别连接U1ph引脚、D2负极和L1一端，L1另一端依次连接C5和C6一端后连接R4一端后再输出5V电压电源，U1gnd引脚连接D2正极、C5和C6另一端后接地， U1vsns引脚连接R4另一端后连接R5一端，R5另一端接地，U1comp引脚连接补偿电路，具体地，comp引脚分别与电容C4一端和电容C7一端连接，C7另一端接地，C4另一端与电阻R3连接后接地。上述电路中，L1、C5和C6构成LC滤波抑制干扰，D2负极与L1连接，当L1负载的电流有突变时，起到平缓变化的作用，避免破坏其他元件。第一降压电路通过U1及其外围电路实现将系统电源电压12V降到5V输出，为硫化氢传感器供电。

如图4所示，第二降压电路包括DC/DC芯片U5，U5型号为TPS75801，电阻R27和R28，电容C13、C15和C16，U5引脚1连接C13一端后连接U5引脚2后再接第一降压电路输出端，C13另一端、U5引脚0和引脚3均接地，U5引脚4连接R27一端后分别连接C15一端和C16一端后再输出3.3V电压电源，R27另一端连接R28一端后连接U5引脚5，C16、C15和R28另一端均接地。第二降压电路通过U5及其外围电路将第一降压电路输出端5V电压降为3.3V输出，为转换电路、处理芯片U2、RS485传输电路、779MHZ无线传输芯片J3、显示模块和ISP供电。

通过上述两级分压电路，实现将系统电源电压分别降为其余各模块所需电压并为其余各模块供电。

如图5所示，转换电路包括MAX485芯片U3，电阻R7、R8、R10、R11、R14和R15，电容C10，三极管Q1，二极管D3至D5，接线端子J1。U3引脚1和引脚4均与硫化氢传感器J2和处理芯片U2相连，U3引脚2、引脚3、引脚4还与第一自动控制收发电路连接，具体地，U3引脚2和引脚3连接后与R15一端连接后再接Q1集电极，R15另一端接地，U3引脚4与R14连接后接Q1基极，Q1发射极接第二降压电路输出端。U3引脚5接地，U3引脚6和引脚7接总线电路，具体地，U3引脚6分别与R7一端、R11一端、D5正极、D3负极连接后与J1引脚2连接，U3引脚7与R8一端、R11另一端、D5负极、D4负极连接后与J1引脚3连接，R7另一端接第二降压电路输出端，R8另一端接地，D3正极与D4正极连接后接地。U3引脚8接C10一端后与接第二降压电路输出端，C10另一端接地。转换电路通过U3及其外围电路、处理芯片U2实现采集信号的RS485信号转换。

如图7所示，RS485传输电路包括MAX485芯片U4，电阻R9、R10、R12、R14、R16和R17，电容C14，二极管D6至D8，三极管Q2，接线端子J4。U4引脚1和引脚4均与处理芯片U2相连，引脚2、引脚3、引脚4与第二自动控制收发电路连接，具体地，U4引脚2连接引脚3后与R17一端连接后接三极管Q2集电极，R17另一端接地，U4引脚4与R16连接后与Q2基极连接，Q2发射极接第二降压电路输出端。U4引脚5接地，U4引脚6和引脚7接第二总线电路，具体地，U4引脚6分别与R9一端、R12一端、D8正极、D6负极连接后与J4引脚3连接，U4引脚7分别与R10一端、R12另一端、D8负极、D7负极连接后与J4引脚2连接，R9另一端接第二降压电路输出端，R10另一端接地，D6正极与D7正极连接后接地。U4引脚8接电容C14一端后与接第二降压电路输出端，电容C14另一端接地。U4将处理芯片输入的RS485信号通过第二总线电路和接线端子J4传输给上位机。

工作流程如下：处理芯片分别与采集器模块、数据收发模块、显示模块连接，再通过程序下载器下载控制程序，从而实现总控模块对采集系统的处理控制作用，处理芯片接收硫化氢传感器采集的信号，通过485转换电路转换为RS485信号，再输出到RS485传输电路，通过第二总线电路和接线端子将信号传输给上位机；同时可以将硫化氢传感器采集的信号输出到779MHZ无线传输芯片，将信号转换为779MHZ信号并且无线传输给上位机。处理芯片还可将采集信号传输到显示屏显示。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。