一种数据采集终端的制作方法

本实用新型涉及电力设备领域，特别是一种数据采集终端。

背景技术：

随着国家电力基础设施投入的逐年增大，电缆沟的长度也正在迅速增加，由于运行维护人员的增长速度远远跟不上电力基础设施的增长速度，致使电力隧道运行工作面临着巨大压力。另一方面随着城市的加速发展，电缆沟道和高压管线的迅速增长，电力负荷的急剧增加，电力公司对沟道的运行维护工作面临着巨大压力。如何保证沟道内电缆不因过载、过热等情况突发大的运行安全事故，沟道内积水、有害气体等不影响到供电系统的安全等新的要求，想解决当前面临的种种问题，仅靠大量增加运行人员数量来应对电缆沟道的迅速增长和管理压力已经不现实。另外，目前全国大多数电力公司，对电缆沟道内主干电缆的管理还处于计划检修阶段，一般采用定期巡视的方法对电缆的运行状况进行检查。从经济角度和技术角度来说，计划检修都有很大的局限性，例如定期试验和检修造成了很大的直接和间接经济浪费，许多绝缘缺陷和潜在的故障无法及时发现。 因此，研制一套现代化的电缆沟状态的数据采集终端，配合供电局电力设备综合监控平台使用，可对电缆沟环境和电力电缆运行环境参数进行实时传输、全程监测、状态显示、临界报警、预测提示、事件分析统计等，就成为现实的、迫切的提升电力电缆沟道管理水平的要求。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种结构简单及系统稳定性强的数据采集终端。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种数据采集终端，其特征在于，包括微控制器，所述微控制器分别与SBW接口电路，晶振电路与复位电路、电源电路、通讯接口电路和传感器接口电路连接，所述传感器接口电路输入端与若干传感器连接，所述传感器接口电路输出端与微控制器连接，所述微控制器通过通讯接口电路与上位机连接。

作为上述方案的进一步改进，所述电源电路包括第一电感L和依次连接的DC-DC电源模块、开关稳压器和隔离稳压器，所述第一电感L一端与开关稳压器所有接地端连接，第一电感L另一端与隔离稳压器所有接地端连接，所述DC-DC电源模块输入端连接有第一电容C703，所述DC-DC电源模块、开关稳压器之间连接有第二电容C702，所述第二电容C702一端连接电源，另一端接地，所述开关稳压器输出端有第二电感L701，开关稳压器输出端并联有二极管D703、第一电阻R709和第三电容C705，所述二极管D703负极连接在第二电感L701一端，第一电阻R709和第三电容C705连接在第二电感L701另一端，所述第一电阻R709通过第二电阻R708接地，所述第二电阻R708一端与开关稳压器输出端连接，所述二极管D703正极、第三电容C705另一端和第二电阻R708另一端都接地，所述隔离稳压器输入端并联有第四电容C18和第五电容C16，所述隔离稳压器输出端并联有第六电容C17和第七电容C19，所述第四电容C18一端通过第三电阻R20连接有电源，所述第六电容C17和第七电容C19一端还连接有电源，所述第四电容C18、第五电容C16、第六电容C17和第七电容C19另一端都接地。

作为上述方案的进一步改进，所述微控制器采用MSP430F5172。

作为上述方案的进一步改进，所述通讯接口电路包括半双工RS - 485收发器、双向TVS管和第一电阻R703，所述双向TVS管和第一电阻R703并联在半双工RS - 485收发器总线A、B两端，半双工RS - 485收发器总线A、B两端还设置有第一偏置电阻R701和第二偏置电阻R705，所述第一偏置电阻R701两端分别连接双向TVS管和第一电阻R703一端，第二偏置电阻R705分别连接双向TVS管和第一电阻R703另一端。

作为上述方案的进一步改进，DC-DC电源模块的型号是WRB1212S。

作为上述方案的进一步改进，所述开关稳压器的型号是LM2576。

作为上述方案的进一步改进，所述隔离稳压器的型号是AMB3301A。

作为上述方案的进一步改进，所述传感器包括温度传感器和/或湿度传感器和/或烟雾传感器和/或有害气体传感器和/或水位传感器和/或侵入传感器，所述传感器都为模拟传感器。

本实用新型的有益效果有：

本实用新型一种数据采集终端，通过传感器完成相应信息的实时、准确采集，将传感器得到的模拟信号和开关量信号按照RS485通讯协议发送到微控制器中完成数据处理及报警控制等工作，本系统能够实时采集信息，监测到电缆沟环境中隐患，保证系统稳定性；无须人工巡查，节省人力成本。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明，其中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的通讯接口电路原理图；

图3是本实用新型实施例的电源电路原理图。

具体实施方式

参考图1，一种数据采集终端，其特征在于，包括微控制器，所述微控制器分别与SBW接口电路，晶振电路与复位电路、电源电路、通讯接口电路和传感器接口电路连接，所述传感器接口电路输入端与若干传感器连接，所述传感器接口电路输出端与微控制器连接，所述微控制器通过通讯接口电路与上位机连接。

微控制器采用MSP430F5172，MSP430F5172具有一个强大的 16 位 RISC CPU，使用16 位寄存器，以及常数发生器，以便于获得最大编码效率。此数控振荡器 (DCO) 可使器件在不到 5µs 的时间内实现从低功耗模式唤醒至激活模式。 MSP430F5172配有 2 个 16 位高分辨率定时器、2 个 USCI（USCI_A0 和 USCI_B0）、1 个 32 位硬件乘法器、1 个高性能 10 位 ADC、1 个片上比较器、1 个三通道 DMA、5V 耐压 I/O 以及多达 29 个 I/O 引脚。 MSP430F5172不但具有了主控制器的作用，同时还作为RS485的节点控制器，与网络中的其他节点实现数据传输与交换。

进一步参考图2，所述通讯接口电路包括半双工RS - 485收发器、双向TVS管和第一电阻R703，所述双向TVS管和第一电阻R703并联在半双工RS - 485收发器总线A、B两端，半双工RS - 485收发器总线A、B两端还设置有第一偏置电阻R701和第二偏置电阻R705，所述第一偏置电阻R701两端分别连接双向TVS管和第一电阻R703一端，第二偏置电阻R705分别连接双向TVS管和第一电阻R703另一端。MSP430F5172的通讯脚TX、RX（管脚号为P1.1、P1.2）与SP485E 芯片进行连接，通讯接口电路中的双向TVS 管SMBJ6.5CA并联在RS-485 总线A、B 线两端，对电路进行瞬态保护作用，R701 和R705 为偏置电阻，进行网络失效保护。但是有些电路中没有安装匹配电阻，在通讯网络设计中，应根据实际情况进行匹配电路的设计。CN701的CON4插座是SP485的A、B通讯接口以及上位机给下位机供电的接口。

传感器包括温度传感器和/或湿度传感器和/或烟雾传感器和/或有害气体传感器和/或水位传感器和/或侵入传感器。温度传感器、湿度传感器、水位传感器、有害气体传感器、烟雾传感器以及侵入传感器均属于模拟传感器，模拟传感器的原理相似，这里只介绍侵入传感器。这里使用的侵入传感器为主动红外侵入传感器，其由主动红外发射机和主动红外接收机组成，当发射机与接收机之间的红外光束被完全遮断或按给定百分比遮断时能产生电平变化信号，通过侵入传感器将模拟信号送到MSP430F5172中，进而由MSP430F5172完成数据处理及报警控制等工作。本设计中使用的模拟传感器都采用线性输出，这使得电平的变化转换成报警信号就很容易了，有些电平值还能转换层真实数据值，例如温度值、水位传感器、烟雾传感器等其他的模拟使用方法一样。

参考图3是电源电路的原理图，所述电源电路包括第一电感L和依次连接的DC-DC电源模块、开关稳压器和隔离稳压器，所述第一电感L一端与开关稳压器所有接地端连接，第一电感L另一端与隔离稳压器所有接地端连接，所述DC-DC电源模块输入端连接有第一电容C703，所述DC-DC电源模块、开关稳压器之间连接有第二电容C702，所述第二电容C702一端连接电源，另一端接地，所述开关稳压器输出端有第二电感L701，开关稳压器输出端并联有二极管D703、第一电阻R709和第三电容C705，所述二极管D703负极连接在第二电感L701一端，第一电阻R709和第三电容C705连接在第二电感L701另一端，所述第一电阻R709通过第二电阻R708接地，所述第二电阻R708一端与开关稳压器输出端连接，所述二极管D703正极、第三电容C705另一端和第二电阻R708另一端都接地，所述隔离稳压器输入端并联有第四电容C18和第五电容C16，所述隔离稳压器输出端并联有第六电容C17和第七电容C19，所述第四电容C18一端通过第三电阻R20连接有电源，所述第六电容C17和第七电容C19一端还连接有电源，所述第四电容C18、第五电容C16、第六电容C17和第七电容C19另一端都接地。电源系统的质量关系到整个系统的稳定性，设计一个稳定可靠的电源是电子系统稳定工作的基础。根据不同的电源消耗需求和对于电源纹波的指标要求，可以选择多种方案，例如隔离稳压电源、线性电源以及开关稳压电源来给系统供电。所述电源电路包括电感和依次连接的DC-DC电源模块、开关稳压器和稳压器，所述电感一端与开关稳压器所有接地端连接，电感另一端与隔离稳压器所有接地端连接。下位机的电源由上位机提供。使专业设计的WRB1212S型号的DC-DC模块电源，LM2576降压型开关稳压器以及AMB3301A型号的稳压器LDO，并且用L702型号的电感把系统的模拟信号的地与数字信号的地隔离开，此设计可减少设计的失效点，节省开发微功率电源的人力、物力、时间成本，还能更好的保证产品品质稳定性，以保障产品的使用安全可靠性。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施方式而已，但本实用新型并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。