天气雷达站中的空气压缩机监控装置的制作方法

本实用新型涉及数据监测领域，尤其涉及一种天气雷达站中的空气压缩机监控装置。

背景技术：

在天气雷达系统中,波导管用来传送超高频电磁波，通过它的脉冲信号可以以极小的损耗被传送到目的地。波导管内径的大小因所传输信号的波长而异。波导管在电路中呈现高通滤波器的特性：允许截止频率以上的信号通过，而截止频率以下的信号则被阻止或衰减，波导管直接影响着雷达的性能。

现阶段大多数都通过空气压缩机来间接监控波导管内部环境情况。空气压缩机状态监控子机监测空气压缩机的湿度状态、压力状态以及它的启动和停止状态，对空气压缩机进行了全方位的实时监控，了解波导管内部环境情况。对监测波导管至关重要。

当前天气雷达站中对空气压缩机的监测方法是外部输送28v的电压连接于压力和湿度端口，进行通断测试，根据当前压缩机的状态进行压力和湿度端口两端的电压检测。

采用外部输送28v电压方案，如果维护人员操作不当，会损坏压缩机，增加了压缩机的损害风险，检测方案中表现模式体现为本地led的照亮与熄灭，这种方式过于简单，无法测试空气压缩机自身的通断电情况和实现远侧监控空气压缩机的状态，此检测方案完全占用了测试空气压缩机提供的压力和湿度监测端口，其他设备再也无法并行联接了，如果其他设备连接，此检测设备无法正常的提供报警情况。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种天气雷达站中的空气压缩机监控装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种天气雷达站中的空气压缩机监控装置，包括电压检测系统、状态检测系统、总控制器、通讯芯片和报警显示器，所述电压检测系统的信号输入端与所述空气压缩机的电源端电连接，所述电压检测系统的信号输出端与所述空气压缩机的Spi端电连接，所述状态检测系统的信号输入端分别与所述空气压缩机的压力检测端口和湿度检测端口电连接，所述状态检测系统的信号输出端与所述总控制器的AD通道电连接，所述总控制器的控制信号输出端与所述报警显示器电连接，所述总控制器的UART1端与所述通讯芯片电连接。

具体地，所述电压检测系统包括电流互感器和电量检测芯片，所述电流互感器设置在所述空气压缩机的电源端处，所述电流互感器的信号输出端与所述电量检测芯片的信号输入端，所述电量检测芯片的信号输出端与所述总控制器的Spi端电连接。

具体地，所述状态检测系统包括四个隔离比较器，两个所述隔离比较器的信号输入端与所述空气压缩机的压力检测端口电连接，两个所述隔离比较器的信号输出端与所述总控制器的AD通道电连接；

另外两个所述隔离比较器的信号输入端与所述空气压缩机的湿度检测端口电连接，两个所述隔离比较器的信号输出端与所述总控制器的AD通道电连接。

优选地，所述总控制器的型号为Stm8s208c8，所述隔离比较器的型号为 tlc2531，所述通讯芯片的型号为RS485总线芯片，所述报警显示器为双色光二极管。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型天气雷达站中的空气压缩机监控装置采用隔离比较器和AD采集方式，精准的检测空气压缩机数据，不需要引入外部电源，并且增加空气压缩机通电、断电监测，采用的RS485方式与上位主机通讯，增加了网络功能，则可以实现空气压缩机的远程电脑监控和手机监控。

附图说明

图1是本实用新型所述的天气雷达站中的空气压缩机监控装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型一种天气雷达站中的空气压缩机监控装置，包括电压检测系统、状态检测系统、总控制器、通讯芯片和报警显示器，电压检测系统的信号输入端与空气压缩机的电源端电连接，电压检测系统的信号输出端与空气压缩机的Spi端电连接，状态检测系统的信号输入端分别与空气压缩机的压力检测端口和湿度检测端口电连接，状态检测系统的信号输出端与总控制器的AD通道电连接，总控制器的控制信号输出端与报警显示器电连接，总控制器的UART1端与通讯芯片电连接。

电压检测系统包括电流互感器和电量检测芯片，电流互感器设置在空气压缩机的电源端处，电流互感器的信号输出端与电量检测芯片的信号输入端，电量检测芯片的信号输出端与总控制器的Spi端电连接。

状态检测系统包括四个隔离比较器，两个隔离比较器的信号输入端与空气压缩机的压力检测端口电连接，两个隔离比较器的信号输出端与总控制器的AD 通道电连接，另外两个隔离比较器的信号输入端与空气压缩机的湿度检测端口电连接，两个隔离比较器的信号输出端与总控制器的AD通道电连接。

空气压缩机的压力和湿度信号经过隔离比较器进行采集比较所得的信号经过AD通道传输给总控制器，总控制器然后分析接收的到的数据，将数据通过 RS485总线芯片传输到服务器中，手机或者电脑通过网络打开环境监控app或者环境监控网页便可以查看当前压缩机的当前状态，实现了网络化的目的。

通过电流互感器检测空气压缩机的开关状态，可以灵活的检测压缩机自身的通断状态。

下面对各个元器件进行进一步说明：

一、总控制器

总控制器stm8s208c8是8位MCU，高达128KB闪存，集成的EEPROM，10位 ADC，定时器，2个UART，SPI，I²C，CAN的低功耗芯片。其最大的特点如下：

1、内核：

最高fcpu频率，可达24MHz，当fcpu≤16MHz时0等待的存储器访问；

2、时钟、复位和电源管理：

1)2.95V到5.5V工作电压，宽电压供电

2)灵活的时钟控制，4个主时钟源

3)带有时钟监控的时钟安全保障系统

3、通信接口：

1)高速1Mbit/s CAN 2.0B接口

2)带有同步时钟输出的UART—LIN主模式

3)UART兼容LIN2.1协议，主/从模式和自动重新同步

4)SPI接口最高到10Mbit/s

5)I2C接口最高到400Kbit/s

4、I/O端口:

1)带有高吸收电流输出的GPIO脚

2)非常强健的GPIO设计，对倒灌电流有非常强的承受能力

5、定时器

除了与其他cpu的基本定时功能之外，它还有高级控制定时器功能:

1)产生输出波形(输出比较，PWM和单脉冲模式)

2)对应与不同事件(捕获，比较，溢出，刹车，触发)的中断

3)与TIM5/TIM6或者外部信号(外部时钟，复位信号，触发和使能信号)同步

高级控制定时器广泛的适用于各种控制应用中，包括那些需要中间对齐模式PWM的应用，该模式支持互补输出和死区时间控制。

总控制器Stm8s208c8的作用如下：

1)隔离比较器获取的数据经过Stm8s208c8内部AD模块进行数据采集处理，获取所需数据。

2)环境监控主机修改本子机的设备信息存储于stm8s208c8内部eeprom中。

3)电量检测芯片经过Stm8s208c8内部Spi模块进行数据采集处理，获取所需数据。

4)总控制器Stm8s208c8内部独立看门狗，监控运行，保证子机一直处于监控工作状态。

5)总控制器Stm8s208c8同时担任做子机数据的收发控制处理工作。

二、隔离比较器

检测空气压缩机的湿度和压力采集时，我们需要考虑到不引入外部电压保护空气压缩机的同时也要让空气压缩机的电压不要进入自己的产品中，保护我们自己的检测设备。所以我们选择了tlc2531自供电隔离比较器。

tlc2531隔离比较器主要特点：

1、采用自供电交叉隔离势垒隔离

2、隔离电压高达3000V(均方根值)

3、内含2.5V隔离参考源,最大负载电流Iload为5mA

4、具有线性功率过零输出

5、内含双差分输入端比较器

6、具有高输入阻抗比较器

三、通讯芯片

采用的是Modbus标准协议通过RS485总线组成的网络系统。空气压缩机状态子机的总线部分采用的是“光耦隔离+RS485总线芯片”的方案，既保护其他设备子机也保护自己的方式。同时不影响整个网络的通讯质量。

Modbus标准协议的特点：

1)标准、开放，用户可以免费、放心地使用Modbus协议，不需要交纳许可证费，也不会侵犯知识产权。目前，支持Modbus的厂家超过400家，支持 Modbus的产品超过600种。

2)Modbus可以支持多种电气接口，如RS-232、RS-485等，还可以在各种介质上传送，如双绞线、光纤、无线等。

3)Modbus的帧格式简单、紧凑，通俗易懂。用户使用容易，厂商开发简单。

RS485接口标准特点:

1)RS485的电气特性：逻辑"1"以两线间的电压差为+(2-6)V表示；逻辑 "0"以两线间的电压差为-(2-6)V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接。

2)RS-485的数据最高传输速率为10Mbps。

3)RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。

4)RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达3000米， RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。

5)RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等优点。

本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。