气象装备运行环境多要素采集器的利记博彩app

专利名称：气象装备运行环境多要素采集器的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及数据采集设备，尤其是一种可以采集多种气象装备运行环境多要 素采集器。
背景技术：
气象装备安全稳定运行是日常气象保障工作的基础，气象装备的运行环境满足设 计要求和安全防事故是确保装备安全稳定运行的重要条件。近年来，随着气象装备配发数 量增多，装备的技术含量与复杂性日益增强，对运行环境的要求也越来越高，因此气象装备 运行环境的安全保障的重要性和需求日益凸现。气象中心(台)包括多个不同室，每个室根据所安放设备和功能的不同，所需要检 测的环境要素也不尽相同。目前气象中心(台站)还没有对影响装备运行的温度、湿度、烟 雾含量等环境要素进行有效监测，装备运行的温度、湿度以及烟雾等环境要素直接影响精 密气象设备的工作和精度。发明内容本实用新型的目的在于提供一种多种气象装备运行环境多要素采集器，该采集器 可以将温度、湿度、烟雾等环境要素实时同时采集并传输，为这些气象设备运行环境要素信 息情报的收集汇总提供原始数据。本实用新型的技术方案是一种气象装备运行环境多要素采集器，它包括传感器采集模块、微处理器控制模 块、显示模块、电源模块、工作电源监测电路和数据传输模块，所述传感器采集模块用于采 集温度和湿度两个拟量输出值；传感器采集模块还包括与微处理器控制模块的数字量信号 输入端连接的烟雾传感器；工作电源监测电路用于检测零线与火线压差以及地线与火线压 差，工作电源监测电路的零线与火线压差输出值以及地线与火线压差输出值分别与微处理 器控制模块对应的模数转换输入端连接；显示模块包括液晶显示模块以及液晶显示模块控 制电路，液晶显示模块控制电路连接微处理器控制模块的输出端口 ；电源模块包括为温度 传感器和湿度传感器提供电源的传感器模块工作电源电路、连接微处理器控制模块的电源 输入端的微处理器工作电源电路以及连接液晶显示模块控制电路的液晶显示模块工作电 源电路；数据传输模块包括数据传输模块接口电路和串行通信总线接口，数据传输模块接 口电路与微处理器控制模块的通用异步收发端口连接。所述温度传感器为钼电阻传感器。所述湿度传感器为湿敏电容传感器。所述采集器还包括与微处理器控制模块的振动器控制端连接的时钟电路。所述采集器还包括与微处理器控制模块的复位控制端连接的复位控制电路。所述传感器采集模块包括温度传感器和温度测量电路，温度测量电路连接微处理 器控制模块的模数转换输入端，传感器采集模块还包括湿度传感器和湿度测量电路，湿度 测量电路连接微处理器控制模块的模数转换输入端。[0011]所述采集器还包括JTAG调试电路，所述JTAG调试电路的复位端、输出端、输入端、 时钟端和模选信号端分别与微处理器控制模块的相应端口连接。本实用新型的有益效果是本实用新型的采集器对温度、湿度、烟雾设计专用的电路实现采集功能，从而实现 综合采集功能。克服了分散监测设备设备分散、相互不兼容、没有统一管理采集等弊端。本实用新型的采集器可以实时获取影响装备运行的环境要素信息，以便于对高危 险等级的异常进行报警以便能及时处理，消除隐患。本实用新型的采集器的使用能够改变目前人工监控模式，监控方式从被动转变为 主动，从离散转变为连续，从事后分析转变为实时监测。可为各级气象保障业务部门的装备 保障和安全管理提供一个便捷、可靠的手段，提高管理的效率，提高装备保障与管理的信息 化水平。系统可以作为日常装备保障与值班的一个辅助手段和平台。
图1是本实用新型的原理框图。图2是本实用新型的温度测量电路的电路图。图3是本实用新型的湿度测量电路的电路图。图4是本实用新型的工作电源监测电路的电路图。图5是本实用新型的微处理控制模块LM3S6916的管脚功能示意图。图6是本实用新型的微处理器工作时钟的电路图。图7是本实用新型的JTAG调试接口电路的电路图。图8是本实用新型的系统复位控制电路的电路图。图9是本实用新型的液晶显示模块控制电路的电路图。图10是本实用新型的温湿传感器工作电源的电路图。图11是本实用新型的微处理器工作电源电路的电路图。图12是本实用新型的液晶显示模块工作电源电路的电路图。图13是本实用新型的是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步描述一种气象装备运行环境多要素采集器，它包括传感器采集模块、微处理器控制模 块、显示模块、电源模块、工作电源监测电路和数据传输模块，所述传感器采集模块用于采 集温度和湿度两个拟量输出值；传感器采集模块还包括与微处理器控制模块的数字量信号 输入端连接的烟雾传感器；工作电源监测电路用于检测零线与火线压差以及地线与火线压 差，工作电源监测电路的零线与火线压差输出值以及地线与火线压差输出值分别与微处理 器控制模块对应的模数转换输入端连接；显示模块包括液晶显示模块以及液晶显示模块控 制电路，液晶显示模块控制电路连接微处理器控制模块的输出端口 ；电源模块包括为温度 传感器和湿度传感器提供电源的传感器模块工作电源电路、连接微处理器控制模块的电源 输入端的微处理器工作电源电路以及连接液晶显示模块控制电路的液晶显示模块工作电 源电路；数据传输模块包括数据传输模块接口电路和串行通信总线接口，数据传输模块接口电路与微处理器控制模块的通用异步收发端口连接。所述温度传感器为钼电阻传感器。所述湿度传感器为湿敏电容传感器。所述采集器还包括与微处理器控制模块的振动器控制端连接的时钟电路。所述采集器还包括与微处理器控制模块的复位控制端连接的复位控制电路。所述传感器采集模块包括温度传感器和温度测量电路，温度测量电路连接微处理 器控制模块的模数转换输入端，传感器采集模块还包括湿度传感器和湿度测量电路，湿度 测量电路连接微处理器控制模块的模数转换输入端。如图1所示，采集器的硬件结构主要由五个功能模块组成传感器采集模块、微处 理器控制模块、显示模块、电源模块和数据传输模块，下面对各个功能模块的实现电路进行 介绍。传感器采集模块包括钼电阻温度传感器、湿敏电容湿度传感器的接口与信号调理 电路，两路工作电源的转换调理电路。1.温度测量电路温度测量是利用PtlOOO钼电阻的阻值随温度变化的已知规律，通过测量钼电阻 值，来推算温度值的。测量电路由电阻分压电路、电压跟随电路和放大电路三部分组成，如 图2所示。设计电压跟随电路是为了减少放大电路的输入阻抗对钼电阻分压电路的影响， 减少电路的测量误差。设计放大电路是由于本系统的模数转换模块参考电压是3伏，设计 一定的放大倍数将本系统要求的满量程范围内的测量信号调整到0 3伏。放大器选用 LM324四路运算放大器，单电源供电。2.湿度测量电路湿度传感器湿敏电容在5伏供电的情况下，输出电压随湿度的变化在0 5伏之 间，为了将输出电压调整到微处理器模数转换的电压值范围内，同时解决湿敏电容的阻抗 对后续电路的影响，湿度的测量电路设计了两路电压跟随电路和一路分压电路，如图3所 示。设计电压跟随电路同时减少分压电路对前端湿敏电容测量电路和后端微处理器模数转 换电路的影响。3.烟雾传感器测量烟雾传感器输出信号是数字开关量，由CPU的PC5脚读入。4.工作电源监测电路工作电源为220V50HZ交流电，采集器主要是监测工作电源电压值，首先采用 9V15W的变压器将工作电源降低，然后通过二极管桥式整流电路将交流电转为直流电，再通 过电阻、电容进行分压、滤波，将信号降至3伏以内，传至微处理器的模数转换模块，电路图 如图4所示。5.微处理器控制模块微处理器控制模块的微处理器选用LM3S6916芯片，该微处理器采用 ARMC0rtex -M3处理器内核。ARM CorteXTM-M3处理器是为满足小存储要求解决方案、简化 管脚数以及低功耗三方面要求的高性能、低成本平台提供的一个内核，它还提供了出色的 计算性能和优越的系统中断响应能力，其信号引脚如图5所示。LM3S6916 ADC模块的模数 转换分辨力为10位，支持6个输入通道，可进行单端和差分输入配置，500000次/秒的采样 率，4个可编程的采样转换序列，每个序列均带有相应的转换结果FIFO，每个采样序列均可以灵活编程，其输入源、触发事件、中断的产生和序列的优先级都是可以配置的。本采集器 使用了 3个输入通道。LM3S6916控制器包括3个完全可编程的16C550_type通用异步收发器(UART)，支 持高达460. 8Kbps的数据传输速率。每个UART都能支持IrDA功能。提供独立的16x8发 送(TX)和16x12接收(RX)FIFO缓存，可减轻CPU中断服务的负担。UART能够根据RX、TX、 调制解调器的状态和错误条件产生独立可屏蔽的中断。LM3S6916包含7个物理通用输入输出端口(GPIO)模块，每个模块对应一个独立的 GPIO端口(端口 A，端口 B，端口 C，端口 D，端口 E，端口 F和端口 G)。GPIO模块遵循FiRM 规范，并且支持7-35个可编程的输入输出管脚，具体取决于正在使用的外设。LM3S6916包含4个通用定时器模块(GPTM)(定时器0，定时器1，定时器2和定时 器3)。每个模块包含两个16位的定时计数器，用户可以将它们配置成独立运行的定时器或 事件计数器，或将它们配置成1个32位定时器或一个32位实时时钟。6.时钟电路时钟电路是数字电路的心脏，在整个系统中有着至关重要的作用。本采集器微处 理器的工作时钟6MHz。处理器内部有与之对应的振荡器，在外部只需使用石英晶体和一些 电阻、电容元件就可以组成稳定的时钟发生器，如图6所示。7. JTAG调试电路通过JTAG接口，可对芯片内部的所有部件进行访问。在电路中使用7根信号线引 出即可，如图7所示。JTAG(Joint Test Action Group)联合测试行动小组)是一种国际标准测试协议 (IEEE 1149. 1兼容)，主要用于芯片内部测试。现在多数的高级器件都支持JTAG协议，如 DSP,FPGA器件等。标准的JTAG接口是4线TMS、TCK、TDI、TD0，分别为模式选择、时钟、数 据输入和数据输出线。JTAG最初是用来对芯片进行测试的，基本原理是在器件内部定义一 个TAP (Test Access Port&#0 ；测试访问口)通过专用的JTAG测试工具对进行内部节点进 行测试。JTAG测试允许多个器件通过JTAG接口串联在一起，形成一个JTAG链，能实现对各 个器件分别测试。现在，JTAG接口还常用于实现ISPan-System Programmable&#0 ；在线编 程)，对FLASH等器件进行编程。JTAG编程方式是在线编程，传统生产流程中先对芯片进行预编程现再装到板上因 此而改变，简化的流程为先固定器件到电路板上，再用JTAG编程，从而大大加快工程进度。 JTAG接口可对PSD芯片内部的所有部件进行编程。20针JTAG接口定义引脚名称描述为l、VTref目标板参考电压，接电源，2、VCC接 电源力丄了！^！“测试系统复位信号^^川、^)、^、^、^、"、〗。均为GND接地，5、TDI测试数 据串行输入，7、TMS测试模式选择，9、TCK测试时钟，11、RTCK测试时钟返回信号，13、TDO测 试数据串行输出，15、nRESET目标系统复位信号，17、19为NC未连接。8.复位控制电路系统复位电路选用SP706S复位控制芯片，采集器设计了上电自动复位和开关控 制复位。电路图如图8所示。9.显示模块电路设计9. 1 YM12864R液晶显示模块[0061]显示器选用YM12864R汉字图形点阵液晶显示模块，该显示模块可显示汉字及图 形，内置8192个中文汉字(16X16点阵)、1观个字符(8X16点阵)及64X256点阵显示 RAM (⑶RAM)，主要技术参数和显示特性如下电源3.3V 5V(内置升压电路，无需负压)；像素1 列 X 64 行;显示颜色黄绿；LCD 类型STN;与MCU接口 8位并行或4位并行或3位串行；配置LED背光；多种软件功能光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等；共20个引脚，各引脚功能说明见表1。表1 YM12864R液晶显示模块引脚说明
权利要求1.一种气象装备运行环境多要素采集器，其特征是它包括传感器采集模块、微处理器 控制模块、显示模块、电源模块、工作电源监测电路和数据传输模块，所述传感器采集模块 用于采集温度和湿度两个拟量输出值；传感器采集模块还包括与微处理器控制模块的数字 量信号输入端连接的烟雾传感器；工作电源监测电路用于检测零线与火线压差以及地线与 火线压差，工作电源监测电路的零线与火线压差输出值以及地线与火线压差输出值分别与 微处理器控制模块对应的模数转换输入端连接；显示模块包括液晶显示模块以及液晶显示 模块控制电路，液晶显示模块控制电路连接微处理器控制模块的输出端口 ；电源模块包括 为温度传感器和湿度传感器提供电源的传感器模块工作电源电路、连接微处理器控制模块 的电源输入端的微处理器工作电源电路以及连接液晶显示模块控制电路的液晶显示模块 工作电源电路；数据传输模块包括数据传输模块接口电路和串行通信总线接口，数据传输 模块接口电路与微处理器控制模块的通用异步收发端口连接。
2.根据权利要求1所述的气象装备运行环境多要素采集器，其特征在于所述温度传感 器为钼电阻传感器。
3.根据权利要求1所述的气象装备运行环境多要素采集器，其特征在于所述湿度传感 器为湿敏电容传感器。
4.根据权利要求1所述的气象装备运行环境多要素采集器，其特征在于所述采集器还 包括与微处理器控制模块的振动器控制端连接的时钟电路。
5.根据权利要求1所述的气象装备运行环境多要素采集器，其特征在于所述采集器还 包括与微处理器控制模块的复位控制端连接的复位控制电路。
6.根据权利要求1所述的气象装备运行环境多要素采集器，其特征在于所述传感器采 集模块包括温度传感器和温度测量电路，温度测量电路连接微处理器控制模块的模数转换 输入端，传感器采集模块还包括湿度传感器和湿度测量电路，湿度测量电路连接微处理器 控制模块的模数转换输入端。
7.根据权利要求1所述的气象装备运行环境多要素采集器，其特征在于所述采集器还 包括JTAG调试电路，所述JTAG调试电路的复位端、输出端、输入端、时钟端和模选信号端分 别与微处理器控制模块的相应端口连接。
专利摘要一种气象装备运行环境多要素采集器，其特征是它包括传感器采集模块、微处理器控制模块、显示模块、电源模块和数据传输模块，本实用新型的采集器对温度、湿度、烟雾、电源设计专用的电路实现采集功能，从而实现综合采集功能。克服了分散监测设备设备分散、相互不兼容、没有统一管理采集等弊端。本实用新型的采集器可以实时获取影响装备运行的环境要素信息，以便于对高危险等级的异常进行报警以便能及时处理，消除隐患。本实用新型实现了四个要素单板的综合采集和集成处理，精度和可靠性明显提高。
文档编号G01W1/02GK201828677SQ20102058556
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者吴家瑜, 孔璐, 杨长业, 燕忠, 罗炜, 胡友彬, 阮鲲 申请人:孔璐, 杨长业, 燕忠, 胡友彬, 阮鲲