[實用新型]危化品車輛一體化無線傳感器

有效

• 申請號: 201320362151.2
• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號: CN203396419U
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 吳佳妮;程相昱;王健;鄒光南
• 申請（專利權）人: 航天恒星科技有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G08C17/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

技術領域

本實用新型涉及危化品車輛一體化無線傳感器，屬于傳感器技術領域

背景技術

目前，在危化品物流運輸領域，如石油運輸領域，對車輛罐體中貨物信息的檢測，大部分采用分立式的、有線式的溫度傳感器儀表、壓力傳感器儀表、液位傳感器儀表。采用有線方式的缺點在于，傳感器儀表需要通過兩條引線從車輛電平取電，傳感器儀表的輸出信號需要通過引線的方式傳輸到車載終端設備。有線方式增加了車輛上的布線，增加了安全隱患，不利于后期的拆卸、維修維護，而且容易造成線纜脫落影響數據的可靠性傳輸。

目前，市面上也有無線式的溫度傳感器儀表、壓力傳感器儀表、液位傳感器儀表。但均為獨立式的儀表，只能單獨地采集溫度信號、壓力信號、液位信號。例如要針對石油運輸車輛，每個罐體在物理結構上是完全獨立分倉的，為了采集到每個罐體的溫度、壓力、液位信號，則需要使用的傳感器儀表的數目比較多，在罐體上安裝不方便，成本也比較高。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的上述不足，提供危化品車輛一體化無線傳感器，避免了各小信號之間的相互影響和后續的電路處理，具有低功耗、高可靠性、易組網和穩定性好等優勢，能夠節省安裝時間和安裝費用。

本實用新型的上述目的主要是通過如下技術方案予以實現的：

危化品車輛一體化無線傳感器，包括敏感元件組、處理單元、電源模塊和ZigBee無線傳輸單元，其中處理單元包括調理電路、模數轉換電路、存儲電路和處理電路，具體連接關系為：敏感元件組與調理電路連接，調理電路與模數轉換電路連接，模數轉換電路連接存儲電路，存儲電路連接處理電路，處理電路則與ZigBee無線傳輸單元連接，電源模塊分別與敏感元件組、調理電路、模數轉換電路、存儲電路、處理電路和ZigBee無線傳輸單元連接，各個模塊的功能如下：

敏感元件組：采集危化品車輛罐體中貨物的溫度信號、壓力信號和液位信號，并將所述采集到的信號輸出給調理電路；

調理電路：將敏感元件組采集的溫度信號、壓力信號和液位信號進行調理，即將采集的微弱小信號調理到模數轉換電路的信號輸入范圍之內，并輸出給模數轉換電路；

模數轉換電路：將從調理電路接收的模擬信號轉換為數字信號，并輸出給存儲電路；

存儲電路：用于存儲模數轉換電路進行模數轉換后的溫度數字信號、壓力數字信號和液位數字信號；

處理電路：從存儲電路中獲取溫度、壓力和液位數字信號，將所述數字信號分別轉換為相應的溫度數據、壓力數據和液位數據，輸出給ZigBee無線傳輸單元；

ZigBee無線傳輸單元：采用ZigBee無線傳輸協議將所述溫度數據、壓力數據和液位數據無線傳輸；

電源模塊：為敏感元件組、調理電路、模數轉換電路、存儲電路、處理電路和ZigBee無線傳輸單元進行供電。

在上述危化品車輛一體化無線傳感器中，敏感元件組由溫度敏感元件、壓力敏感元件和液位敏感元件組成，調理電路由溫度調理電路、壓力調理電路和液位調理電路組成，溫度敏感元件連接溫度調理電路，將采集的溫度信號輸出給溫度調理電路進行調理；壓力敏感元件連接壓力調理電路，將采集的壓力信號輸出給壓力調理電路進行調理；液位敏感元件連接液位調理電路，將采集的液位信號輸出給液位液位調理電路進行調理。

在上述危化品車輛一體化無線傳感器中，電源模塊包括電源管理電路和電池，其中電源管理電路對傳感器中各模塊的電源進行劃分和管理，電源管理電路采用電池監測專用芯片DS2438，所述專用芯片由溫度測量單元、電壓測量單元、電流測量單元三部分組成，分別用于測量溫度、電壓和電流；電池根據電源管理電路對傳感器中各模塊進行供電。

在上述危化品車輛一體化無線傳感器中，溫度敏感元件、壓力敏感元件和液位敏感元件集成在一塊電路板上。

在上述危化品車輛一體化無線傳感器中，ZigBee無線傳輸單元采用TI公司的第二代支持ZigBee/IEEE802.15.4協議的片上集成芯片CC2530。

在上述危化品車輛一體化無線傳感器中，模數轉換電路、存儲電路和處理電路采用TI公司的超低功耗系列處理器MSP430F1611實現。

本實用新型與現有技術相比具有如下有益效果：

（1）本實用新型傳感器采用一體化的設計，利用溫度、壓力、液位傳感器技術，將溫度、壓力、液位三種敏感元件集成在一塊電路板上，作為前端信號的采集電路，在電路板的設計過程中，充分考慮這三種敏感元件的擺放位置，以及各敏感元件的輸出信號，避免各小信號之間的相互影響和后續的電路處理；