[發明專利]一種多接口的模擬傳感器設備及其應用

在審

• 申請號: 201910361383.8
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110008763A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 林智清;陳旭;谷繼煒;黃家招
• 申請（專利權）人: 北京新大陸時代教育科技有限公司
• 主分類號: G06G7/48
• 分類號: G06G7/48;G06G7/66
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本發明公開一種多接口的模擬傳感器設備及其應用，設備包括控制器，控制器的供電引腳連接有穩壓芯片，穩壓芯片的輸入端接入12?24V直流電源，穩壓芯片輸出3.3V直流電壓至控制器的供電引腳，控制器的一個SPI接口連接有電流數模轉換電路，電流數模轉換電路連接12?24V直流電源并輸出模擬量直流電流，控制器的兩個USART接口分別連接有WiFi通信電路和RS485通信電路，控制器的集成總線接口連接顯示屏，控制器的一個通用IO接口連接有電壓數模轉換電路，電壓數模轉換電路輸出數字量直流電壓或模擬量直流電壓；控制器通過WiFi通信電路和RS485通信電路與提供虛擬采集數據的上位機通信連接。本發明為硬件設備更加真實的模擬傳感器，教學效果更好。

技術領域

本發明涉及教育實訓設備領域，尤其涉及一種多接口的模擬傳感器設備及其應用。

背景技術

在物聯網相關的實訓場景設計中，會遇到很多傳感器問題。包括價格過高，如高精度激光位移傳感器；沒有采集數據的環境，如酵母菌濃度傳感器；使用過程存在危險，如火焰傳感器；體積過大，如光幕門。

現有的虛擬傳感器一般是純軟件編程實現的，采用電腦模擬傳感器且電腦上沒有AO/DO口，該虛擬傳感器只能走串口僅支持用串口把數據傳到他們對應的實驗箱，現有的虛擬傳感器為根據軟件編程來模擬真實傳感器生成數據并非獨立的硬件，缺乏真實傳感器的真實感，導致教學過程的體驗不真實，影響教學效果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多接口的模擬傳感器設備及其應用。

本發明采用的技術方案是：

一種多接口的模擬傳感器設備，其包括控制器，控制器的供電引腳連接有穩壓芯片，穩壓芯片的輸入端接入12-24V直流電源，穩壓芯片輸出3.3V直流電壓至控制器的供電引腳，控制器的一個SPI接口連接有電流數模轉換電路，電流數模轉換電路連接12-24V直流電源并輸出模擬量直流電流，控制器的兩個USART接口分別連接有WiFi通信電路和RS485通信電路，控制器的一個通用IO接口連接有電壓數模轉換電路，電壓數模轉換電路輸出數字量直流電壓或模擬量直流電壓；

控制器通過WiFi通信電路和RS485通信電路與上位機通信連接，上位機可選輸出不同類型傳感器的虛擬采集數據，控制器通過電流數模轉換電路和數模轉換電路連接傳感器數據采集設備。

進一步地，電壓數模轉換電路基于控制器的輸出信號進行模數轉換或數模轉換或PWM處理輸出直流電壓信號。

進一步地，所述直流電壓信號包括0-3.3V的模擬直流電壓或0/3.3V的數字直流電壓。

進一步地，電流數模轉換電路輸出0-20mA或4-20mA或者0-24mA的模擬直流電流。

進一步地，控制器的另一個SPI接口連接LoRa芯片，控制器通過LoRa芯片連接LoRa網關。

進一步地，控制器的集成總線接口連接顯示屏，控制器的另一通用IO接口上還連接有控制按鈕，控制按鈕用于模擬傳感器的功能控制，啟用或者關閉。

進一步地，所述電流數模轉換電路采用AD5410芯片，控制器采用型號為STM32L151C8的單片機，WiFi通信電路采用ESP-12F芯片，RS485通信接口采用MAX3485芯片，顯示屏為OLED顯示屏，穩壓芯片選用LM2576-3.3芯片。

進一步地，本發明公開了一種多接口的模擬傳感器設備的控制方法，其包括以下步驟：

步驟1，模擬傳感器設備上電初始化；

步驟2，控制器判斷是否收到來自上位機發送的虛擬采集數據；

當收到虛擬采集數據時，執行步驟3；否則，執行步驟4；

步驟3，判斷是否需要啟用LoRa模式：