[發明專利]微功耗多功能集成數據采集單元

在審

• 申請號: 202010563546.3
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111650868A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 王輔宋;劉付鵬;張志文;郝文哲;鄒全錦;劉練文;黃斌斌
• 申請（專利權）人: 江西飛尚科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 北京久維律師事務所 11582
• 代理人: 陳強

本發明公開一種高集成度、方便更換維修安裝、高防護等級的微功耗多功能集成數據采集單元，它包括微功耗數據采集器、模擬信號擴展模塊、RS485信號擴展模塊微功耗數據采集器通過IDC灰排線和IDC插座將模擬信號擴展模塊與RS485信號擴展模塊級聯，并通過10W/18V太陽能電池板對鋰電池進行充電；微功耗數據采集器通過信號開關對4～20mA信號調理模塊和±10V電壓信號調理模塊的切換，實現一個通道能夠測量多種物理量的功能；RS485防護電路接口通過RS485信號共模濾波器與微功耗數據采集器的非隔離RS485對內接口進行通信；微控制器通過全隔離RS485對外接口與DTU數傳模塊與云服務器進行通信。

技術領域

本發明涉及土木工程領域，應用于結構安全健康監測行業，尤其涉及一種微功耗多功能集成數據采集單元。

背景技術

近一兩年以來，特長、大型橋梁除了需要進行部署健康監測系統外，目前很多城市和省道中小型橋梁健康監測需求也增多起來，一方面，中小型橋梁屬于易忽視橋梁，甚至養護盲區橋梁。另一方面，中小型橋梁，數量眾多，分布分散，很難承擔起來完整監測系統造價，那么這種情況下，中小橋梁的針對性解決方案，或者說功能模塊化的解決方案，可能是目前的一個比較符合實際情況的解決方案。

而現有的中小橋梁解決方案主要存在以下問題：

1、采集設備功能單一，外形尺寸大，供電外置分散，如果要裝配采集箱，由于需要組合導致防護箱體積大，箱體內部布置難以規范標準統一，產品生產必須每次根據項目不同臨時裝配采集防護箱，供貨效率低，質量難以把控。

2、集成傳輸采用集中模式，施工布線距離過大，在一些稍長的橋梁上施工過于繁瑣，效率不高，集中模式還可能因DTU或者供電問題導致整體系統失效。

3、數據采集模塊更換測試困難；主要體現在產品后期維護的過程中，當需要更換采集模塊時，拆卸與安裝十分困難，給現場技術人員帶來了極大的困難。同時在現場測試以及傳感器接線都非常不便，現場測試必須攜帶電腦或讓遠端網絡在線人員協助查看數據，增加了不必要的步驟。

4、數據采集模塊集成度不高，體積龐大，功能單一；當前數據采集箱內模塊布局不是很合理，浪費了一些不必要的空間導致采集箱體積龐大，且功能單一。

5、數據采集儀發生問題后基本上是需更換整臺采集設備，也沒有現場維修測試的便利性條件；現場設備維護當需要更換采集設備時，是整臺設備更換，更換后設備存儲、設備信息都要重新刷新，增加了系統維護成本。

6、數據采集箱內走線布置不規范，調試困難；走線混亂，容易導致線纜接錯也給接線人員帶來一定的困擾。

7、數據采集箱生產組裝過程繁瑣；采集箱生產流程較復雜，消耗了不必要的人力物力，重復性測試工作較多。

8、數據采集箱防水、防塵、防潮、防雷擊效果差。

9、無故障自診斷，不便于技術人員排查問題。當前產品測試和問題判斷完全依靠測試人員主動排查，對測試人員要求太高，人機交互性也高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，適應現實需要，提供一種高集成度、方便更換維修安裝、高防護等級的微功耗多功能集成數據采集單元。

為了實現本發明的目的，本發明所采用的技術方案為：