一种基于时分复用的大规模传感器数据管理系统的制作方法

本技术涉及传感器，更具体地说，是涉及一种基于时分复用的大规模传感器数据管理系统。

背景技术：

1、数字传感器是指将传统的模拟式传感器经过加装或改造a/d转换模块，使之输出信号为数字量(或数字编码)的传感器，主要包括：放大器、a/d转换器、微处理器(cpu)、存储器、通讯接口、温度测试电路等。具体而言，数字传感器的主要元件包括ad(模拟-数字)转换器、eprom(可擦除可编程只读存储器)和die(未封装的传感器芯片)，这些元件通常被集成在一块pcb(印刷电路板)、金属块或陶瓷板上。由于数字传感器的性能采用数字化误差补偿技术和高度集成化电子元件，用软件实现传感器的线性、零点、温漂、蠕变等性能参数的综合补偿，消除了人为因素对补偿的影响，大大提高了传感器综合精度和可靠性，与传统模拟传感器相比较，数字传感器适应了当下的数字时代。

2、数字传感器通常采用内部存储器或寄存器进行设置和存储，这些存储器或寄存器可以存储如传感器的灵敏度、零点漂移、量程等关键参数，通过读取和写入这些寄存器，用户可以在不改变传感器硬件的情况下，对传感器的性能进行精细调节。然而，当1台控制器通过pc端通讯控制多台数字传感器时，针对不同的检测对象，每个数字传感器的灵敏度、量程等关键参数均存在较大差异，配置工作量巨大，因此，如何高效快速管理数字传感器参数及对数字传感器进行操作成为目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种基于时分复用的大规模传感器数据管理系统，能够高效、快速地管理传感器参数及对传感器进行操作，使得能够实现大规模化应用。

2、本实用新型技术方案如下所述：一种基于时分复用的大规模传感器数据管理系统，包括主控制器以及与所述主控制器通信连接的多个探测器，每个所述探测器均包括主控板、电源板以及数字传感器，所述主控板和所述数字传感器均与所述电源板电连接，其中，所述主控板包括微处理器mcu、第一通讯控制模块、第二通讯控制模块以及按键，所述按键的输入触发所述微处理器mcu控制所述第一通讯控制模块，以通过所述第一通讯控制模块的通讯端口对所述数字传感器进行读写操作，所述主控制器通过对所述第二通讯控制模块进行控制，以触发所述微处理器mcu通过所述第一通讯控制模块对所述数字传感器进行读写操作。

3、进一步地，所述主控板还包括ao输出模块、do控制模块和显示器，所述数字传感器返回状态数据以触发所述微处理器mcu发送控制信号到所述显示器上，触发所述显示器的刷新；所述微处理器mcu将所述数字传感器返回的状态数据转换为相应的模拟信号，并将其发送到ao输出模块的输出端口；所述微处理器mcu通过发送数字信号到所述do控制模块的输出端口来启动或关闭外部设备。

4、进一步地，所述电源板上设置有电源管理模块，所述电源管理模块用于调整电源的输出电压；所述电源板通过传感器通讯端口与所述数字传感器进行数据交换，所述电源板通过pc通讯端口与所述主控制器进行数据交换，所述电源板上设置有do输出端口，用于将所述电源板内部的逻辑电平信号转换成驱动外围设备的电压信号；所述电源板上设置有ao输出端口，用于将数据转换成对应的模拟量电流值或模拟量电压值。

5、进一步地，所述电源板上设置有第一电源控制电路，所述第一电源控制电路包括稳压器u2、电感器l1、电容c1～电容c6以及稳压二极管d1，所述稳压器u2的第一引脚通过所述电容c4连接至所述电感器l1的第一端，所述稳压器u2的第二引脚、所述稳压二极管d1的一端、所述电容c2的一端以及所述电容c3的一端均接地，且所述稳压二极管d1的另一端与所述电感器l1的第一端连接，所述电容c2的另一端以及所述电容c3的另一端分别连接至所述电感器l1的第二端上，所述稳压器u2的第三引脚通过电阻r2接地，电阻r1与所述电容c6并联，且所述电阻r1一端连接至所述稳压器u2的第三引脚，所述电阻r1的另一端和所述电感器l1的第二端分别接电源电压vcc；所述稳压器u2的第四引脚通过电阻r16与所述稳压器u2的第五引脚连接，所述稳压器u2的第五引脚、所述电容c1的一端以及所述电容c5的一端分别接入+24v电压，所述电容c1和所述电容c5另一端分别接地，所述稳压器u2的第六引脚连接至所述电感器l1的第一端。

6、进一步地，所述稳压器u2为dc/dc降压型稳压器me3116。

7、进一步地，所述电容c1和所述电容c2均为电解电容。

8、进一步地，所述电源板上设置有第二电源控制电路，所述第二电源控制电路包括稳压器u3、电容c10、电容c11、电容c12以及电容c13，所述稳压器u3的第一引脚、所述稳压器u3的第三引脚、所述电容c10的一端以及所述电容c11的一端均连接至电源电压vcc，所述稳压器u3的第二引脚接地，所述稳压器u3的第四引脚、所述稳压器u3的第五引脚、所述电容c12的一端以及所述电容c13的一端均连接至电源电压vdd，所述电容c10的另一端、所述电容c11的另一端、所述电容c12的另一端和所述电容c13的另一端均接地。

9、进一步地，所述稳压器u3为ldo降压型稳压器xc6209f332m-g。

10、进一步地，所述电容c10和电容c12均为电解电容。

11、进一步地，所述微处理器mcu采用型号为stm32g070的单片机。

12、根据上述方案的本实用新型，其有益效果在于：

13、(1)本实用新型提供的一种基于时分复用的大规模传感器数据管理系统，包括主控制器以及与主控制器通信连接的多个探测器，每个探测器均包括主控板、电源板以及数字传感器，主控板和数字传感器均与电源板电连接，其中，主控板包括微处理器mcu、第一通讯控制模块、第二通讯控制模块以及按键，按键的输入触发微处理器mcu控制第一通讯控制模块，以通过第一通讯控制模块的通讯端口对数字传感器进行读写操作，主控制器通过对第二通讯控制模块进行控制，以触发微处理器mcu通过第一通讯控制模块对数字传感器进行读写操作。这样设计，基于时分复用技术，能够使得大规模传感器数据管理系统可以同时处理大量的传感器数据，从而提高了数据处理效率，使之具有高效性。

14、(2)本实用新型提供的一种基于时分复用的大规模传感器数据管理系统，主控制器和探测器之间的通讯连接，使得主控制器可以灵活地控制各个探测器的数字传感器进行读写操作；其次，大规模传感器数据管理系统允许多个探测器的微处理器mcu通过第二通讯控制模块与主控制器进行连接，使得该系统具有可扩展性，可以轻松地扩展以适应复杂多变的应用场景。

15、(3)本实用新型提供的一种基于时分复用的大规模传感器数据管理系统，通过按键触发微处理器mcu进行读写操作，使得用户可以方便地对系统进行操作，无须复杂的编程知识，提高了其实用性。

技术特征：

1.一种基于时分复用的大规模传感器数据管理系统，其特征在于，包括：主控制器以及与所述主控制器通信连接的多个探测器，每个所述探测器均包括主控板、电源板以及数字传感器，所述主控板和所述数字传感器均与所述电源板电连接，其中，所述主控板包括微处理器mcu、第一通讯控制模块、第二通讯控制模块以及按键，所述按键的输入触发所述微处理器mcu控制所述第一通讯控制模块，以通过所述第一通讯控制模块的通讯端口对所述数字传感器进行读写操作，所述主控制器通过对所述第二通讯控制模块进行控制，以触发所述微处理器mcu通过所述第一通讯控制模块对所述数字传感器进行读写操作。

2.如权利要求1所述的一种基于时分复用的大规模传感器数据管理系统，其特征在于：所述主控板还包括ao输出模块、do控制模块和显示器，所述数字传感器返回状态数据以触发所述微处理器mcu发送控制信号到所述显示器上，触发所述显示器的刷新；所述微处理器mcu将所述数字传感器返回的状态数据转换为相应的模拟信号，并将其发送到ao输出模块的输出端口；所述微处理器mcu通过发送数字信号到所述do控制模块的输出端口来启动或关闭外部设备。

3.如权利要求1所述的一种基于时分复用的大规模传感器数据管理系统，其特征在于：所述电源板上设置有电源管理模块，所述电源管理模块用于调整电源的输出电压；所述电源板通过传感器通讯端口与所述数字传感器进行数据交换，所述电源板通过pc通讯端口与所述主控制器进行数据交换，所述电源板上设置有do输出端口，用于将所述电源板内部的逻辑电平信号转换成驱动外围设备的电压信号；所述电源板上设置有ao输出端口，用于将数据转换成对应的模拟量电流值或模拟量电压值。

4.如权利要求1所述的一种基于时分复用的大规模传感器数据管理系统，其特征在于：所述电源板上设置有第一电源控制电路，所述第一电源控制电路包括稳压器u2、电感器l1、电容c1～电容c6以及稳压二极管d1，所述稳压器u2的第一引脚通过所述电容c4连接至所述电感器l1的第一端，所述稳压器u2的第二引脚、所述稳压二极管d1的一端、所述电容c2的一端以及所述电容c3的一端均接地，且所述稳压二极管d1的另一端与所述电感器l1的第一端连接，所述电容c2的另一端以及所述电容c3的另一端分别连接至所述电感器l1的第二端上，所述稳压器u2的第三引脚通过电阻r2接地，电阻r1与所述电容c6并联，且所述电阻r1一端连接至所述稳压器u2的第三引脚，所述电阻r1的另一端和所述电感器l1的第二端分别接电源电压vcc；所述稳压器u2的第四引脚通过电阻r16与所述稳压器u2的第五引脚连接，所述稳压器u2的第五引脚、所述电容c1的一端以及所述电容c5的一端分别接入+24v电压，所述电容c1和所述电容c5另一端分别接地，所述稳压器u2的第六引脚连接至所述电感器l1的第一端。

5.如权利要求4所述的一种基于时分复用的大规模传感器数据管理系统，其特征在于：所述稳压器u2为dc/dc降压型稳压器me3116。

6.如权利要求4所述的一种基于时分复用的大规模传感器数据管理系统，其特征在于：所述电容c1和所述电容c2均为电解电容。

7.如权利要求4所述的一种基于时分复用的大规模传感器数据管理系统，其特征在于：所述电源板上设置有第二电源控制电路，所述第二电源控制电路包括稳压器u3、电容c10、电容c11、电容c12以及电容c13，所述稳压器u3的第一引脚、所述稳压器u3的第三引脚、所述电容c10的一端以及所述电容c11的一端均连接至电源电压vcc，所述稳压器u3的第二引脚接地，所述稳压器u3的第四引脚、所述稳压器u3的第五引脚、所述电容c12的一端以及所述电容c13的一端均连接至电源电压vdd，所述电容c10的另一端、所述电容c11的另一端、所述电容c12的另一端和所述电容c13的另一端均接地。

8.如权利要求7所述的一种基于时分复用的大规模传感器数据管理系统，其特征在于：所述稳压器u3为ldo降压型稳压器xc6209f332m-g。

9.如权利要求7所述的一种基于时分复用的大规模传感器数据管理系统，其特征在于：所述电容c10和电容c12均为电解电容。

10.如权利要求1所述的一种基于时分复用的大规模传感器数据管理系统，其特征在于：所述微处理器mcu采用型号为stm32g070的单片机。

技术总结本技术公开了一种基于时分复用的大规模传感器数据管理系统，包括主控制器以及多个探测器，每个探测器均包括主控板、电源板以及数字传感器，主控板和数字传感器均与电源板电连接，其中，主控板包括微处理器MCU、第一通讯控制模块、第二通讯控制模块以及按键，按键的输入触发微处理器MCU控制第一通讯控制模块，以通过第一通讯控制模块的通讯端口对数字传感器进行读写操作，主控制器通过对第二通讯控制模块进行控制，以触发微处理器MCU通过第一通讯控制模块对数字传感器进行读写操作。这样设计，基于时分复用技术，能够使得大规模传感器数据管理系统可以同时处理大量的传感器数据，从而提高了数据处理效率，使之具有高效性。技术研发人员：熊志红,李宇受保护的技术使用者：深圳市诺安智能股份有限公司技术研发日：20231020技术公布日：2024/7/23