一种空气净化器检测数据通信方法及系统与流程

1.本发明涉及空气净化器检测数据通信传输领域，具体为一种空气净化器检测数据通信方法及系统。


背景技术：

2.新冠肺炎疫情爆发让人们逐渐意识到空气环境重要性，导致空气净化产品需要前所未有增长，促进了空气净化产品检测行业的快速发展。目前市场上空气净化产品检测设备（如空气检测试验气仓）各个检测传感器大多数通过导线直接单独连接上位机，或者每一个参数测量传感器配置一台计算机作为上位机，以实现检测数据传输。然而各个传感器通过导线单独连接上位机会导致设备上导线使用量过多，导线之间产生互相干扰，同时市场上一部分空气净化产品为了达到净化空气效果使用上高达数千伏静电高压进行消毒，检测过程中静电高压通过各种方式耦合到数据传输导线中一方面影响传输数据准确性，另一方面耦合到通信线路上静电高压极大可能损坏上位机接线端口，因而不利于检测人员数据集中采集，降低检测效率。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种数据传输过程中可靠性高，不易受干扰的空气净化器检测数据通信方法及系统。
4.本发明提供了一种空气净化器检测数据通信方法，包括以下步骤：s1、空气净化器各个传感器数据采集模块将采集到的检测数据单独进行存储，同时每一个传感器数据采集模块分配一个物理地址；s2、各个传感器数据采集模块通过对应的光纤接收模块接收上位机经光纤总线内的时钟线发送的时钟信号，将各个传感器数据采集模块的时钟信号与上位机的时钟信号进行同步；s3、时钟信号同步后的各个传感器数据采集模块通过对应的光纤接收模块接收上位机经光纤总线内的地址线发送的地址信号，并与各自分配到的物理地址进行配对，将配对一致物理地址的传感器数据采集模块的握手信号通过对应的光纤发送模块经光纤总线内的数据线发送至上位机；s4、上位机接收到握手信号，则通过光纤总线内的数据线接收对应传感器数据采集模块存储的经对应光纤发送模块发送的检测数据，上位机接未收到握手信号则返回步骤s3；s5、检测数据发送完毕，则对该传感器数据采集模块进行复位。
5.本发明提供了一种空气净化器检测数据通信系统，包括：空气净化器各个传感器数据采集模块、各个传感器数据采集模块对应的光纤发射模块和光纤接收模块、光纤总线、上位机；所述各个传感器数据采集模块对应采集各个传感器检测到的检测数据，并单独进
行存储，同时每一个传感器数据采集模块分配一个物理地址；并通过对应的光纤接收模块接收上位机经光纤总线内的时钟线发送的时钟信号，将各个传感器数据采集模块的时钟信号与上位机的时钟信号进行同步；并通过对应的光纤接收模块接收上位机经光纤总线内的地址线发送的地址信号，并与各自分配到的物理地址进行配对，将配对一致物理地址的传感器数据采集模块的握手信号通过对应的光纤发送模块经光纤总线内的数据线发送至上位机；所述上位机接收到握手信号，则通过光纤总线内的数据线接收对应传感器数据采集模块存储的经对应光纤发送模块发送的检测数据，未接收到握手信号则继续通过光纤总线内的地址线由对应的光纤接收模块将地址信号传输至各个传感器数据采集模块；检测数据发送完毕，对应的传感器数据采集模块则进行复位。
6.本发明采用的空气净化器检测数据的通信方法及系统，通过将时钟信号同步后的各个传感器数据采集模块通过对应的光纤接收模块接收上位机经光纤总线内的地址线发送的地址信号，并与各自分配到的物理地址进行配对，将配对一致物理地址的传感器数据采集模块的握手信号通过对应的光纤发送模块经光纤总线内的数据线发送至上位机，上位机接收到握手信号，则通过光纤总线内的数据线接收对应传感器数据采集模块存储的经对应光纤发送模块发送的检测数据，以解决长期以来空气净化产品测试装置模块直接与上位机进行数据传输带来数据不稳定和线路布线错综复杂问题。并且该方案具有抗干扰能力强，数据传输速度快，可靠性高等特点，进而保证了传感器通信数据的准确性和高效率的传输，有利于检测人员数据的集中采集，进而提高了检测效率。
附图说明
7.图1为本发明传感器数据采集模块内部均包括各自的运算放大器芯片、a/d转换芯片的电路结构示意图；图2为本发明光纤发射模块的电路结构示意图；图3为本发明光纤接收模块的电路结构示意图；图4为本发明空气净化器检测数据通信方法的流程示意图。
具体实施方式
8.一种空气净化器检测数据通信系统，包括：空气净化器各个传感器数据采集模块、各个传感器数据采集模块对应的光纤发射模块和光纤接收模块、光纤总线、上位机；所述各个传感器数据采集模块对应采集各个传感器检测到的检测数据，并单独进行存储，同时每一个传感器数据采集模块分配一个物理地址；并通过对应的光纤接收模块接收上位机经光纤总线内的时钟线发送的时钟信号，将各个传感器数据采集模块的时钟信号与上位机的时钟信号进行同步；并通过对应的光纤接收模块接收上位机经光纤总线内的地址线发送的地址信号，并与各自分配到的物理地址进行配对，将配对一致物理地址的传感器数据采集模块的握手信号通过对应的光纤发送模块经光纤总线内的数据线发送至上位机；所述上位机接收到握手信号，则通过光纤总线内的数据线接收对应传感器数据采集模块存储的经对应光纤发送模块发送的检测数据，未接收到握手信号则继续通过光纤总线内的地址线由对应的光纤接收模块将地址信号传输至各个传感器数据采集模块；检测数据发送完毕，对应的传感器数据采集模块则进行复位。检测数据包括空气净化器的风量数据、
风速数据、压力数据。
9.每一个传感器数据采集模块内部均包括各自的运算放大器芯片、a/d转换芯片、单片机控制器。传感器采集的模拟信号经由运算放大器芯片u1转变而成的电压射极跟随器，射极跟随器起到隔离和提高信号的带负载能力作用。电压射极跟随器的输出电压信号后接入下一级a/d转换系统，这一级主要由a/d转换芯片adc0831组成，目的是将上一级采集到电压模拟信号转化为数字信号并通过输出端do输出至单片机控制器,运算放大器u1电源电压为电源 5v，a/d转换芯片adc0831供电电压和参考电压为 5v。a/d转换芯片adc0831时钟信号clk、片选cs由该模块的单片机控制器控制原理图如图1所示。
10.每一个传感器数据采集模块内部的单片机控制器接收到传感器测试数据后，通过光纤发射模块将检测数据传输到光纤总线上。光纤发射模块的具体电路如图2所示，db_1端为数据输出端接单片机控制器。该传感器数据采集模块内部的单片机控制器需要往光纤总线上传送检测数据时，在db_1端输出高电平时，光敏二极管led1两端没有电势差，光敏二极管led1处于不工作状态，光纤总线没有光通过，在db_1端输出低电平时，电流从vcc_15v端流出经过电阻r1、光敏二极管led1、电阻r3到达地线，光敏二极管led1正常发光纤总线有光通过。图中fw1为光纤发送模块复位信号，当fw1为低电平时，三极管q1处于截止状态，光纤发射模块根据db_1端信号情况正常往光纤总线上发送数据。当fw1为高电平时，三极管q1处于饱和导通状态，db_1端信号为高电平时，光敏二极管led1两端电势差为零不发光；当fw1为高电平时，三极管q1处于饱和导通状态，db_1端信号为低电平时，电流从vcc_15v端流出经过电阻r1、二极管d1、三极管q1回到低电平端，光敏二极管led1不工作，所以当fw1为高电平时无论db_1端信号如何变化，光敏二极管led1始终不工作，不往总光纤总线上传输检测数据。
11.光纤接收模块主要功能是接收从光纤总线发送过来的地址信号及时钟信号。光纤接收模块的具体电路如图3所示，当光纤总线传输过来的地址信号有发光信号时，光敏二极管led2导通，两点产生电势差，运算放大器u3输出高电平，三极管q2饱和导通，电流从vcc_15v端流出经过光耦芯片u4，电阻r5流入地线，光耦芯片u4中的光敏三极管感应到到发光二极管发出光线工作在导通状态，ab_11端输出高电平。当光纤总线传输过来的地址信号没有发光信号时，光敏二极管led2截止，两点没有产生电势差，运算放大器u3输出低电平，三极管q2工作在截止状态，光耦芯片u4中发光二极管不工作，此时，光耦芯片u4中的光敏三极管处于截止状态，ab_11端输出低电平，电阻r4作为运算放大器u3上拉电阻。当光纤总线传输过来的时钟信号有发光信号时，光敏二极管led3导通，两点产生电势差，运算放大器u5输出高电平，三极管q3饱和导通，电流从vcc_15v端流出经过光耦芯片u6，电阻r8流入地线，光耦芯片u6中的光敏三极管感应到到发光二极管发出光线工作在导通状态，cb_11端输出高电平。当光纤总线传输过来的时钟信号没有发光信号时，光敏二极管led3截止，两点没有产生电势差，运算放大器u5输出低电平，三极管q3工作在截止状态，光耦芯片u6中发光二极管不工作，此时，光耦芯片u6中的光敏三极管处于截止状态，cb_11端输出低电平，电阻r7作为运算放大器u5上拉电阻。
12.如图4所示，一种空气净化器检测数据通信方法，包括以下步骤：s1、空气净化器各个传感器数据采集模块将采集到的检测数据单独进行存储，同时每一个传感器数据采集模块分配一个物理地址；
s2、各个传感器数据采集模块通过对应的光纤接收模块接收上位机经光纤总线内的时钟线发送的时钟信号，将各个传感器数据采集模块的时钟信号与上位机的时钟信号进行同步；s3、时钟信号同步后的各个传感器数据采集模块通过对应的光纤接收模块接收上位机经光纤总线内的地址线发送的地址信号，并与各自分配到的物理地址进行配对，将配对一致物理地址的传感器数据采集模块的握手信号通过对应的光纤发送模块经光纤总线内的数据线发送至上位机；s4、上位机接收到握手信号，则通过光纤总线内的数据线接收对应传感器数据采集模块存储的经对应光纤发送模块发送的检测数据，上位机接未收到握手信号则返回步骤s3；s5、检测数据发送完毕，则对该传感器数据采集模块进行复位。
13.在步骤s4中传感器数据采集模块向上位机发送的检测数据具体为：以字节为单位的方式向上位机发送检测数据。
14.所述地址信号包括开始信号、八位地址信号、结束信号，握手信号为八位地址信号。
15.各个传感器数据采集模块开始采集检测数据，并进行存储，每一个传感器数据采集模块分配一个通信物理地址（如：00000001、00000010等）。当一切准备就绪后，上位机给各个传感器数据采集模块提供同步时钟。同时上位机通过光纤总线的地址线发送需要上传测试数据的传感器数据采集模块地址信号（一共10位数据，包括开始信号，八位地址信号，结束信号）。各个传感器数据采集模块的地址线接收到上位机发送过来地址信号后，与物理地址相同的传感器数据采集模块马上在光纤总线的数据线上发送八位地址信号，以此作为握手信号，上位机接收到该握手信号后，光纤总线的数据线则进入检测数据的接收状态。如果上位机没有接收到握手信号，则继续重复发送地址信号。其余不相同物理地址的传感器数据采集模块的复位信号fw端输出高电平，进入复位状态，不往光纤总线的数据线上传数据。与物理地址相同的传感器数据采集模块以字节为单位向上位机传送检测数据，检测数据的长度为10位（开始位，8位数据，结束位）。检测数据发送完毕后，与物理地址相同的传感器数据采集模块复位信号fw端输出高电平，进入复位状态，不再向光纤总线的数据线上传数据，上位机接收完整通信数据，通过显示器呈现各传感器的测试数据。
16.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。