一种基于多位数据采集的万通传感器及其控制系统的制作方法

1.本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种基于多位数据采集的万通传感器及其控制系统。


背景技术：

2.随着科技的不断进步和发展，互联网已经逐渐成为人们日常生活中不可或缺的一部分，而时下以互联网为基础的物联网技术也随之在社会的各个领域得到广泛应用，尤其是电力相关领域智能化的无线产品作为当前和未来的主要发展方向，基于当前低压配电网和自动化的需求，基于物联网的传感器的研发和设计产品逐渐的进入市场。
3.传统传感器通过把原边的大电流变换为副边的小电流，然后经过i/v变换述路到adc采样，而传统互感器的铁芯又存在着容易过饱和的问题，而且传感器的功能单一。
4.传感器和数据库服务器之间不能直接进行数据传输，这就需要一个转换设备作为一个中间桥梁，对传输的数据信息类型进行转换，用以使转换后的数据为数据库服务器能够接收的数据类型，用以保证上述二者正常通信。
5.为此，我们提出一种基于多位数据采集的万通传感器及其控制系统来解决上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是为了解决上述背景提出的问题，而提出的一种基于多位数据采集的万通传感器及其控制系统。
7.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于多位数据采集的万通传感器及其控制系统，包括壳体，所述壳体的底部连接安装有绕线腔体，所述壳体的顶部安装有绕线座，所述壳体和绕线腔体的连接处固定安装有支撑腔体，所述支撑腔体的一侧安装有衔接腔体，所述绕线座的顶部固定有线圈盘，所述壳体的内部安装有支撑杆，所述支撑杆的表面固定有多级绕线，所述支撑杆的表面固定有对接盘，且对接盘和支撑杆相适配；所述衔接腔体的内部支撑安装有支撑架，所述支撑架呈三角状结构，所述支撑架的连接处安装有旋转座，所述衔接腔体的一侧贯穿衔接腔体的内腔固定安装有多级传感板。
8.本发明进一步限定技术方案：优选地，所述衔接腔体的表面的两侧设有供电组件，所述供电组件为太阳能或者电池组结构，且用于蓄能以及为多级传感板进行供电。
9.优选地，所述线圈盘和支撑杆的一侧设置有对应的卡扣或者滑块结构，所述卡扣或者滑块结构用于在多级绕线对接形成环状时进行状态锁止，所述对接盘和支撑杆一侧铰接，其另一侧设置有相匹配的卡扣机构，用于卡扣式安装测试多级绕线，所述支撑架为弹性伸缩结构，且相对旋转座表面其端部高于衔接腔体的中心设置。
10.优选地，包括数据采集、转换口、控制器和数据转换口，所述数据转换口的和通讯连接有微控制单元，所述数据采集和所述转换口、控制器和数据转换口电性连接，所述数据转换口具有通用性，用于与微控制单元直接总线连接，接收微控制单元的设置命令并将所述设置命令发送至所述数据转换口，所述微控制单元根据所述设置命令对所述数据转换口和数据采集、转换口、控制器当前状态进行设置。
11.优选地，所述转换口用于与传感器电连接，在自身的当前状态设置完成后，接收所述传感器发送的数据信息并将所述信息发送至所述数据采集，所述数据采集在当前状态设置完成后，将接收的信息发送至控制器，并经由所述控制器发送至数据转换口，以便通过所述数据转换口将所述数据信息传输至微控制单元。
12.优选地，所述控制器包括解析模块和传动模块，所述解析模块与所述数据转换口电性连接，用于对所述数据转换口发送的设置命令进行解析；所述传动模块和解析模块电性连接，用于根据解析后的设置命令，设置其自身的当前状态并根据该当前状态生成驱动信号。
13.优选地，所述数据采集包括可交换矩阵和无线协议，所述无线协议和可交换矩阵电性连接，用于根据所述传动模块发送的驱动信号，从所述无线协议中选择与所述传感器相匹配的协议通信或采样。
14.优选地，所述数据采集还包括量程选择模块、量程模块执行芯片、共享模块和防护模块，所述执行芯片和共享模块与所述控制器电性连接，用于根据所述控制器发送的设置命令生成设置指令，所述数据采集还包括多级选择模块。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明通过设置卡扣或者滑块结构用于在多级绕线对接形成环状时进行状态锁止，对接盘和支撑杆一侧铰接，其另一侧设置有相匹配的卡扣机构，用于卡扣式安装测试多级绕线，支撑架为弹性伸缩结构，且相对旋转座表面其端部高于衔接腔体的中心设置，保证整体的安装效果。
16.2、本发明通过433mhz无线或2.4g无线通信将数据传输至带有接收装置的外设主机上，本发明实现了低压配电网智能化、自动化的需求，具有全面的数据采集和监测，通过实时再现监测电缆、电流、电压，获得早期隐患，保障安全，多级绕线利用输电线周围感应的电磁能量获取电能，结合无线通讯，完成快速精准再现测量并省去线缆的束缚，实现数据无线传输。
17.3、本发明通过设置多级传感板还由服务器和控制终端进行连接，多级传感板分别服务器连接，接收多级传感板发送的数据信息并将数据信息发送至服务器，控制终端与服务器连接，从服务器中获取数据信息，并根据数据信息对整个系统进行控制，能够通过数据采集与多级传感板实现互联，降低了投入成本且操作简单，使得通用性较好。
附图说明
18.图1为本发明提出的一种基于多位数据采集的万通传感器整体的结构示意图；图2为本发明提出的一种基于多位数据采集的万通传感器的整体分离结构示意图；图3为本发明提出的一种基于多位数据采集的万通传感器的稳定支撑的结构示意
图；图4为本发明提出的一种基于多位数据采集的万通传感器控制系统的结构示意图；图5为本发明提出的一种基于多位数据采集的万通传感器控制系统的流程结构示意图；附图标记：1、壳体；2、绕线腔体；3、绕线座；4、支撑腔体；5、衔接腔体；6、数据采集；7、转换口；8、控制器；9、数据转换口；11、防护模块；12、解析模块；13、执行芯片；14、共享模块；15、传动模块；16、无线协议；17、可交换矩阵；18、多级选择模块；31、线圈盘；32、支撑杆；33、多级绕线；34、对接盘；41、支撑架；42。旋转座；43、多级传感板。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
20.参照图1
‑
5，一种基于多位数据采集的万通传感器及其控制系统，包括壳体1，壳体1的底部连接安装有绕线腔体2，壳体1的顶部安装有绕线座3，壳体1和绕线腔体2的连接处固定安装有支撑腔体4，支撑腔体4的一侧安装有衔接腔体5，绕线座3的顶部固定有线圈盘31，壳体1的内部安装有支撑杆32，支撑杆32的表面固定有多级绕线33，支撑杆32的表面固定有对接盘34，且对接盘34和支撑杆32相适配；衔接腔体5的内部支撑安装有支撑架41，支撑架41呈三角状结构，支撑架41的连接处安装有旋转座42，衔接腔体5的一侧贯穿衔接腔体5的内腔固定安装有多级传感板43。
21.在该实施例中，衔接腔体5的表面的两侧设有供电组件，供电组件为太阳能或者电池组结构，且用于蓄能以及为多级传感板43进行供电。
22.在该实施例中，线圈盘31和支撑杆32的一侧设置有对应的卡扣或者滑块结构，卡扣或者滑块结构用于在多级绕线33对接形成环状时进行状态锁止，对接盘34和支撑杆32一侧铰接，其另一侧设置有相匹配的卡扣机构，用于卡扣式安装测试多级绕线33，支撑架41为弹性伸缩结构，且相对旋转座42表面其端部高于衔接腔体5的中心设置。
23.在该实施例中，由多级绕线33和线圈盘31相适配的安装过程中，可保护电流测量装置过载10
‑
20倍不饱和电流，其设置供电组件为传感器提供优先工作电源，当被测物导体的通过电流大于0.5a时，传感器即可启动工作，并通过智能储能技术储存多余电能在储能电池中，确保传感器的连续稳定工作。
24.在该实施例中，通过传感器内部的储能电池供电，保持传感器的正常工作，传感器工作期间，根据设定的采集频率，实现电流的在线监测，同时多级传感板43可根据收集能量的多少自动调节测量时间间隔，并通过433mhz无线或2.4g无线通信将数据传输至带有接收装置的外设主机上。
25.在该实施例中，多级绕线33其主要基于法拉第电磁感应定律和安培环路定律，当被测电流沿轴线通过线圈盘31和多级绕线33的中心时，在环形绕组所包围的体积内产生相应变化的磁场，强度为h，由安培环路定律得∮h
·
dl＝i(t)；由b＝μh，e(t)＝dφ/dt，ф＝n∫b
·
ds，e(t)＝m
·
di/dt得当其截面为矩形时，互感系数m＝μ0nhln(b/a)/2π，自感系数l＝μ0n^2hln(b/a)/2π，由此可见，线圈一定时，m为定值，线圈的输出电压与di/dt成正比，也就
是说，多级绕线的输出电压与被测电流的微分成正比，只要将其输出经过的积分器，即可得到与一次电流成正比的输出。
26.在该实施例中，h
‑
线圈内部的磁场强度；b
‑
线圈内部的磁感应强度；μ0
‑
真空磁导率；n
‑
线圈匝数；e(t)
‑
线圈两端的感应电压；a
‑
线圈横截面的内径；b
‑
线圈横截面的外径；h
‑
截面高度。
27.在该实施例中，包括数据采集6、转换口7、控制器8和数据转换口9，数据转换口9的和通讯连接有微控制单元，数据采集6和转换口7、控制器8和数据转换口9电性连接，数据转换口9具有通用性，用于与微控制单元直接总线连接，接收微控制单元的设置命令并将设置命令发送至数据转换口9，微控制单元根据设置命令对数据转换口9和数据采集6、转换口7、控制器8当前状态进行设置。
28.在该实施例中，转换口7用于与传感器电连接，在自身的当前状态设置完成后，接收传感器发送的数据信息并将信息发送至数据采集6，数据采集6在当前状态设置完成后，将接收的信息发送至控制器8，并经由控制器8发送至数据转换口9，以便通过数据转换口9将数据信息传输至微控制单元。
29.在该实施例中，控制器8包括解析模块12和传动模块15，解析模块12与数据转换口9电性连接，用于对数据转换口9发送的设置命令进行解析；传动模块15和解析模块12电性连接，用于根据解析后的设置命令，设置其自身的当前状态并根据该当前状态生成驱动信号。
30.在该实施例中，数据采集6包括可交换矩阵17和无线协议16，无线协议16和可交换矩阵17电性连接，用于根据传动模块15发送的驱动信号，从无线协议16中选择与传感器相匹配的协议通信或采样。
31.在该实施例中，数据采集6还包括量程选择模块、量程模块执行芯片13、共享模块14和防护模块11，执行芯片13和共享模块14与控制器8电性连接，用于根据控制器8发送的设置命令生成设置指令，数据采集6还包括多级选择模块18。
32.在该实施例中，共享模块14和控制器8电性连接，用于将传输数据，设置命令以及控制器8计算得到的中间结果进行存储或者共享，多级选择模块18包括静电防护模块、地址识别模块和电源模块，静电防护模块分别与数据转换口9和数据采集6电性连接，地址识别模块分别与控制器8和静电防护模块电连接。
33.在该实施例中，电源模块分别与数据采集装置和主控制器电连接，用于为整个装置供电，多级传感板43还由服务器和控制终端进行连接，多级传感板43分别服务器连接，接收多级传感板43发送的数据信息并将数据信息发送至服务器，控制终端与服务器连接，从服务器中获取数据信息，并根据数据信息对整个系统进行控制。
34.在该实施例中，无线协议16为tcp/ip网络协议连接互联网；控制器8南、北桥芯片、南桥芯片管理ide、pci总线与硬件监控；北桥芯片负责管理cpu、agp总线以及内存间的数据交流，使其作为psc的控制中枢，用于对数据采集6的状态进行设置、对数据转换口9的状态进行设置、串口命令的解析、输入输出数据队列缓冲区控制。
35.在该实施例中，执行芯片13为nor芯片元件，传感器为基于mcu模块的可变化传感器结构。
36.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，
任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。