一种多路模拟信号远程传输系统的制作方法

1.本实用新型属于信号远程控制监测技术领域，具体涉及一种多路模拟信号远程传输系统。


背景技术：

2.在工业生产中，目前众多的测量仪表中，4
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20ma电流信号输出方式，因实现简单，收发双方对接方便，抗干扰能力较强而大量采用；但4
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20ma信号输出仪表每台测量仪表，每个测量参数都需单独布设信号线缆，使的信号线缆用量极大，同时还需要增加布设固定线缆用的线管、线槽和桥架的材料，投入大量人工和时间施工完成；带来财力物力的大量投入。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种多路模拟信号远程传输系统，将多路模拟信号就近处理转换，以数字信号的形式单根网线，进行远距离传输，以实现多路模拟信号的数字传输，以达到节省大量信号电缆投入，简化布线方法和降低检修难度。
4.为了实现本实用新型的目的，本实用新型所采用的技术方案为：一种多路模拟信号远程传输系统，包括输入保护电路，信号处理电路，微处理器以及以太网模块，所述输入保护电路包括pptc快速自恢复保险以及与自恢复保险连接的tvs瞬态二极管；所述信号处理电路将经输入保护电路的电流信号转换为稳定的电压信号，经轨对轨线性放大运放处理为适合微处理器ad端口输入电压的电信号；所述微处理器将经信号处理电路处理后的电信号经微处理器分析，滤波、换算处理后，并通过与微处理器连接的w5500
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rst/w5500
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int/spi2
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mosi/spi2
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miso/spi2
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sck/spi2
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nss 6个io口与以太网模块通信实现信号的单线远距离传输。
5.进一步的，所述微处理器型号为stm32f103rdt6tr，可将信号处理电路输入的16路模拟信号adc_0至adc_16，转化为12位分辨率的数字信号值。
6.进一步的，所述以太网模块的主控芯片为w5500。
7.进一步的，所述输入保护电路包括多个的输入保护电路。
8.进一步的，所述多路模拟信号远程传输系统还包括电源模块。
9.本实用新型将多路模拟信号就近处理转换，以数字信号的形式单根网线，进行远距离传输，以实现多路模拟信号的数字传输，以达到节省大量信号电缆投入，简化布线方法和降低检修难度。
附图说明
10.图1为本实用新型多路模拟信号远程传输系统结构原理示意图；
11.图2为本实用新型输入保护电路图；
12.图3为本实用新型信号处理电路图；
13.图4为本实用新型微处理器电路图；
14.图5为本实用新型以太网模块电路图；
15.图6为本实用新型电源模块电路图。
具体实施方式
16.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：
17.如图1所示，本实用新型一种多路模拟信号远程传输系统，包括输入保护电路，信号处理电路，微处理器以及以太网模块，所述输入保护电路包括pptc快速自恢复保险以及与自恢复保险连接的tvs瞬态二极管；所述信号处理电路将经输入保护电路的电流信号转换为稳定的电压信号，经轨对轨线性放大运放处理为适合微处理器ad端口输入电压的电信号；所述微处理器将经信号处理电路处理后的电信号经微处理器分析，滤波、换算处理后，并通过与微处理器连接的w5500
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rst/w5500
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int/spi2
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mosi/spi2
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miso/spi2
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sck/spi2
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nss 6个io口与以太网模块通信实现信号的单线远距离传输。
18.如图2所示，输入保护电路是用30ma pptc快速自恢复保险对输入电流进行过流保护，当输入电流超过30ma时，自恢复保险阻值快速增大或呈断开状态，有效保护后级电路；输入保护电路还增加了tvs瞬态二极管做过压保护，当输入采样电路的电压超过3.3v时，tvs极速导通，将电压限制在3.3v以下；过流或过压保护配合能很好的限制输入故障信号对后级的影响或损坏；
19.如图3所示，信号处理电路：将经输入保护的信号signal
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n和gnd在高精密低温漂取样电阻上，将4
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20ma电流信号转换为稳定的电压信号，经轨对轨线性放大运放处理为适合单片机ad端口输入电压的电信号。信号处理电路是稳定可靠转换的关键，同时也起到保护微处理器的功用；
20.如图4所示，本实用新型采用stm32f103rdt6tr微处理器，微处理器可将16路输入模拟信号adc_0至adc_16，转化为12位分辨率的数字信号值，经微处理器分析，滤波、换算等等处理后，按规定数据打包规则统一规划打包；并通过连接的w5500
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rst/w5500
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int/spi2
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mosi/spi2
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miso/spi2
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sck/spi2
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nss6个io口与以太网模块通信实现采集信号的单线远距离传输；
21.如图5所示，以太网模块主控芯片为w5500的全硬件tcp/ip协议栈集成模块，通过以太网模块实现将单片机采集数据，控制信号和反馈信号的双向网络传输功能；
22.如图6所示，电源：电源为本系统提供稳定合适的电压；power接线端子为外部dc24v电源的输入端；从外部接入的24v电源，为本系统的总输入电源，是后级其它伏值电压转化的基础；也可以为需传输信号的无源输出测量仪表提供电压源；
23.24v电源后经2个dc/dc电源模块，将电源隔离为独立供电的“模拟电源”和“数字电源”，以减少模拟信号和数字之间的干扰；
24.具体连接时：如图1，仪表4
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20ma电流信号一般分为有源或无源两种；无源信号又分为2线和3线制；如测量仪表输入信号为有源信号，则将有源信号正极接接线端子sn（n表示输入通道号）的2脚，信号地接接线端子sn的3脚；
25.如输入电流信号为2线制无源信号，可将2线制电流连接sn接线端子的1脚，由本系
统给测量仪表提供电源，另一脚接sn接线端子的第2脚；3脚空置；
26.如输入电流信号为3线制无源信号，则将测量仪表信号线的电源和地分别连接sn接线端子的1脚和3脚，仪表信号线连接sn接线端子的2脚；
27.输入保护电路与信号处理电路的连接；输入信号经pptc自恢复保险限流和tvs限压后，经信号signal
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n和gnd与信号处理电路连接，信号在精密取样电阻rqn上将电流转换为电压信号，再经过集成运算放大器tlc5525轨对轨线性放大器处理后由adcn输出到微处理器的ad输入端口；
28.信号处理电路与微处理器的连接：经处理放大的多路采集信号，分别接入微处理器的16个ad端口，微处理器的adc_0至adc_15标号处；微处理器循环对16路输入信号进行12位分辨率的模数转换，且对转换的数据进行滤波，换算等处理后按规定的数据格式进行打包存储；
29.微处理器与以太网模块的连接：微处理器用spi通信接口与w5500以太网模块进行数据交换，即可实现数据的网络连接。
30.本实用新型将多路模拟信号就近处理转换，以数字信号的形式单根网线，进行远距离传输，以实现多路模拟信号的数字传输，以达到节省大量信号电缆投入，简化布线方法和降低检修难度。