一种新型气象环境多参数采集器的制作方法

1.本实用新型涉及气象监测技术领域，特别涉及一种新型气象环境多参数采集器。


背景技术：

2.现有市面上传感器均为温湿度一体、单光照或者单独的二氧化碳检测，功能单一，无法满足用户需求。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
4.为此，本实用新型的目的在于提出一种新型气象环境多参数采集器。
5.为了实现上述目的，本实用新型的实施例提供一种新型气象环境多参数采集器，包括：电源模块、mcu控制器、双路模拟量变送输出模块、dc隔离单元、485通讯单元、温湿度传感器、二氧化碳传感器、大气压传感器、光照度传感器和紫外线传感器，其中，电源模块与所述mcu控制器、dc隔离单元、双路模拟量变送输出模块、485通讯单元、温湿度传感器、二氧化碳传感器、大气压传感器、光照度传感器和紫外线传感器连接以提供电源；所述mcu控制器与所述dc隔离单元双向连接，所述dc隔离单元与所述485通讯单元双向连接，所述温湿度传感器的输出端、所述二氧化碳传感器的输出端、所述大气压传感器的输出端、所述光照度传感器的输出端和所述紫外线传感器的输出端分别与所述mcu控制器的输入端连接，所述mcu控制器的输出端与所述双路模拟量变送输出模块，其中，
6.所述双路模拟量变送输出模块包括：第一运算放大器、第二运算放大器和第三npn三极管，其中，所述第一运算放大器的正向输入端与所述mcu控制器的输出端连接，所述第一运算放大器的负向输入端与所述第三npn三极管的发射极连接，所述第一运算放大器的输出端与所述第三npn三极管的基极连接，所述第三npn三极管的集电极与所述第二运算放大器的正向输入端连接，所述第二运算放大器的负向输入端与pnp三极管的发射级连接，所述第二运算放大器的输出端通过电阻与所述pnp三极管的基极连接，所述pnp三极管的集电极接信号输出端。
7.进一步，所述电源模块包括：稳压芯片，所述稳压芯片的输入端接入电源电压，所述稳压芯片将输入的直流电转换为第一电压，以向mcu控制器、温湿度传感器、二氧化碳传感器、大气压传感器、光照度传感器和紫外线传感器进行供电。
8.进一步，所述485通讯单元为通讯全隔离式485通讯电路，其中，所述485通讯单元的rx端、tx端通过npn三极管控制光耦以实现光电隔离，所述485通讯单元的通讯方向转换引脚en485通过光耦与io接口连接。
9.进一步，所述485通讯单元还包括：第一通讯保护电阻第二通讯保护电阻，所述第一通讯保护电阻第二通讯保护电阻与所述485通讯单元的输出接口连接，以在过压时烧断保护后方电路。
10.进一步，所述mcu控制器采用型号为stm32f030k6的微控制器。
11.进一步，本实用新型实施例的新型气象环境多参数采集器还包括：5位拨码开关，所述5位拨码开关与所述mcu控制器连接，以设置地址。
12.进一步，本实用新型实施例的新型气象环境多参数采集器还包括：数字信号中继放大电路，包括：第一npn三极管和第二npn三极管，所述第一npn三极管的基极接第一数据端，所述第一npn三极管的发射级接地，所述第二npn三极管的基极和所述第一npn三极管的集电极共同接第三数据端，所述第二npn三极管的集电极接第二数据端，所述第二npn三极管的发射级接地。
13.根据本实用新型实施例的新型气象环境多参数采集器，具有以下特点：
14.1：本电路将7种气象参数集中显示，精度不丢失；
15.2：使用485接口和模拟量接口可应用与多种环境场合；
16.3：通讯电路为电源隔离加收发光电隔离，抗干扰能力更强；
17.4：传感器可根据需要进行删减选择；
18.5：供电为5-30v宽电压供电。
19.本实用新型可以同时采集多种环境信息，可温湿度、光照、紫外线、大气压、co2同时采集，由485通讯输出，从而体积更小，使用更加方便。
20.本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
21.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
22.图1为根据本实用新型实施例的新型气象环境多参数采集器的结构图；
23.图2为根据本实用新型实施例的电源模块的电路图；
24.图3为根据本实用新型实施例的485通讯单元的电路图；
25.图4为根据本实用新型实施例的mcu控制器的电路图；
26.图5为根据本实用新型实施例的双路模拟量变送输出模块的电路图；
27.图6为根据本实用新型实施例的数字信号中继放大电路的电路图；
28.图7为根据本实用新型实施例的光照度传感器和紫外线传感器的电路图；
29.图8为根据本实用新型实施例的二氧化碳传感器的电路图；
30.图9为根据本实用新型实施例的大气压传感器的电路图；
31.图10为根据本实用新型实施例的温湿度传感器的电路图。
具体实施方式
32.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
33.如图1所示，本实用新型实施例的新型气象环境多参数采集器，包括：电源模块1、mcu控制器4、双路模拟量变送输出模块3、dc隔离单元5、485通讯单元2、dc隔离单元6、二氧
化碳传感器7、大气压传感器8、光照度传感器9和紫外线传感器10。本实用新型实现了采集功能可搭配，输出可选择，适用于多种气象监测装置。
34.具体的，电源模块1与mcu控制器4、dc隔离单元5、双路模拟量变送输出模块3、485通讯单元2、dc隔离单元6、二氧化碳传感器7、大气压传感器8、光照度传感器9和紫外线传感器10连接以提供电源；mcu控制器4与dc隔离单元5双向连接，dc隔离单元5与485通讯单元2双向连接，dc隔离单元6的输出端、二氧化碳传感器7的输出端、大气压传感器8的输出端、光照度传感器9的输出端和紫外线传感器10的输出端分别与mcu控制器4的输入端连接，mcu控制器4的输出端与双路模拟量变送输出模块3。
35.电源模块1包括：稳压芯片，稳压芯片的输入端接入电源电压，稳压芯片将输入的直流电转换为第一电压，以向mcu控制器4、dc隔离单元6、二氧化碳传感器7、大气压传感器8、光照度传感器9和紫外线传感器10进行供电。
36.如图2所示，电源模块1采用xl1509稳压芯片可将5-30v直流电压转换成稳定是5v供电，使得整个设备供电范围更加广泛，同时使用5-33芯片稳压至3.3v给mcu和部分传感器供电。图2中u1为隔离式5vdc-dc电源为485供电，提高抗干扰能力。
37.485通讯单元2为通讯全隔离式485通讯电路，其中，485通讯单元2的rx端、tx端通过npn三极管控制光耦以实现光电隔离，485通讯单元2的通讯方向转换引脚en485通过光耦与io接口连接。485通讯单元2还包括：第一通讯保护电阻第二通讯保护电阻，第一通讯保护电阻第二通讯保护电阻与485通讯单元2的输出接口连接，以在过压时烧断保护后方电路。
38.如图3所示，此部分为通讯全隔离式485通讯电路，rx、tx通过npn三极管控制光耦实现光电隔离，en485为通讯方向转换引脚，可通过光耦直接与io相连接，右侧有485通讯基础电路其中r11，r12为通讯保护电阻，过压时可迅速烧断保护后方电路。
39.在本实用新型的实施例中，mcu控制器4采用型号为stm32f030k6的微控制器。图4为根据本实用新型实施例的mcu控制器4的电路图；图4中的stm32f030k6基本单元电路，配备5位拨码开关快速设置地址。
40.图7至图10分别为光照度/紫外线、二氧化碳、mq2气体、大气压强、空气dc隔离单元6模块接口，可同时使用，以实现多参数采集。
41.此外，本实用新型实施例的新型气象环境多参数采集器还包括：5位拨码开关，5位拨码开关与mcu控制器4连接，以设置地址。
42.本实用新型实施例的新型气象环境多参数采集器还包括：数字信号中继放大电路，包括：第一npn三极管和第二npn三极管，第一npn三极管的基极接第一数据端，第一npn三极管的发射级接地，第二npn三极管的基极和第一npn三极管的集电极共同接第三数据端，第二npn三极管的集电极接第二数据端，第二npn三极管的发射级接地，如图6所示。即，数字信号中继放大电路图为数字信号中继放大电路，经过三级管的导通截至状态，即使探头延长线几十米仍能保持信号不丢失。
43.双路模拟量变送输出模块3包括：第一运算放大器、第二运算放大器和第三npn三极管，其中，第一运算放大器的正向输入端与mcu控制器4的输出端连接，第一运算放大器的负向输入端与第三npn三极管的发射极连接，第一运算放大器的输出端与第三npn三极管的基极连接，第三npn三极管的集电极与第二运算放大器的正向输入端连接，第二运算放大器的负向输入端与pnp三极管的发射级连接，第二运算放大器的输出端通过电阻与pnp三极管
的基极连接，pnp三极管的集电极接信号输出端。
44.如图5所示，为电流4-20ma或0-10v输出电路，将mcu的pwm周期信号经过滤波转换为电压信号经过lm358和npn进行运算放大输出端输出电压信号，若是电流型再通过一组运算放大器和pnp管转换成电流，准确度可再软件中标定，电压和电流电路需要对元器件进行删减。
45.根据本实用新型实施例的新型气象环境多参数采集器，具有以下特点：
46.1：本电路将7种气象参数集中显示，精度不丢失；
47.2：使用485接口和模拟量接口可应用与多种环境场合；
48.3：通讯电路为电源隔离加收发光电隔离，抗干扰能力更强；
49.4：传感器可根据需要进行删减选择；
50.5：供电为5-30v宽电压供电。
51.本实用新型可以同时采集多种环境信息，可温湿度、光照、紫外线、大气压、co2同时采集，由485通讯输出，从而体积更小，使用更加方便。
52.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
53.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。