信号采集系统的制作方法

1.本技术涉及电子信息技术领域，尤其涉及一种信号采集系统。


背景技术：

2.现有大部分信号采集器仅能实现单一信号的检测，但单一的信号采集通道已无法满足生产需要，在一些场景中，需要对关键信号采集的同时，往往需要同步采集一些相关信号，而现有的部分系统是通过多路传感器同时对信号采集，每路采集电路相对独立，每路采集电路与控制器直接进行交互，从而来选用不同的采集线路，但该方式的电路连接结构可能存在线路耦合干扰的风险，即控制器选用采集线路的时候会对采集线路的采集信号进行干扰，导致采集精度偏低。


技术实现要素：

3.为了解决上述多路采集电路信号采集精度偏低的技术问题，本技术提供了一种信号采集系统。
4.本技术提供了一种信号采集系统，包括：
5.控制器，用于根据接收到的输入指令生成对应的控制信号；
6.处理模块，与所述控制器电性连接，用于将所述控制信号转换生成寄存器信号；
7.中间连接模块，与所述处理模块电性连接，并与信号采集模块之间建立有多个信号传输通道，用于根据所述寄存器信号开启目标传输通道，所述目标传输通道包括至少一个所述信号传输通道；
8.所述信号采集模块，用于获取多个不同的采集模拟信号，并将所述采集模拟信号依次通过所述目标传输通道、所述中间连接模块传递至所述处理模块，每个所述信号传输通道用于传输一个所述采集模拟信号。
9.可选地，所述中间连接模块包括多路复用器，所述多路复用器的多个输入端与所述信号采集模块电性连接，用于与所述信号采集模块之间建立多个信号传输通道，所述多路复用器的输出端与所述处理模块电性连接。
10.可选地，所述多路复用器的输入端包括成对设置的第一输入端和第二输入端，所述第一输入端与所述信号采集模块电性连接形成第一线路，所述第二输入端与所述信号采集模块电性连接形成第二线路，所述第一线路和所述第二线路组成一个所述信号传输通道。
11.可选地，所述中间连接模块包括第一电阻和第二电阻，所述第一线路上的第一节点还经所述第一电阻与模拟信号源正极电性连接，所述第二线路上的第二节点还经所述第二电子与模拟信号源负极电性连接。
12.可选地，所述处理模块包括增益放大器，所述增益放大器的每个扩展端口分别连接于所述多路复用器的各个信号输出端，所述扩展端口的数量与所述寄存器信号对应的控制线路数相同，所述增益放大器的信号传输端与所述控制器电性连接，所述信号传输端的
数量与所述控制信号对应的控制线路数相同，所述增益放大器的第一电源端与所述模拟信号源正极电性连接，所述增益放大器的第二电源端与所述模拟信号源负极电性连接。
13.可选地，所述增益放大器还用于将来自所述多路复用器的所述采集模拟信号转换为采集数字信号，并将所述采集数字信号发送至所述控制器。
14.可选地，所述处理模块还包括隔离芯片，所述隔离芯片的第一端与所述增益放大器电性连接，所述隔离芯片的第二端与所述控制器电性连接，用于将来自所述增益放大器的所述采集数字信号和所述采集模拟信号隔离开，并仅将所述采集数字信号传递至所述控制器。
15.可选地，所述控制器还用于根据接收到的所述采集数字信号进行烧毁检测，得到相应的烧毁检测结果。
16.可选地，所述控制器在所述采集数字信号对应电压值大于或等于预设电压值的情况下，确定相应的烧毁检测结果为已烧毁。
17.可选地，所述控制器在所述采集数字信号对应电压值小于预设电压值的情况下，确定相应的烧毁检测结果为未烧毁。
18.基于上述信号采集系统，控制器通过处理模块来控制中间连接模块选用不同的信号传输通道，通过中间连接模块建立多路信号传输通道，无需再分别增设多个相互独立的采集线路，相较于现有技术中相互独立的各个采集线路，减少了各个采集线路对应的元器件，节约了硬件成本还减少了占用空间，且控制器通过控制中间连接模块来进行信号传输通道的切换，并未与信号采集模块进行直接交互，因此控制器在进行信号传输通道切换的时候，并不会对信号采集模块获取采集模拟信号进行干扰，从而提高了采集模拟信号的采集精度。
附图说明
19.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为一个实施例中信号采集系统的结构示意图；
22.图2为一个实施例中信号采集系统的结构示意图；
23.图3为一个实施例中信号采集系统的结构示意图；
24.图4为一个实施例中信号采集系统的结构示意图；
25.图5为一个实施例中信号采集系统的结构示意图；
26.图6为一个实施例中信号采集系统的结构示意图；
27.图7为一个实施例中信号采集系统的结构示意图。
具体实施方式
28.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
29.在一个实施例中，参照图1，提供了一种信号采集系统，该信号采集系统具体包括：
30.控制器110，用于根据接收到的输入指令生成对应的控制信号。
31.具体的，控制器110具体可以为任意具备数据信号控制功能的器件或集成电路。输入指令为用户通过操作控制设备向控制器110发起的指令，输入指令用于请求开启目标传输通道，控制设备具体可以为终端或其他可向控制器110写入指令的设备，控制器110根据输入指令生成对应的控制信号，控制信号为数字信号，控制信号用于指示目标传输通道的开启编号，例如，控制信号为100，而100为第一传输通道的开启编号，因此确定目标传输通道为第一传输通道，控制信号用于开启第一传输通道。
32.处理模块120，与所述控制器110电性连接，用于将所述控制信号转换生成寄存器信号。
33.具体的，处理模块120具体可以为任意具备信号处理功能的器件或集成电路，处理模块120用于将控制信号进行扩展转换，即转换为各个二阶控制线路对应的寄存器信号，每个寄存器信号用于控制一个二阶控制线路，二阶控制线路为处理模块120与中间连接模块130之间连接形成的线路，如图2所示，二阶控制线路的数量与信号传输通道的数量相同，而控制信号通过一阶控制线路传递至处理模块120，一阶控制线路的数量小于二阶控制线路的数量，参照上例，控制信号为100，其中，第一位数字对应使能信号，第二位数字对应第一一阶控制线路(ain0)，第三位数字对应第二一阶控制线路(ain1)，即控制信号对应的一阶控制线路的数量为2，处理模块120将控制信号转换为寄存器信号，寄存器信号对应的二阶控制线路数等于信号传输通道的数量，例如，信号传输通道的数量为4，则寄存器信号对应的二阶控制线路数也为4，即处理模块120将2路控制线路对应的控制信号转换为4路控制线路对应的寄存器信号，从而扩展了控制信号对应的控制路数，以精准控制每一个信号传输通道的通断状态。
34.中间连接模块130，与所述处理模块120电性连接，并与信号采集模块140之间建立有多个信号传输通道，用于根据所述寄存器信号开启目标传输通道，所述目标传输通道包括至少一个所述信号传输通道。
35.具体的，中间连接模块130具体可以为任意提供多个传输端口的器件或集成电路，中间连接模块130与处理模块120之间建立了多个控制线路，并与信号采集模块140之间建立了多个信号传输通道，中间连接模块130与处理模块120之间的多个控制线路分别与各个信号传输通道一一对应，中间连接模块130用于根据寄存器信号确定各个信号传输通道对应的通断状态，主要用于将目标传输通道的通断状态更新为开启状态，即开启目标传输通道，目标传输通道用于在开启状态下将信号采集模块140获取到的采集模拟信号传递至中间连接模块130，对于需要多种不同的采集模拟信号的场景，目标传输通道包括多个信号传输通道，每个信号传输通道用于在开启状态下传递一种采集模拟信号。
36.所述信号采集模块140，用于获取多个不同的采集模拟信号，并将所述采集模拟信号依次通过所述目标传输通道、所述中间连接模块130传递至所述处理模块120，每个所述信号传输通道用于传输一个所述采集模拟信号。
37.具体的，信号采集模块140具体可以为温度传感器、热电偶、其他具备检测功能的
传感器或器件等，信号采集模块140在本实施例中为温度传感器，用于感应环境温度，即多个不同的采集模拟信号包括用于指示环境温度的关键信号以及其他相关信号，每个采集模拟信号通过一个信号传输通道传输至中间连接模块130。
38.基于上述信号采集系统，控制器110通过处理模块120来控制中间连接模块130选用不同的信号传输通道，通过中间连接模块130建立多路信号传输通道，无需再分别增设多个相互独立的采集线路，相较于现有技术中相互独立的各个采集线路，减少了各个采集线路对应的元器件，节约了硬件成本还减少了占用空间，且控制器110通过控制中间连接模块130来进行信号传输通道的切换，并未与信号采集模块140进行直接交互，因此控制器110在进行信号传输通道切换的时候，并不会对信号采集模块140获取采集模拟信号进行干扰，从而提高了采集模拟信号的采集精度。
39.在一个实施例中，所述中间连接模块130包括多路复用器1301，所述多路复用器1301的多个输入端与所述信号采集模块140电性连接，用于与所述信号采集模块140之间建立多个信号传输通道，所述多路复用器1301的输出端与所述处理模块120电性连接。
40.具体的，多路复用器1301的每个输入端与信号采集模块140的信号输出端电性连接，以建立多个信号传输通道，且多路复用器1301的每个信号输出端分别与处理模块120的各个扩展端口(gpio)电性连接以建立二阶控制线路，如图3所示，多路复用器1301与处理模块120之间控制线路的数量等于多路复用器1301与信号采集模块140之间信号传输通道的数量，以此多路复用器1301通过控制线路接收处理模块120传递的寄存器信号，并开启寄存器信号对应的信号传输通道将信号采集模块140输出的采集模拟信号传递至多路复用器1301，即控制器110间接控制多路复用器1301的过程，与采集模拟信号通过信号传输通道传递至多路复用器1301的过程并未存在交互影响，从而可以避免通道切换过程对于采集模拟信号的干扰，以提高采集模拟信号的精确度。
41.在一个实施例中，所述多路复用器1301的输入端包括成对设置的第一输入端和第二输入端，所述第一输入端与所述信号采集模块140电性连接形成第一线路，所述第二输入端与所述信号采集模块140电性连接形成第二线路，所述第一线路和所述第二线路组成一个所述信号传输通道。
42.具体的，多路复用器1301的多个输入端都成对设置，即包括多个第一输入端以及成对匹配的第二输入端，信号采集模块140为温度传感器，各个第一输入端分别与温度传感器的信号输出端电性连接，以建立多个第一线路，各个第二输入端分别与温度传感器的信号输出端电性连接，以建立多个第二线路，一个第一线路和一个第二线路组合形成一个信号传输通道，即信号传输通道通过两个线路以差分的方式传输采集模拟信号，以此提高信号采集系统的信噪比，即提高采集模拟信号的可靠性。如图4所示，其中，1a—na用于指示不同的第一线路，1b—nb用于指示不同的第二线路。
43.示例性的，在信号传输通道的数量为4的情况下，控制信号对应的控制策略如下表所示：
44.enain0ain1状态0//所有通道关闭1001a和1b线路打开1012a和2b线路打开
1103a和3b线路打开1114a和4b线路打开
45.其中，en用于指示使能信号，1a、2a、3a、4a分别指示一个第一线路，1b、2b、3b、4b分别用于指示一个第二线路，即1a和1b组合形成第一传输通道，2a和2b组合形成第二传输通道，3a和3b组合形成第三传输通道，4a和4b组合形成第四传输通道，在控制信号中使能信号为0的情况下，表示控制信号用于关断所有信号传输通道，即禁止将温度传感器检测到的采集模拟信号传递至多路复用器1301；在使能信号为1、ain0为0、ain1为0的情况下，表示控制信号用于开启第一传输通道，即同时开启1a线路和1b线路；在使能信号为1、ain0为0、ain1为1的情况下，表示控制信号用于开启第二传输通道，即同时开启2a线路和2b线路；在使能信号为1、ain0为1、ain1为0的情况下，表示控制信号用于开启第三传输通道，即同时开启3a线路和3b线路；在使能信号为1、ain0为1、ain1为1的情况下，表示控制信号用于开启第四传输通道，即同时开启4a线路和4b线路。
46.即每个信号传输通道都有对应的开关控制信号，以此类推，在信号传输通道数更多的情况下，通过增设控制信号中的数字位数来增加管理的信号传输通道数，实现多通道的通断切换管理。
47.在一个实施例中，所述中间连接模块130包括第一电阻和第二电阻，所述第一线路上的第一节点还经所述第一电阻与模拟信号源正极电性连接，所述第二线路上的第二节点还经所述第二电子与模拟信号源负极电性连接。
48.具体的，每个第一线路上的第一节点还需要经第一电阻与模拟信号源正极电性连接，第一节点可以为第一线路上的任意节点，每个第二线路上的第二节点还需要经第二电阻与模拟信号源负极电性连接，第二节点可以为第二线路上的任意节点，如图5所示，仅展示出1a线路和1b线路上与电阻之间的连接关系，其中r1用于指示第一电阻，r2用于指示第二电阻，avdd用于指示模拟信号源正极，avss用于指示模拟信号源负极，参照1a和1b与电阻之间的连接关系，每个信号传输通道内的两个线路上均接有一个电阻，且第一电阻和第二电阻为阻值相同的电阻，通过在同一信号传输通道内的两条线路上设置等大的两个电阻，以确保温度传感器处电位为零电位，即确保温度传感器采集到的采集模拟信号不会受温度传感器的电位影响，以提高采集模拟信号的精确度。
49.在一个实施例中，所述处理模块120包括增益放大器1201，所述增益放大器1201的每个扩展端口分别连接于所述多路复用器1301的各个信号输出端，所述扩展端口的数量与所述寄存器信号对应的控制线路数相同，所述增益放大器1201的信号传输端与所述控制器110电性连接，所述信号传输端的数量与所述控制信号对应的控制线路数相同，所述增益放大器1201的第一电源端与所述模拟信号源正极电性连接，所述增益放大器1201的第二电源端与所述模拟信号源负极电性连接。
50.具体的，增益放大器1201具体可以选用ad芯片，如图6所示，增益放大器1201的每个扩展端口分别与多路复用器1301的一个信号输出端电性连接，即增益放大器1201的扩展端口与多路复用器1301的信号输出端一一对应连接，以形成多个控制线路，增益放大器1201与多路复用器1301之间形成的控制线路分别与各个信号传输通道一一对应，即增益放大器1201与多路复用器1301之间的一个控制线路用于传输控制一个信号传输通道对应通道状态的寄存器信号。
51.在一个实施例中，所述增益放大器1201还用于将来自所述多路复用器1301的所述采集模拟信号转换为采集数字信号，并将所述采集数字信号发送至所述控制器110。
52.具体的，上一实施例中提出增益放大器1201在控制器110对于信号传输通道的切换控制流程中，用于将控制信号转换为对应控制线路数较多的寄存器信号，而在采集模拟信号的传输过程中，增益放大器1201还用于将多路复用器1301发送的采集模拟信号进行模数转换处理，从而得到采集数字信号，并将转换后的采集数字信号发送至控制器110，控制器110可以根据采集数字信号确定环境温度。
53.在一个实施例中，所述处理模块120还包括隔离芯片1202，所述隔离芯片1202的第一端与所述增益放大器1201电性连接，所述隔离芯片1202的第二端与所述控制器110电性连接，用于将来自所述增益放大器1201的所述采集数字信号和所述采集模拟信号隔离开，并仅将所述采集数字信号传递至所述控制器110。
54.具体的，如图7所示，增益放大器1201与控制器110之间还接有一个隔离芯片1202，隔离芯片1202用于在传输采集数字信号的过程中隔离开采集模拟信号，即仅将采集数字信号传递至控制器110，即防止模拟信号对采集数字信号的干扰，进一步提高控制器110得到的采集数字信号的精确度，隔离芯片1202具体可以选用型号为nsip8841w1的芯片。
55.在一个实施例中，所述控制器110还用于根据接收到的所述采集数字信号进行烧毁检测，得到相应的烧毁检测结果。
56.具体的，控制器110在接收到采集数字信号的情况下，由于采集数字信号用于指示环境温度，即可以利用采集数字信号进行烧毁检测，通常信号采集系统中的元器件存在烧毁现象时，信号采集系统所处环境温度高于普通元器件的燃点温度，因此，可以根据采集数字信号即可判断出信号采集系统是否存在烧毁现象，得到对应的烧毁检测结果，即烧毁检测结果包括已烧毁和未烧毁，已烧毁表示信号采集系统出现元器件烧毁现象，未烧毁表示信号采集系统中各个元器件运行温度正常并未出现烧毁现象。
57.控制器110还可以根据烧毁检测结果进一步地发起烧毁告警，烧毁告警方式具体包括闪灯鸣笛提示、语音播报、邮件提示、短信提示、电话提示、视频提示等，以提示用户信号采集系统出现元器件烧毁现象，及时采取对应的补救措施，避免烧毁现象进一步恶化造成更严重的损失。
58.在一个实施例中，所述控制器110在所述采集数字信号对应电压值大于或等于预设电压值的情况下，确定相应的烧毁检测结果为已烧毁。
59.具体的，控制器110具体将接收到的采集数字信号对应电压值与预设电压值进行对比处理，预设电压值用于指示元器件烧毁时温度传感器检测到的电压值，具体可以根据信号采集系统中各个元器件的燃点温度进行自定义设置，在采集数字信号对应电压值大于或等于预设电压值的情况下，表示信号采集系统当前环境温度高于正常温度，即存在元器件烧毁现象，因此判定烧毁检测结果为已烧毁。
60.在一个实施例中，所述控制器110在所述采集数字信号对应电压值小于预设电压值的情况下，确定相应的烧毁检测结果为未烧毁。
61.具体的，在采集数字信号对应电压值小于预设电压值的情况下，表示信号采集系统当前环境温度正常，即不存在元器件烧毁现象，因此判定烧毁检测结果为未烧毁。
62.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一
个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、系统、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、系统、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、系统、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
63.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。