[实用新型]基于电力载波通信功能的基坑施工环境监测器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种环境综合参数监测装置，尤其是基于电力载波通信功能的基坑施工环境监测器。

背景技术

电力线载波通信，采用输电线路作为通信媒介完成双向数据传输，节省额外接线，简化组网难度，降低布线成本。作为一项计算机与终端通信的接口技术正在得到长足的发展。目前在400V以下低压供电系统中，制约电力线载波存在的干扰、线损、窄带等技术瓶颈已经得到有效解决，其中适应低带数据传输的技术已经运用于工业自动控制、智能家电控制、防火报警等多领域。

随着人类社会对节能环保意识的增强，环境监测器作为一种新近出现的感知装置，正在能源管理和环境管理等领域得到广泛的应用发展。通常，用于楼宇建筑物内部场所的环境监测装置是将各环境参数分开监测，主要采用电子温控器、光敏传感器、烟雾传感器和视频探头等分立式器件，当需要同时监测多种环境参数时，需要安装多种采集设备和相关配套设施，这样既增加了安装成本，也增加了维护难度。如果采用不同厂家的监测设备还可能出现设备之间不相兼容的问题。同时，由于不同监测设备的数据通信和接口协议缺乏统一规则，很难实现系统化组合，不能满足日益发展的智能管控需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于电力载波通信功能的基坑施工环境监测器。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种基于电力载波通信功能的基坑施工环境监测器，包括单片机控制电路，温湿度采集电路，光敏监测电路、烟雾监测电路、红外人体监测电路、有线传输电路、无线传输电路、电力线载波通信电路和为上述电路供电的电源电路，所述单片机控制电路为单片机芯片及其外围电路组成的最小系统。

温湿度采集电路包括温湿度采集传感器、其通过1位双向单总线接口与单片机芯片连接；光敏监测电路包括光敏采集传感器、光敏监测电路的模拟信号输出端与单片机芯片的具有A/D转换功能的第一I/O接口连接；烟雾监测电路包括烟雾传感器、烟雾监测电路的模拟信号输出端与单片机芯片的具有A/D转换功能的第二I/O接口连接；红外人体监测电路包括热释电红外传感器及其外围电路，红外人体监测电路的信号输出端与单片机芯片的I/O接口连接；所述电力线载波通信电路包括耦合电路、滤波电路、功放电路和MCU控制器，所述MCU控制器的信号输出端与单片机芯片的I/O接口连接。

作为上述方案的进一步优化，所述耦合电路由耦合变压器BT以及并联于耦合变压器BT原边的串联的电阻R1、电容C1和电感L1组成，电阻R1的两端分别连接电力线。

作为上述方案的进一步优化，所述滤波电路包括电容C2、电阻R2和电感L2组成的并联谐振式无源带通滤波器，并联谐振式无源带通滤波器的信号输出端通过耦合电容C3连接至MCU控制器的信号输入端，并联谐振式无源带通滤波器的信号输入端和耦合变压器BT副边并联。

作为上述方案的进一步优化，所述滤波电路还包括同样并联于耦合变压器BT副边的稳压二极管D1、D2、D3组成的星形稳压保护电路。

作为上述方案的进一步优化，所述功放电路包括一滤波电路和一放大电路，其中滤波电路为由电容C4和电感L3组成的带通滤波器，放大电路为由PNP型三极管T1、T2和PNP型三极管T3、T4组成的互补对称的推挽放大电路，推挽放大电路的输出端经带通滤波器连接至耦合变压器BT副边的高压侧，推挽放大电路的输入端经耦合电容C5连接至MCU控制器的信号输出端。

作为上述方案的进一步优化，所述的单片机芯片为STC12C5A60S2单片机。

作为上述方案的进一步优化，所述热释电数字红外传感器为AM412热释电数字红外传感器。

作为上述方案的进一步优化，所述的温湿度采集传感器为DHT22数字温湿度传感器。

作为上述方案的进一步优化，所述的烟雾传感器为MQ2烟雾传感器。

本实用新型的基于电力载波通信功能的基坑施工环境监测器的工作原理：基于电力载波通信功能的基坑施工环境监测器接收数据时，耦合电路拾取加载在电力线上的协议信号，并通过滤波器削除与协议信号无关的噪声电平，经MCU控制器解调处理后，将信号复原为客方数据信息，再通过系统接口输出到终端设备。发送数据时，STC12C5A60S2单片机通过系统接口将需要传送的数据信息提交给MCU控制器，MCU控制器按照通信协议将其转变为载波信号，依次通过功放电路放大和耦合电路加载，发送到电力线上，并通过电力线实现通信传输。