[发明专利]一种模拟信号实时采集传输显示系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子领域，具体涉及一种模拟信号实时采集传输显示系统。

背景技术

在电力电子设备的研发调试及维护阶段，示波器是使用最多的仪器之一。市面上大部分的示波器测量通道数量较少，并且测量范围常受限于探头的规格，高压探头的成本昂贵。普示波器只能测量电压信号，在对设备的调试过程中，除了需要测量电压，通常还需要对电流、温度等参数进行测量，方便对设备的故障进行综合分析及调试。

示波器通常只能显示最近一段时间的测量波形，然而对于大多数设备的调试过程而言，知道其在测试的完整时间内的数据及波形是非常重要的。另外，对于现代的电力电子研究，将采集数据方便快速地导入计算机进行后续的分析是非常有必要的。

目前缺少一款可以在电力电子设备调试过程中实时采集各模拟信号及实时显示其波形的设备。现已出现利用单片机AD采样及外扩液晶屏为主的数字示波器，但且仍无法完全满足上述需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种模拟信号实时采集传输显示系统，可以实时采集电压、电流、温度信号并显示波形，并且可以保存所采集的数据及图像。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种模拟信号实时采集传输显示系统，其特征在于：它由上位机端和下位机端组成，上位机端和下位机端通过SCI通信方式通信；其中，

上位机端包括计算机及人机交互界面；计算机用于对数据的收发和处理，人机交互界面主要分为指令操作面板和显示面板；指令操作面板用于输入操作指令，操作指令包括打开和关闭本系统，以及选择下位机端所需测量的模拟信号类型及通道数以及采样频率；所述的模拟信号类型包括电压、电流、温度，其中电压和电流分别有3个测量通道，对应工程中的三相电，温度有2个测量通道；所述的操作指令由计算机处理后通过SCI通信方式传输给下位机端；显示面板包括数据显示区和波形显示区，计算机通过SCI通信方式接收下位机端传输的数字信号，并将其转换为模拟信号值，数据显示区用于实时更新显示和清除数据，波形显示区用于实时动态显示波形，并对数据和波形进行保存；

下位机端包括电源模块、DSP控制板模块、传感器模块、采样电路模块、RS232接口模块和LED指示灯报警模块；其中传感器模块包括温度传感器、电压传感器和电流传感器，温度传感器的输出端与DSP控制板模块连接，电压传感器和电流传感器的输出端通过采样电路模块连接至DSP控制板模块，RS232接口模块和LED指示灯报警模块分别与DSP控制板模块连接，电源模块分别与传感器模块和DSP控制板模块连接；所述的DSP控制板模块根据上位机端传输的操作指令打开相应的测量通道对模拟信号进行测量，并将模拟信号转换为数字信号后通过SCI通信方式传输给上位机端，SCI传输利用RS232接口连接。

按上述方案，所述的电源模块采用URC240515D-30WR2模块。

按上述方案，所述的电压传感器为LV25-P/SP5霍尔电压型传感器；电流传感器为LA55P霍尔电流型传感器；LV25-P/SP5霍尔电压型传感器和LA55P霍尔电流型传感器分别通过采样电路模块调理后形成0-3v的电压信号与DSP控制板模块的AD接口连接，DSP控制板模块中的AD模块将模拟信号转换为数字信号存储在DSP控制板模块中。

按上述方案，所述的温度传感器为ADT7410温度传感器，与DSP3.3V输出电压引脚直接相连供电；ADT7410温度传感器输出数字信号与DSP之间采用I2C通信进行数据传输。

按上述方案，所述的LED指示灯报警模块由LED灯和蜂鸣器组成；DSP控制板模块控制当某一测量通道被打开时点亮相应LED灯，当某一测量通道测量范围超过量程时对应的LED灯闪烁，且蜂鸣器发出警报声并自动关闭相应测量通道。

按上述方案，所述的数据以文档格式或者excel格式存储。

本发明的有益效果为：

1、本发明可以实时采集电压、电流、温度信号并显示波形，并且可以保存所采集的数据及图像；硬件结构设计较为简单，成本低且安全、实用，实时性较高；利用SCI通信方式与上位机通信，实时性好，可移植性高；利用计算机为载体开发的上位机人际交互操作界面，美观，明了；操作指令丰富，操作简单便捷，在上位机上进行操作指令的下达同时也减轻了下位机硬件结构设计的复杂度。