[发明专利]一种用于振弦类传感器的智能监测采集仪

说明书

本发明公开了一种用于振弦类传感器的智能监测采集仪，包括箱体和连接在箱体上的多晶硅太阳能电池板，箱体上设置有N个振弦传感器接口、电源开关、太阳能充电接口、RS485通讯接口；箱体内部设置有控制系统，该控制系统包括：N个继电器、一个信号采集模块、微处理器单元、4G通信模块、电源管理单元、RS485通讯模块以及蓄电池和太阳能充电控制器；每个振弦传感器接口分别对应连接一个继电器，所有继电器的输出端均连接至所述信号采集模块，并且每个继电器的电磁铁控制端分别与微处理器单元的不同IO引脚连接。工作时，微处理器单元控制各继电器动作，以轮询的方式采集不同通道传感器的信号，可以节省电量。

技术领域

本发明属于智能监测技术领域，具体涉及一种用于振弦类传感器的智能监测采集仪。

背景技术

近年来，振弦类传感器是一种典型的非电量电测传感器，其物理结构简单、器件坚固耐用、结果准确可靠、工作稳定性好，由于振弦传感器直接输出振弦的自振频率信号，因此具有抗干扰能力强、受电参数影响小、零点飘移小、受温度影响较小的特点。目前，在建筑领域、基坑建设领域、隧道及桥梁领域的支护结构应力监测、土压力监测等工程项目中广泛应用。

振弦采集仪主要实现的功能为振弦传感器的数据采集，在实际的工程领域中，市面上现有的振弦采集仪存在以下几方面的缺点：(1)现在工程中常用的振弦采集仪无法实现多通讯协议的传感器互相兼容，目前存在的振弦传感器采集仪只能按照设定的监测频率获取振弦传感器的信号，并且当日常监测频率较高时将显著降低振弦传感器采集仪的寿命，当监测频率较低时，又无法满足振弦传感器输出的监测数据超过预警值时需要提高监测数据密集程度的要求，因此在振弦类传感器采集仪发展的过程中，出现了产品日常测试使用时间长而要求监测频率低和紧急情况下的实时性而要求监测频率高的自相矛盾的问题，两者导致了在工程的实际应用上具有较大的局限性。(2)传统的振弦传感器采集仪并未考虑依靠自身电源供电长期使用的情况，普遍采用外接电源而不考虑功耗的问题，目前已存的大多数的振弦采集仪采用的供电方式仅是利用锂电池进行供电，但是在使用的过程中需要连续采集的时间通常在30个小时以上，仅利用内部的锂电池无法保证在应用过程中的供电。(3)市面上已有的采集仪采集数据后，上传至云端服务器，上传方式较为单一，并且还需要网络的支持，但是在网络信号较差的区域，会造成数据的丢失，导致工程监测过程中成本的增加。(4)目前常用的采集仪，结构较为复杂，不易操作与后期的维护。

上述各种问题的存在，使得目前国内外市场上并没有一种可以实现长期无需外部供电，又能无线数据采集和传输，且无需人员巡检读数操作的振弦传感器智能监测采集仪。基于此，立足于上述问题针对性地开展研制工作，提出解决方案和设计方法，研制出具有实用价值的针对振弦类传感器的采集仪和系统，并顺利完成了首批交付产品的使用和验证工作，确认其相比已有的产品和专利技术方案，实现了测试使用时长和紧急情况下对实时性要求高的完美统一，显著提高了实施便捷性、运行可靠性及其智能化水平，并降低了生产使用成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于振弦类传感器的智能监测采集仪。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于振弦类传感器的智能监测采集仪，包括箱体和连接在箱体上的多晶硅太阳能电池板；在多晶硅太阳能电池板的背面设置有接线盒，该接线盒通过外接线连接插头；在箱体上设置有N个振弦传感器接口、电源开关、太阳能充电接口、RS485通讯接口；所述多晶硅太阳能电池板的插头用于插入所述太阳能充电接口，为智能监测采集仪供电；

箱体内部设置有控制系统，该控制系统包括：N个继电器、一个信号采集模块、MCU微处理器单元、4G通信模块、电源管理单元、RS485通讯模块以及蓄电池和太阳能充电控制器；

所述太阳能充电控制器的输入端与所述太阳能充电接口连接，太阳能充电控制器的输出端与蓄电池连接；所述电源管理单元与蓄电池输出端连接，通过电源管理单元为各用电模块提供所需电压；