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一种动态环境监控装置

阅读：0发布：2022-09-13

专利汇可以提供一种动态环境监控装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种动态环境监控装置，包括开关稳压电源和数字板，数字板内设有降压电路、单片机、RS232通信接口、信号电平转换电路、传感器接口电路，所述开关稳压电源为数字板提供电源，所述降压电路接受开关稳压电源输出电流降压供电；所述传感器接口电路经信号电平转换电路和所述单片机连接，所述RS232 通信接口和单片机连接。本实用新型的动态环境监控设备可以适配多种传感器，并且预留了多个传感器接口和串口，通过串口与主机相连，可以在主机端查询连接的传感器种类，并对相应传感器的参数进行配置。本实用新型较适合应用于铁路系统，具有较强的抗干扰能力和稳定性。，下面是一种动态环境监控装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种动态环境监控装置，包括开关稳压电源和数字板，数字板内设有降压电路、单片机、RS232通信接口、信号电平转换电路、传感器接口电路，其特征在于：
所述开关稳压电源为数字板提供电源，所述降压电路接受开关稳压电源输出电流降压供电；所述传感器接口电路经信号电平转换电路和所述单片机连接，所述RS232 通信接口和单片机连接。
2.如权利要求1所述的动态环境监控装置，其特征在于：所述降压电路采用3.3V供电。
3.如权利要求1所述的动态环境监控装置，其特征在于：所述单片机通过RS232通信接口连接GSM-R远端设备。
4.如权利要求1所述的动态环境监控装置，其特征在于：所述传感器接口电路包括红外入侵监测传感器接口电路、门禁传感器接口电路、烟雾传感器接口电路、水浸传感器接口电路或温湿度传感器接口电路。
5.如权利要求1所述的动态环境监控装置，其特征在于：所述传感器接口电路还包括继电器接口电路。
6.如权利要求1所述的动态环境监控装置，其特征在于：所述信号电平转换电路包括电平转换缓冲芯片，将3V电平脉冲转换成标准3.3V脉冲。
7.如权利要求1所述的动态环境监控装置，其特征在于：所述RS232通信接口还连接UPS电源。

说明书全文

一种动态环境监控装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及环境监控领域，具体是一种动态环境监控装置。

背景技术

[0002] 现有技术中，很多设备需要实时监控其使用环境，当使用环境变化时，采取相应的措施，但是有些使用场景不适合人工监控，比如在铁路直放站设备的应用场景，由于不方便安排人员实时查看环境状态，因此需要一种能够实时监测环境设备，而且此类设备需要具备较强的抗干扰能力和稳定性。实用新型内容

[0003] 为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种动态环境监控装置，包括开关稳压电源和数字板，数字板内设有降压电路、单片机、RS232通信接口、信号电平转换电路、传感器接口电路，所述开关稳压电源为数字板提供电源，所述降压电路接受开关稳压电源输出电流降压供电；所述传感器接口电路经信号电平转换电路和所述单片机连接，所述RS232 通信接口和单片机连接。

[0004] 进一步的，所述降压电路采用3.3V供电。数字板上的其他芯片都可以使用3.3V标准电压供电。

[0005] 进一步的，所述单片机通过RS232通信接口连接GSM-R远端设备。GSM-R远端设备可以在远端查询连接的传感器种类，并对相应传感器的参数进行配置，避免在特殊环境中操作。

[0006] 进一步的，所述传感器接口电路包括红外入侵监测传感器接口电路、门禁传感器接口电路、烟雾传感器接口电路、水浸传感器接口电路或温湿度传感器接口电路。本实用新型可以采集多种环境参数。

[0007] 进一步的，所述传感器接口电路还包括继电器接口电路。

[0008] 进一步的，所述信号电平转换电路包括电平转换缓冲芯片，将3V电平脉冲转换成标准3.3V脉冲。这样处理可以方便单片机读取数据。

[0009] 进一步的，所述RS232通信接口还连接UPS电源。UPS电源可以在开关稳压电源出现故障的情况下，保证电源不间断供应。

[0010] 本实用新型的动态环境监控设备可以适配多种传感器，比如红外入侵监测传感器、门禁传感器、烟雾传感器、水浸传感器以及温湿度传感器，并且预留了多个传感器接口和串口，通过串口与主机相连，可以在主机端查询连接的传感器种类，并对相应传感器的参数进行配置，如温湿度传感器的告警门限等。当环境状态出现异常，对应的传感器会立刻产生相应的告警，提醒工作人员，从而实现对不适合人工监控的特殊应用场合环境的实时监控，提醒工作人员及时处理异常情况，防止设备出现不必要的损坏。本实用新型较适合应用于铁路系统，具有较强的抗干扰能力和稳定性。附图说明

[0011] 图1是本实用新型的动态环境监控装置的结构示意框图；

[0012] 图2a-2e分别是各传感器接口电路图；

[0013] 图3是信号电平转换电路图。

具体实施方式

[0014] 下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

[0015] 如图1所示，本实用新型的动态环境监控装置，包括开关稳压电源1和数字板，数字板内设有降压电路2、单片机3、RS232通信接口4、信号电平转换电路5、传感器接口电路。

[0016] 开关稳压电源1为数字板提供电源，其输入220V交流电，输出12V直流电。数字板的降压电路2接受开关稳压电源输出的12V直流电，通过DC-DC降压芯片降到5V，再通过低压差线性稳压器LDO将5V电压转换为3.3V。数字板上所有的芯片均采用3.3V供电。

[0017] 单片机3用于控制信号的采集、处理以及与主机的通信。本实施例中，单片机3采用LPC1765，单片机通过RS232通信接口连接GSM-R远端设备6，和主机通信，上报传感器监测到的状态信息。

[0018] 传感器接口电路即网口，其通过屏蔽网线连接相应的传感器，设置供电管脚，不同传感器的供电电压不同，部分传感器接口的供电电压使用12V和3.3V兼容的方式。如图2a-2e所示，在本实施例中具有5个传感器接口电路，分别为红外入侵监测传感器接口电路7、门禁传感器接口电路8、烟雾传感器接口电路9、水浸传感器接口电路10以及温湿度传感器接口电路11，其分别连接红外入侵监测传感器12、门禁传感器13、烟雾传感器14、水浸传感器
15以及温湿度传感器16。其中红外入侵监测传感器接口电路7、门禁传感器接口电路8、水浸传感器接口电路10以及温湿度传感器接口电路11使用12V供电，烟雾传感器接口电路9使用
3.3V供电。本实用新型的传感器接口电路不限于5个，比如还可以设置连接继电器17的继电器接口电路18。

[0019] 由于不同的传感器给出的告警信号不同，有些是脉冲信号，有些是电平信号，而且信号的电平也不相同，所以需要使用信号电平转换电路将传感器输入数字板的信号转换为合适电平的信号（比如3.3V），便于单片机读取。

[0020] 如图3所示，本实施例中，5个传感器的信号电平转换电路是相同的，以烟雾传感器14为例，当没有烟雾告警时，EXALARM3为高阻状态，当有烟雾告警时，EXALARM3会有一个大约10V的脉冲信号，经过以下信号电平转换电路可以转换为一个3.3V的脉冲信号，从而单片机的I/O口采集该脉冲信号。该电路中7R88为NC，7R89为1KΩ，7C69为1nF,7R120为NC，7R112为2.41KΩ。其中5D13为稳压管，防止传感器接口输入信号电压过大而损坏设备，起保护作用。经过以上电路的7R89和7R112，可以将EXALARM3的10V脉冲的电平分压到3V，这3V的脉冲ELM3经过电平转换缓冲芯片7U19，变为标准的3.3V脉冲，然后传到单片机的I/O口，由单片机采集，电平转换缓冲芯片7U19。

[0021] 其他的传感器产生的告警信号，经过和以上相同的电路（部分电阻阻值根据实际传感器的信号电平大小来判断），即可实现传感器信号的采集。对于告警信号是电平模式还是脉冲模式，在单片机可以判断处理。

[0022] 另外，RS232通信接口还可以连接UPS电源19，用于保障电源供应。

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