技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种管道压
力采集装置，具体涉及一种一体式的管压采集仪。
背景技术
[0002] 为保证燃气管网的安全运行，需要对
燃气管道中的压力进行检测，以便将压力控制在安全范围内。目前本领域通常采用管压采集仪检测燃气管道中的压力，并将检测数据上传到
服务器。现有的管压采集仪主要由分体的压力采集器和主机构成，其通过安装于管道上的压力采集器检测管道中的压力，并将检测数据通过
信号线传送到附近的主机，由主机存储检测数据并按设定的间隔时间将检测数据上传到服务器或上位机。现有的管压采集仪虽可满足检测管道压力的基本功能，但其在实际应用中还存在着诸多问题，有待进一步改进或完善，主要表现在以下方面：1、其压力采集器和主机是通过有线连接的，布线较为繁琐，且不便于维护；2、其主机采用的是外接供电，且受布线限制主机需与压力采集器一起安装在燃气管网的防爆区域内，安全性较差；3、受线缆连接点的影响，其主机
外壳需进行防爆增厚处理，体积较大，影响了安装的灵活性和空间利用率。实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的是提供一种一体式管压采集仪，其具有体积小、整体性强、安全性高、防爆性能好的优点，可提高安装和维护的便利性。
[0004] 为解决
现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供的一体式管压采集仪，包括壳体和设置于壳体中的压力检测控制
电路，所述压力检测控制电路包括
微处理器以及分别与微处理器连接的
电池接口电路、压力
传感器接口电路、近距离无线
通信接口电路、远距离无线通信接口电路和数据存储电路，所述电池接口电路连接有供电电池，所述
压力传感器接口电路连接有压力传感器模
块，所述近距离无线通信接口电路连接有近距离
无线通信模块，所述远距离无线通信接口电路连接有远距离无线通信模块。
[0005] 进一步的，本实用新型一体式管压采集仪，其中，所述微处理器包括型号为MSP430F149的
单片机U1，单片机U1的XIN管脚和XOUT/TCLK管脚对应连接一晶振的两端；所述电池接口电路包括Header2型的接
插件P1和接插件S1，接插件P1为电池接口，接插件S1为电源
开关，接插件P1的
端子2接地，接插件P1的端子1与接插件S1的端子2连接，接插件S1的端子1依次
串联保险丝F1和
电阻R1后作为电池接口电路的输出端。
[0006] 进一步的，本实用新型一体式管压采集仪，其中，所述压力传感器接口电路包括Header3型的接插件P2，接插件P2的端子1连接有第一开关电路，接插件P2的端子2与单片机U1的P6.0/A0管脚连接，接插件P2的端子3接地；所述第一开关电路包括POMS管Q1、电阻R2和电阻R3，POMS管Q1的栅极串联电阻R2后与单片机U1的P2.1/TAINCLK管脚连接，POMS管Q1的源极与电池接口电路的输出端连接，POMS管Q1的漏极与接插件P2的端子1连接，电阻R3的两端对应与POMS管Q1的源极和栅极连接；所述压力传感器模块包括
硅基片和设置在硅基片上的平衡电桥，平衡电桥由电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7构成并连接有信号放大电路和AD转换电路。
[0007] 进一步的，本实用新型一体式管压采集仪，其中，所述近距离无线通信接口电路包括型号为MHDR1X8的排母P3，排母P3的端子1连接有第二开关电路，排母P3的端子2～7对应与单片机U1的P4.0/TB0管脚、P2.7/TA0管脚、P4.3管脚、P4.1/TB1管脚、P4.2/TB2管脚和P1.6/TA1管脚连接；所述第二开关电路包括POMS管Q2、电阻R8和电阻R9，POMS管Q2的栅极串联电阻R9后与单片机U1的P2.6/ADC12CLK管脚连接，POMS管Q2的源极与电池接口电路的输出端连接，POMS管Q2的漏极与排母P3的端子1连接，电阻R9的两端对应与POMS管Q2的源极和栅极连接。
[0008] 进一步的，本实用新型一体式管压采集仪，其中，所述远距离无线通信接口电路包括Header6型的接插件P4，接插件P4的端子1连接有第三开关电路，接插件P4的端子2、端子3和端子5对应与单片机U1的P3.4/UTXD0管脚、P3.5/URXD0管脚和P1.5/TAO管脚连接；所述第三开关电路包括POMS管Q3、电阻R10和电阻R11，POMS管Q3的栅极串联电阻R10后与单片机U1的P3.3/UCLK0管脚连接，POMS管Q3的源极与电池接口电路的输出端连接，POMS管Q3的漏极与接插件P4的端子1连接，电阻R11的两端对应与POMS管Q3的源极和栅极连接。
[0009] 进一步的，本实用新型一体式管压采集仪，其中，所述数据存储电路包括型号为AT45DBD41的存储芯片U2，所述存储芯片U2的SI管脚、SCK管脚、/CS管脚和SD管脚对应与单片机U1的P5.1/SIMO1管脚、P5.3/UCLK1管脚、P5.0/SET1管脚和P5.2/SOMI1管脚连接，存储芯片U2的/PESET管脚与并联的电阻R12、电阻R13、电阻R14和电阻R15的公共端连接，电阻R12的另一端与存储芯片U2的SI管脚连接，电阻R13的另一端与存储芯片U2的SCK管脚连接，电阻R14的另一端与存储芯片U2的/CS管脚连接，电阻R15的另一端与存储芯片U2的SD管脚连接，存储芯片U2的/PESET管脚与电池接口电路的输出端连接，存储芯片U2的VCC管脚和/WP管脚相互连接后与电池接口电路的输出端连接，存储芯片U2的/WP管脚还串联电容C1后接地，存储芯片U2的GND管脚接地。
[0010] 进一步的，本实用新型一体式管压采集仪，其中，所述压力检测控制电路还包括
温度检测电路，温度检测电路包括型号为DS18b20的温度传感器U3和电阻R16，温度传感器U3的DQ管脚与单片机U1的P1.7/TA2管脚连接，温度传感器U3的VCC管脚与电池接口电路的输出端连接，电阻R16的两端对应与温度传感器U3的DQ管脚和VCC管脚连接，温度传感器U3的GND管脚接地。
[0011] 进一步的，本实用新型一体式管压采集仪，其中，所述压力检测控制电路还包括
液晶显示接口电路，液晶显示接口电路与设置于壳体上的液晶显示模块连接，液晶显示接口电路包括Header5型的接插件P5，接插件P5的端子1、端子2和端子3对应与单片机U1的P2.5/Rosc管脚、P2.4/CA1/TA2管脚和P2.3/CA0/TA1管脚连接，接插件P5的端子4连接有第四开关电路，所述第四开关电路包括POMS管Q4、电阻R17和电阻R18，POMS管Q4的栅极串联电阻R17后与单片机U1的P2.2/CAOUT/TA0管脚连接，POMS管Q4的源极与电池接口电路的输出端连接，POMS管Q4的漏极与接插件P5的端子4连接，电阻R18的两端对应与POMS管Q4的源极和栅极连接。
[0012] 进一步的，本实用新型一体式管压采集仪，其中，所述压力检测控制电路还包括时钟电路、编程接口电路和指示灯电路，所述时钟电路包括型号为DS1302的时钟芯片U4，时钟芯片U4的/RST管脚、I/O管脚和SCLK管脚对应与单片机U1的P4.5管脚、P4.6管脚和P4.7/TBCLK管脚连接，时钟芯片U4的VCC管脚与电池接口电路的输出端连接，时钟芯片U4的VCC1连接有时钟电池；所述编程接口电路包括JATAG接口，JATAG接口的端子1、端子2、端子3、端子4和端子6对应与单片机U1的TDO/TDI管脚、TDI管脚、TMS管脚、TCK管脚和RST/NMI管脚连接；所述指示灯电路包括
三极管Q5和发光
二极管D1，三极管Q5的基极串联电阻R22后与单片机U1的P5.4/MCLK管脚连接，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的集
电极与
发光二极管D1的负极连接，发光二极管D1的正极串联电阻R23后与电池接口电路的输出端连接。
[0013] 进一步的，本实用新型一体式管压采集仪，其中，所述压力检测控制电路还包括
电压检测电路和复位电路，所述电压检测电路包括串联的电阻R24和电阻R25，电阻R24的另一端与POMS管Q1的漏极连接，电阻R25的另一端接地，电阻R24和电阻R25之间的连线取一点与单片机U1的P6.2/A2管脚连接；所述复位电路包括二极管D2、电阻R26和电容C2，二极管D2的正极与单片机U1的RST/NMI管脚连接，二极管D2的负极与电池接口电路的输出端连接，电阻R26与二极管D2并联，电容C2的一端与二极管D2的正极连接，电容C2的另一端接地。
[0014] 本实用新型一体式管压采集仪与现有技术相比，具有以下优点：本实用新型通过设置壳体和处于壳体中的压力检测控制电路，让压力检测控制电路设置微处理器以及分别与微处理器连接的电池接口电路、压力传感器接口电路、近距离无线通信接口电路、远距离无线通信接口电路和数据存储电路，并使电池接口电路连接供电电池，使压力传感器接口电路连接压力传感器模块，使近距离无线通信接口电路连接近距离无线通信模块，使远距离无线通信接口电路连接远距离无线通信模块。由此就构成了一种一体式管压采集仪。本实用新型通过将电池供电、压力检测、近距离无线通信、远距离无线通信和数据存储含集成在压力检测控制电路中，并将压力检测控制电路整体设置于壳体中，增强了分析仪的整体性。相比于现有的管压采集仪，使用时可节省布线的繁琐工序，有利于安装和维护；且本实用新型是通过内部电池供电的，无外部线缆连接点，增强了安全性和防爆性能，可做成较小的体积，有利于省约成本和减小占用空间。
[0015] 下面结合
附图所示具体实施方式对本实用新型一体式管压采集仪作进一步详细说明：
附图说明
[0016] 图1为本实用新型一体式管压采集仪的总体结构示意图；
[0017] 图2为本实用新型一体式管压采集仪中微处理器的示意图；
[0018] 图3为本实用新型一体式管压采集仪中电池接口电路的示意图；
[0019] 图4为本实用新型一体式管压采集仪中压力传感器接口电路的示意图；
[0020] 图5为本实用新型一体式管压采集仪中第一开关电路的示意图；
[0021] 图6为本实用新型一体式管压采集仪中压力传感器模块的示意图；
[0022] 图7为本实用新型一体式管压采集仪中近距离无线通信接口电路的示意图；
[0023] 图8为本实用新型一体式管压采集仪中第二开关电路的示意图；
[0024] 图9为本实用新型一体式管压采集仪中远距离无线通信接口电路的示意图；
[0025] 图10为本实用新型一体式管压采集仪中第三开关电路的示意图；
[0026] 图11为本实用新型一体式管压采集仪中数据存储电路的示意图；
[0027] 图12为本实用新型一体式管压采集仪中温度检测电路的示意图；
[0028] 图13为本实用新型一体式管压采集仪中液晶显示接口电路的示意图；
[0029] 图14为本实用新型一体式管压采集仪中第四开关电路的示意图；
[0030] 图15为本实用新型一体式管压采集仪中时钟电路的示意图；
[0031] 图16为本实用新型一体式管压采集仪中编程接口电路的示意图；
[0032] 图17为本实用新型一体式管压采集仪中指示灯电路的示意图；
[0033] 图18为本实用新型一体式管压采集仪中电压检测电路的示意图；
[0034] 图19为本实用新型一体式管压采集仪中复位电路的示意图。
具体实施方式
[0035] 首先需要说明的，本实用新型中所述的上、下、前、后、左、右等方位词只是根据附图进行的描述，以便于理解，并非对本实用新型的技术方案以及
请求保护范围进行的限制。
[0036] 如图1所示本实用新型一体式管压采集仪的具体实施方式，包括壳体和设置于壳体中的压力检测控制电路。压力检测控制电路包括微处理器以及分别与微处理器连接的电池接口电路、压力传感器接口电路、近距离无线通信接口电路、远距离无线通信接口电路和数据存储电路。让电池接口电路连接供电电池，以便为管压采集仪提供电力支持；让压力传感器接口电路连接压力传感器模块，以便进行压力检测；并让近距离无线通信接口电路连接近距离无线通信模块，以便在相近的管压采集仪之间建立近距离无线通信；让远距离无线通信接口电路连接远距离无线通信模块，以便在管压采集仪与服务器或上位机之间建立远距离无线通信。通过以上设置就构成了一种一体式管压采集仪。本实用新型通过将电池供电、压力检测、近距离无线通信、远距离无线通信和数据存储含集成在压力检测控制电路中，并将压力检测控制电路整体设置于壳体中，增强了分析仪的整体性。相比于现有的管压采集仪，使用时可节省布线的繁琐工序，有利于安装和维护；且本实用新型是通过内部电池供电的，无外部线缆连接点，增强了安全性和防爆性能，可做成较小的体积，有利于省约成本和减小占用空间。
[0037] 作为具体实施方式，如图2所示.本实用新型中的微处理器采用了型号为MSP430F149的单片机U1，并使单片机U1的XIN管脚和XOUT/TCLK管脚对应连接一晶振的两端，其具有能耗低、性能稳定的优点。需要指出的是，本实用新型不限于采用型号为MSP43OF149的微处理器，还可以采用同等功能的其他型号的微处理器，同样可实现本实用新型的技术目的。如图3所示，本实用新型中的电池接口电路设置了Header2型的接插件P1和接插件S1，其中，接插件P1为电池接口，接插件S1为电源开关，接插件P1的端子2接地，接插件P1的端子1与接插件S1的端子2连接，接插件S1的端子1依次串联保险丝F1和电阻R1后作为电池接口电路的输出端。通过连接于接插件P1的供电电池即可为管压采集仪提供电力支持，相比于采用外接供电的现有管压采集仪，不但简化了结构布局，且增强了安全性。
[0038] 如图4所示，本具体实施方式的压力传感器接口电路采用了Header3型的接插件P2，并让接插件P2的端子连接第一开关电路，让接插件P2的端子2与单片机U1的P6.0/A0管脚连接，接插件P2的端子3接地。通过第一开关电路可控制压力传感器接口电路的通断电状态，在实际应用中，根据需要让压力传感器接口电路按设定的间隔时间运行和采集数据，并在不运行时使其断电，可实现降低能耗的目的。如图5所示，第一开关电路具体包括POMS管Q1、电阻R2和电阻R3，其中，POMS管Q1的栅极串联电阻R2后与单片机U1的P2.1/TAINCLK管脚连接，POMS管Q1的源极与电池接口电路的输出端连接，POMS管Q1的漏极与接插件P2的端子1连接，电阻R3的两端对应与POMS管Q1的源极和栅极连接。如图6所示，本具体实施方式让压力传感器模块设置了硅基片和处在硅基片上的平衡电桥，其中，平衡电桥的电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7通过
光刻硅基片形成。并使平衡电桥连接信号放大电路和AD转换电路，以便将检测的压力信号放大并转换为
数字信号。
[0039] 如图7所示，本具体实施方式让近距离无线通信接口电路采用了型号为MHDR1X8的排母P3，并让排母P3的端子1连接第二开关电路，让排母P3的端子2～7对应与单片机U1的P4.0/TB0管脚、P2.7/TA0管脚、P4.3管脚、P4.1/TB1管脚、P4.2/TB2管脚和P1.6/TA1管脚连接。通过第二开关电路可控制近距离无线通信接口电路的通断电状态。在实际应用中，根据需要让近距离无线通信接口电路按设定的间隔时间运行和通信，并在不运行时使其断电，可实现降低能耗的目的。需要说明的是，本具体实施方式让近距离无线通信接口电路采用了RF无线通信方式，近距离无线通信模块采用的是与其对应的RF无线通信模块，但并不限于此，还可采用WIFI无线、红外无线等其他形式，只要能实现近距离无线通信均可。作为具体实施方式，如图8所示，第二开关电路具体包括POMS管Q2、电阻R8和电阻R9，其中，POMS管Q2的栅极串联电阻R9后与单片机U1的P2.6/ADC12CLK管脚连接，POMS管Q2的源极与电池接口电路的输出端连接，POMS管Q2的漏极与排母P3的端子1连接，电阻R9的两端对应与POMS管Q2的源极和栅极连接。
[0040] 如图9所示，本具体实施方式让远距离无线通信接口电路采用了Header6型的接插件P4，并让接插件P4的端子1连接第三开关电路，让接插件P4的端子2、端子3和端子5对应与单片机U1的P3.4/UTXD0管脚、P3.5/URXD0管脚和P1.5/TAO管脚连接。通过第三开关电路可控制远距离无线通信接口电路的通断电状态。在实际应用中，根据需要让远距离无线通信接口电路按设定的间隔时间运行和通信，并在不运行时使其断电，可实现降低能耗的目的。需要指出的是，本具体实施方式让远距离无线通信接口电路采用了DTU无线通信方式，远距离无线通信模块采用的是与其对应的DTU无线通信模块，但并不限于此，还可以采用其他远距离无线通信方式。如图10所示，第三开关电路具体包括POMS管Q3、电阻R10和电阻R11，其中，POMS管Q3的栅极串联电阻R10后与单片机U1的P3.3/UCLK0管脚连接，POMS管Q3的源极与电池接口电路的输出端连接，POMS管Q3的漏极与接插件P4的端子1连接，电阻R11的两端对应与POMS管Q3的源极和栅极连接。
[0041] 如图11所示，本具体实施方式中的数据存储电路采用了型号为AT45DBD41的存储芯片U2。其中，存储芯片U2的SI管脚、SCK管脚、/CS管脚和SD管脚对应与单片机U1的P5.1/SIMO1管脚、P5.3/UCLK1管脚、P5.0/SET1管脚和P5.2/SOMI1管脚连接。存储芯片U2的/PESET管脚与并联的电阻R12、电阻R13、电阻R14和电阻R15的公共端连接，电阻R12的另一端与存储芯片U2的SI管脚连接，电阻R13的另一端与存储芯片U2的SCK管脚连接，电阻R14的另一端与存储芯片U2的/CS管脚连接，电阻R15的另一端与存储芯片U2的SD管脚连接。存储芯片U2的/PESET管脚与电池接口电路的输出端连接。存储芯片U2的VCC管脚和/WP管脚相互连接后与电池接口电路的输出端连接。存储芯片U2的/WP管脚还串联电容C1后接地。存储芯片U2的GND管脚接地。通过数据存储电路即可存储压力检测数据，并将压力检测数据按设置的间隔时间上传服务器。需要指出的是，数据存储电路不限于采用型号为AT45DBD41的存储芯片，还可采用其他型号的存储芯片。
[0042] 如图12所示，本具体实施方式让压力检测控制电路增设了温度检测电路，以便于检测温度，增强了功能性和实用性。温度检测电路包括型号为DS18b20的温度传感器U3和电阻R16，其中，温度传感器U3的DQ管脚与单片机U1的P1.7/TA2管脚连接，温度传感器U3的VCC管脚与电池接口电路的输出端连接，电阻R16的两端对应与温度传感器U3的DQ管脚和VCC管脚连接，温度传感器U3的GND管脚接地。如图13所示，本具体实施方式还让压力检测控制电路设置了液晶显示接口电路，并使液晶显示接口电路与设置于壳体上的液晶显示模块连接，以便显示检测的压力和温度信号。液晶显示接口电路采用了Header5型的接插件P5，其中，接插件P5的端子1、端子2和端子3对应与单片机U1的P2.5/Rosc管脚、P2.4/CA1/TA2管脚和P2.3/CA0/TA1管脚连接，并使接插件P5的端子4连接第四开关电路。通过第四开关电路可控制液晶显示接口电路的通断电状态。在实际应用中，根据需要让液晶显示接口电路按设定的间隔时间运行或通过按钮触发运行，并在不运行时使其断电，同样可实现降低能耗的目的。如图14所示，第四开关电路具体包括POMS管Q4、电阻R17和电阻R18，其中，POMS管Q4的栅极串联电阻R17后与单片机U1的P2.2/CAOUT/TA0管脚连接，POMS管Q4的源极与电池接口电路的输出端连接，POMS管Q4的漏极与接插件P5的端子4连接，电阻R18的两端对应与POMS管Q4的源极和栅极连接。
[0043] 如图15至图17所示，本具体实施方式让压力检测控制电路设置了时钟电路、编程接口电路和指示灯电路。通过时钟电路可提供工作时钟，以便于控制。时钟电路设有型号为DS1302的时钟芯片U4，其中，时钟芯片U4的/RST管脚、I/O管脚和SCLK管脚对应与单片机U1的P4.5管脚、P4.6管脚和P4.7/TBCLK管脚连接，时钟芯片U4的VCC管脚与电池接口电路的输出端连接，时钟芯片U4的VCC1连接有时钟电池。通过编程接口电路可方便连接外部编程模块，以便于向微处理器注入需要的运行程序。编程接口电路设有JATAG接口，其中，JATAG接口的端子1、端子2、端子3、端子4和端子6对应与单片机U1的TDO/TDI管脚、TDI管脚、TMS管脚、TCK管脚和RST/NMI管脚连接。通过指示灯电路可标示管压采集仪的工作状态。指示灯电路具体包括三极管Q5和发光二极管D1，其中，三极管Q5的基极串联电阻R22后与单片机U1的P5.4/MCLK管脚连接，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的集电极与发光二极管D1的负极连接，发光二极管D1的正极串联电阻R23后与电池接口电路的输出端连接。
[0044] 如图18和图19所示，本具体实施方式让压力检测控制电路设置了电压检测电路和复位电路。通过电压检测电路可检测第一开关电路的
输出电压，对便于控制。电压检测电路具体包括串联的电阻R24和电阻R25，其中，电阻R24的另一端与POMS管Q1的漏极连接，电阻R25的另一端接地，电阻R24和电阻R25之间的连线取一点与单片机U1的P6.2/A2管脚连接。通过复位电路可使压力检测控制电路恢复初始状态。复位电路具体包括二极管D2、电阻R26和电容C2，其中，二极管D2的正极与单片机U1的RST/NMI管脚连接，二极管D2的负极与电池接口电路的输出端连接，电阻R26与二极管D2并联，电容C2的一端与二极管D2的正极连接，电容C2的另一端接地。
[0045] 以上
实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行的描述，并非对本实用新型请求保护范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域工程技术人员依据本实用新型的技术方案做出的各种形式的
变形，均应落入本实用新型的
权利要求书确定的保护范围内。
