可扩展多功能传感器采集系统技术方案

可扩展多功能传感器采集系统，包括MCU，与MCU相连的称重采样单元、扩展称重采样单元、温湿度采样单元、可扩展锁控单元、输入单元、输出单元、信号输出单元以及串口通信单元；MCU通过串口通信单元与上位机通信；本实用新型专利技术同时具有重量信号采集、温湿度信号采集以及门锁控制多种功能，从而能够适用于不同的应用领域和应用场景。

【技术实现步骤摘要】
可扩展多功能传感器采集系统
本技术涉及信号采集
，具体涉及一种可扩展多功能传感器采集系统。
技术介绍
目前，市场上的信号采集器功能单一，每种信号采集器只能应用于单一的领域，例如电子秤信号采集器就只有电子秤称重的功能，温湿度信号采集器就只有温湿度检测功能，门锁控制装置就只能锁控功能；对于不同的应用场景，就需要采购不同的信号采集器。因此，市场急需一种具有多功能并且能够应用于多领域的信号采集器，以同时满足客户对于不同应用场景的不同需求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可扩展多功能传感器采集系统，旨在解决现有的信号采集器功能单一、无法应用于多领域的问题。本技术是这样实现的，本技术可扩展多功能传感器采集系统所采用的技术方案是：可扩展多功能传感器采集系统，包括MCU，与所述MCU相连的称重采样单元、扩展称重采样单元、温湿度采样单元、可扩展锁控单元、输入单元、输出单元、信号输出单元以及串口通信单元；所述MCU通过所述串口通信单元与上位机通信；所述称重采样单元用于采集重量信号；所述扩展称重采样单元由多个所述称重采样单元组成，以实现对多个不同位置的重量信号的采集；所述温湿度采样单元用于采集温湿度信号；所述可扩展锁控单元一方面将电控锁状态传送至所述MCU或经所述MCU发送至所述上位机，一方面将所述MCU或所述上位机经所述MCU发出的电控锁控制信号输出至所述电控锁，以控制所述电控锁的开启和锁闭；所述输入单元用于读取外部设备的输入信号；所述输出单元用于将所述MCU或所述上位机经所述MCU发出的控制信号输出至外接设备，从而驱动所述外接设备动作；所述信号输出单元用于将所述MCU或所述上位机经所述MCU发出的控制信号转换为NPN或PNP信号输出至外接元件，从而控制所述外接元件电流的导通或截止；所述称重采样单元或所述扩展称重采样单元或所述温湿度采样单元或所述输入单元或所述可扩展锁控单元采集的重量信号或温湿度信号或电控锁状态传送至所述MCU，所述MCU对于接收到的所述重量信号或所述温湿度信号或所述电控锁状态进行读取、计算、上报至所述上位机，所述MCU将经过处理分析后得到的控制指令或经过所述串口通信单元接收到的所述上位机的控制指令通过所述输出单元或所述信号输出单元或所述可扩展锁控单元发送至所述外接设备或所述外接元件或所述电控锁，从而能够以不同功能应用于不同领域。进一步地，所述可扩展多功能传感器采集系统还包括与所述MCU相连的电源单元、显示单元、按键输入单元以及声音提示单元；所述电源单元用于为所述可扩展多功能传感器采集系统提供电源，所述显示单元用于显示所述MCU的数据或经所述MCU转发的所述上位机的数据；所述按键输入单元用于用户输入功能设置，以使用户与所述MCU或经所述MCU与所述上位机实现人机交互操作；所述声音提示单元用于对所述MCU发出的状态信号进行声音提示，以提示所述可扩展多功能传感器采集系统所处的当前状态。进一步地，所述显示单元显示的数据，包括价格、重量、温度、湿度以及与所述上位机下发的指令相对应的数据。进一步地，所述称重采样单元包括AD转换器芯片U7，传感器接口J4，三极管Q3，电容C19、C20、C23、C24以及C55，电阻R27、R30、R31以及R32；所述传感器接口J4用于连接外部传感器，所述外部传感器将采集的重量信号发送至所述传感器接口J4；所述AD转换器芯片用于将所述传感器接口J4输入的传感器模拟信号转换为数字信号，以传送至所述MCU；所述传感器接口J4的接口S+和S-连接外部传感器，所述传感器接口J4的引脚1接地，所述传感器接口J4的引脚2连接所述电阻R30的一端，所述电阻R30的另一端分别连接所述电容C23的一端和所述AD转换器芯片U7的引脚8，所述传感器接口J4的引脚3连接所述电阻R31的一端，所述电阻R31的另一端分别连接所述电容C23的另一端和所述AD转换器芯片U7的引脚7，所述传感器接口J4的引脚4分别连接所述电容C19的一端和所述电阻R26的一端，所述电容C19的另一端接地，所述电阻R26的一端还分别连接所述AD转换器芯片U7的引脚3和所述三极管Q3的集电极，所述三极管Q3的基极连接所述电阻R27的一端，所述电阻R27的另一端连接所述AD转换器芯片U7的引脚2，所述AD转换器芯片U7的引脚4分别连接所述电阻R26的另一端和所述电阻R32的一端，所述AD转换器芯片U7的引脚6连接所述电容C24的一端，所述AD转换器芯片U7的引脚5分别连接所述电阻R31的另一端和所述电容C24的另一端，所述电容C24的另一端还接地；所述AD转换器芯片U7的引脚1分别连接所述三极管Q3的发射极和所述电容C20的一端，所述电容C20的另一端接地，所述电容C20的一端还连接所述电容C55的一端，所述电容C55的另一端接地，所述电容C55的一端还分别连接所述AD转换器芯片U7的引脚16和端子，所述AD转换器芯片U7的引脚15和引脚14相连后接地，所述AD转换器芯片U7的引脚12和引脚11分别连接所述MCU的采样信号输入端和公共时钟端，所述AD转换器芯片U7的引脚10和引脚9相连后接地。进一步地，所述扩展称重采样单元包括多个所述称重采样单元，处理器芯片U31，多选一复用芯片U32，扩展接口J15，三极管Q-1，电阻R-1、R-2、R-3、R-4、R-5、R-6、R-7、R-8、R-9、R-10、R-11以及R-12；所述多选一复用芯片U32的输入端为多路，所述多选一复用芯片U32的每一路输入端连接一个所述称重采样单元，以使所述多选一复用芯片U32的多路输入端连接多个所述称重采样单元；所述MCU或所述上位机经过所述MCU发出的控制指令，经过所述扩展接口J15发送至所述处理器芯片U31，所述处理器芯片U31将接收到的所述控制指令转换后发送至所述多选一复用芯片U32，所述多选一复用芯片U32将所述控制指令指定的所述称重采样单元采集的所述重量信号传输至所述处理器芯片U31，所述处理器芯片U31将接收到的所述重量信号转换后经过所述扩展接口J15发送至所述MCU；多个所述称重采样单元分布于不同位置，每个所述称重采样单元采集一个位置的所述重量信号，从而使得所述扩展称重采样单元实现了对多个不同位置的所述重量信号的采集；所述多选一复用芯片U32的输出端包括引脚1、引脚2、引脚3、引脚4以及引脚5，所述多选一复用芯片U32的引脚1通过所述扩展接口J15的引脚2连接所述MCU的输入端，所述扩展接口J15的引脚2还连接所述电阻R-1的一端，所述电阻R-1的另一端接端子；所述多选一复用芯片U32的引脚2分别连接所述电阻R-7的一端和所述处理器芯片U31的引脚5，所述多选一复用芯片U32的引脚3分别连接所述电阻R-8的一端和所述处理器芯片U31的引脚6，所述多选一复用芯片U32的引脚4分别连接所述电阻R-9的一端和所述处理器芯片U31的引脚7，所述多选一复用芯片U32的引脚5分别连接所述电阻R-10的一端和所述三极管Q-1的集电极，所述三极管Q-1的发射极接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可扩展多功能传感器采集系统，其特征在于，包括MCU，与所述MCU相连的称重采样单元、扩展称重采样单元、温湿度采样单元、可扩展锁控单元、输入单元、输出单元、信号输出单元以及串口通信单元；所述MCU通过所述串口通信单元与上位机通信；/n所述称重采样单元用于采集重量信号；所述扩展称重采样单元由多个所述称重采样单元组成，以实现对多个不同位置的重量信号的采集；所述温湿度采样单元用于采集温湿度信号；所述可扩展锁控单元一方面将电控锁状态传送至所述MCU或经所述MCU发送至所述上位机，一方面将所述MCU或所述上位机经所述MCU发出的电控锁控制信号输出至所述电控锁，以控制所述电控锁的开启和锁闭；所述输入单元用于读取外部设备的输入信号；所述输出单元用于将所述MCU或所述上位机经所述MCU发出的控制信号输出至外接设备，从而驱动所述外接设备动作；所述信号输出单元用于将所述MCU或所述上位机经所述MCU发出的控制信号转换为NPN或PNP信号输出至外接元件，从而控制所述外接元件电流的导通或截止；/n所述称重采样单元或所述扩展称重采样单元或所述温湿度采样单元或所述输入单元或所述可扩展锁控单元采集的重量信号或温湿度信号或电控锁状态传送至所述MCU，所述MCU对于接收到的所述重量信号或所述温湿度信号或所述电控锁状态进行读取、计算、上报至所述上位机，所述MCU将经过处理分析后得到的控制指令或经过所述串口通信单元接收到的所述上位机的控制指令通过所述输出单元或所述信号输出单元或所述可扩展锁控单元发送至所述外接设备或所述外接元件或所述电控锁。/n...

【技术特征摘要】
1.可扩展多功能传感器采集系统，其特征在于，包括MCU，与所述MCU相连的称重采样单元、扩展称重采样单元、温湿度采样单元、可扩展锁控单元、输入单元、输出单元、信号输出单元以及串口通信单元；所述MCU通过所述串口通信单元与上位机通信；
所述称重采样单元用于采集重量信号；所述扩展称重采样单元由多个所述称重采样单元组成，以实现对多个不同位置的重量信号的采集；所述温湿度采样单元用于采集温湿度信号；所述可扩展锁控单元一方面将电控锁状态传送至所述MCU或经所述MCU发送至所述上位机，一方面将所述MCU或所述上位机经所述MCU发出的电控锁控制信号输出至所述电控锁，以控制所述电控锁的开启和锁闭；所述输入单元用于读取外部设备的输入信号；所述输出单元用于将所述MCU或所述上位机经所述MCU发出的控制信号输出至外接设备，从而驱动所述外接设备动作；所述信号输出单元用于将所述MCU或所述上位机经所述MCU发出的控制信号转换为NPN或PNP信号输出至外接元件，从而控制所述外接元件电流的导通或截止；
所述称重采样单元或所述扩展称重采样单元或所述温湿度采样单元或所述输入单元或所述可扩展锁控单元采集的重量信号或温湿度信号或电控锁状态传送至所述MCU，所述MCU对于接收到的所述重量信号或所述温湿度信号或所述电控锁状态进行读取、计算、上报至所述上位机，所述MCU将经过处理分析后得到的控制指令或经过所述串口通信单元接收到的所述上位机的控制指令通过所述输出单元或所述信号输出单元或所述可扩展锁控单元发送至所述外接设备或所述外接元件或所述电控锁。


2.根据权利要求1所述的可扩展多功能传感器采集系统，其特征在于，所述可扩展多功能传感器采集系统还包括与所述MCU相连的电源单元、显示单元、按键输入单元以及声音提示单元；所述电源单元用于为所述可扩展多功能传感器采集系统提供电源，所述显示单元用于显示所述MCU的数据或经所述MCU转发的所述上位机的数据；所述按键输入单元用于用户输入功能设置，以使用户与所述MCU或经所述MCU与所述上位机实现人机交互操作；所述声音提示单元用于对所述MCU发出的状态信号进行声音提示，以提示所述可扩展多功能传感器采集系统所处的当前状态。


3.根据权利要求2所述的可扩展多功能传感器采集系统，其特征在于，所述显示单元显示的数据，包括价格、重量、温度、湿度以及与所述上位机下发的指令相对应的数据。


4.根据权利要求1所述的可扩展多功能传感器采集系统，其特征在于，所述称重采样单元包括AD转换器芯片U7，传感器接口J4，三极管Q3，电容C19、C20、C23、C24以及C55，电阻R27、R30、R31以及R32；所述传感器接口J4用于连接外部传感器，所述外部传感器将采集的重量信号发送至所述传感器接口J4；所述AD转换器芯片用于将所述传感器接口J4输入的传感器模拟信号转换为数字信号，以传送至所述MCU；
所述传感器接口J4的接口S+和S-连接外部传感器，所述传感器接口J4的引脚1接地，所述传感器接口J4的引脚2连接所述电阻R30的一端，所述电阻R30的另一端分别连接所述电容C23的一端和所述AD转换器芯片U7的引脚8，所述传感器接口J4的引脚3连接所述电阻R31的一端，所述电阻R31的另一端分别连接所述电容C23的另一端和所述AD转换器芯片U7的引脚7，所述传感器接口J4的引脚4分别连接所述电容C19的一端和所述电阻R26的一端，所述电容C19的另一端接地，所述电阻R26的一端还分别连接所述AD转换器芯片U7的引脚3和所述三极管Q3的集电极，所述三极管Q3的基极连接所述电阻R27的一端，所述电阻R27的另一端连接所述AD转换器芯片U7的引脚2，所述AD转换器芯片U7的引脚4分别连接所述电阻R26的另一端和所述电阻R32的一端，所述AD转换器芯片U7的引脚6连接所述电容C24的一端，所述AD转换器芯片U7的引脚5分别连接所述电阻R31的另一端和所述电容C24的另一端，所述电容C24的另一端还接地；所述AD转换器芯片U7的引脚1分别连接所述三极管Q3的发射极和所述电容C20的一端，所述电容C20的另一端接地，所述电容C20的一端还连接所述电容C55的一端，所述电容C55的另一端接地，所述电容C55的一端还分别连接所述AD转换器芯片U7的引脚16和端子，所述AD转换器芯片U7的引脚15和引脚14相连后接地，所述AD转换器芯片U7的引脚12和引脚11分别连接所述MCU的采样信号输入端和公共时钟端，所述AD转换器芯片U7的引脚10和引脚9相连后接地。


5.根据权利要求4所述的可扩展多功能传感器采集系统，其特征在于，所述扩展称重采样单元包括多个所述称重采样单元，处理器芯片U31，多选一复用芯片U32，扩展接口J15，三极管Q-1，电阻R-1、R-2、R-3、R-4、R-5、R-6、R-7、R-8、R-9、R-10、R-11以及R-12；
所述多选一复用芯片U32的输入端为多路，所述多选一复用芯片U32的每一路输入端连接一个所述称重采样单元，以使所述多选一复用芯片U32的多路输入端连接多个所述称重采样单元；
所述MCU或所述上位机经过所述MCU发出的控制指令，经过所述扩展接口J15发送至所述处理器芯片U31，所述处理器芯片U31将接收到的所述控制指令转换后发送至所述多选一复用芯片U32，所述多选一复用芯片U32将所述控制指令指定的所述称重采样单元采集的所述重量信号传输至所述处理器芯片U31，所述处理器芯片U31将接收到的所述重量信号转换后经过所述扩展接口J15发送至所述MCU；多个所述称重采样单元分布于不同位置，每个所述称重采样单元采集一个位置的所述重量信号，从而使得所述扩展称重采样单元实现了对多个不同位置的所述重量信号的采集；
所述多选一复用芯片U32的输出端包括引脚1、引脚2、引脚3、引脚4以及引脚5，所述多选一复用芯片U32的引脚1通过所述扩展接口J15的引脚2连接所述MCU的输入端，所述扩展接口J15的引脚2还连接所述电阻R-1的一端，所述电阻R-1的另一端接端子；所述多选一复用芯片U32的引脚2分别连接所述电阻R-7的一端和所述处理器芯片U31的引脚5，所述多选一复用芯片U32的引脚3分别连接所述电阻R-8的一端和所述处理器芯片U31的引脚6，所述多选一复用芯片U32的引脚4分别连接所述电阻R-9的一端和所述处理器芯片U31的引脚7，所述多选一复用芯片U32的引脚5分别连接所述电阻R-10的一端和所述三极管Q-1的集电极，所述三极管Q-1的发射极接地，所述三极管Q-1的基极分别连接所述电阻R-11的一端和所述电阻R-12的一端，所述电阻R-12的另一端接地，所述电阻R-11的另一端分别连接所述处理器芯片U31的引脚4和所述电阻R-6的一端，所述电阻R-6的另一端、所述电阻R-7的另一端、所述电阻R-8的另一端、所述电阻R-9的另一端以及所述电阻R-10的另一端分别接端子，所述处理器芯片U31的引脚1经过所述扩展接口J15的引脚3连接所述MCU的扩展数据端，所述扩展接口J15的引脚3还连接所述电阻R-2的一端，所述电阻R-2的另一端接端子，所述处理器芯片U31的引脚2经过所述扩展接口J15的引脚4连接所述MCU的扩展清零端，所述扩展接口J15的引脚4还连接所述电阻R-3的一端，所述电阻R-3的另一端接端子，所述处理器芯片U31的引脚3经过所述扩展接口J15的引脚5连接所述MCU的扩展时钟端，所述扩展接口J15的引脚5还连接所述电阻R-4的一端，所述电阻R-4的另一端接端子，所述扩展接口J15的引脚6分别连接所述MCU的总线端和所述电阻R-5的一端，所述电阻R-5的另一端接端子，所述电阻R-5的另一端还连接所述称重采样单元的数据端，所述扩展接口J15的引脚7接地。


6.根据权利要求5所述的可扩展多功能传感器采集系统，其特征在于，所述扩展称重采样单元与所述扩展称重采样单元之间通过串接扩展延伸为多个所述扩展称重采样单元。


7.根据权利要求1所述的可扩展多功能传感器采集系统，其特征在于，所述输入单元和所述输出单元通过插座CON2相连；所述输入单元包括光耦隔离器U10A、U10B、U10C以及U10D，发光二极管D21、D22、D23以及D24，电阻R66、R67、R68、R69、R70、R72、R73以及R75；所述输出单元包括场效应管Q6、Q7、Q10以及Q12，三极管Q5、Q8、Q11以及Q13，发光二极管D7、D11、D14以及D18，二极管D8、D12、D15以及D19，电阻R36、R37、R38、R39、R40、R45、R46、R47、R48、R49、R52、R53、R54、R55、R56、R61、R62、R63、R64以及R65；
所述光耦隔离器U10A的引脚16分别连接所述MCU的信号输入端IN3和所述发光二极管D24的负极，所述发光二极管D24的正极连接所述电阻R72的一端，所述电阻R72的另一端接端子，所述光耦隔离器U10A的引脚15接地，所述光耦隔离器U10A的引脚1连接所述电阻R75的一端，所述电阻R75的另一端接电路电源，所述光耦隔离器U10A的引脚2连接插座CON2的引脚8；
所述光耦隔离器U10B的引脚14分别连接所述MCU的信号输入端IN2和所述发光二极管D23的负极，所述发光二极管D23的正极连接所述电阻R70的一端，所述电阻R70的另一端接端子，所述光耦隔离器U10B的引脚13接地，所述光耦隔离器U10B的引脚3连接所述电阻R73的一端，所述电阻R73的另一端接电路电源，所述光耦隔离器U10B的引脚4连接插座CON2的引脚7；
所述光耦隔离器U10C的引脚12分别连接所述MCU的信号输入端IN1和所述发光二极管D22的负极，所述发光二极管D22的正极连接所述电阻R68的一端，所述电阻R68的另一端接端子，所述光耦隔离器U10C的引脚11接地，所述光耦隔离器U10C的引脚5连接所述电阻R69的一端，所述电阻R69的另一端接电路电源，所述光耦隔离器U10C的引脚6连接插座CON2的引脚6；
所述光耦隔离器U10D的引脚10分别连接所述MCU的信号输入端IN0和所述发光二极管D21的负极，所述发光二极管D21的正极连接所述电阻R66的一端，所述电阻R66的另一端接端子，所述光耦隔离器U10D的引脚9接地，所述光耦隔离器U10D的引脚7连接所述电阻R67的一端，所述电阻R67的另一端接电路电源，所述光耦隔离器U10D的引脚8连接插座CON2的引脚5；
所述插座CON2的引脚4分别连接所述二极管D19的负极和所述发光二极管D18的正极，所述二极管D19的正极接地，所述发光二极管D18的负极连接所述电阻R65的一端，所述电阻R65的另一端接地，所述发光二极管D18的正极还连接所述场效应管Q12的漏极，所述场效应管Q12的源极分别连接电路电源和所述电阻R63的一端，所述电阻R63的另一端分别连接所述场效应管Q12的栅极和所述电阻R64的一端，所述电阻R64的另一端连接所述三极管Q13的集电极，所述三极管Q13的发射极接地，所述三极管Q13的基极分别连接所述电阻R62的一端和所述电阻R61的一端，所述电阻R62的另一端接地，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈渭敏，
申请(专利权)人：深圳市昶丰科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44