一種高精度數據采集無線傳輸系統硬件電路技術方案

一種高精度數據采集無線傳輸系統硬件電路，無線傳輸系統硬件電路包括單片機核心電路、A/D轉換電路、程控濾波電路、抗混疊電路。以W77E58單片機為核心，采用A/D芯片和無線傳輸模塊構成的高精度數據采集無線傳輸系統。電路結構緊湊，速度快，穩定性好，體積較小，功耗低，數據傳輸準確可靠，成本低廉。

A hardware circuit of high precision data acquisition and wireless transmission system

The hardware circuit of a high-precision data acquisition wireless transmission system, including hardware circuit of SCM, A/D conversion circuit, programmable filter circuit and anti aliasing circuit. With W77E58 single chip microcomputer as the core, a high-precision data acquisition and wireless transmission system is composed of A/D chip and wireless transmission module. The utility model has the advantages of compact structure, fast speed, good stability, small size, low power consumption, accurate and reliable data transmission and low cost.

【技術實現步驟摘要】
一種高精度數據采集無線傳輸系統硬件電路
本專利技術涉及一種高精度數據采集無線傳輸系統硬件電路，適用于無線傳輸領域。
技術介紹
隨著社會的發展和工業技術水平的不斷進步，數據采集系統是工程測試系統中常用的環節，通常由信號調理、A/D轉換、數據存儲、數據分析、顯示等幾個功能模塊組成。然而，由于具體工況千差萬別，對數據采集系統的要求也各有不同，上述數據采集系統并不能滿足所有工程實踐的需求，在需要對運動構件上被測設備的振動量進行采集從而監測其運行狀況時，由于被測設備上的傳感器安裝位置不固定，使得用電纜直接引出信號變得很不可靠，甚至根本不可能，例如輸煤系統移動設備和煉鋼廠的高爐上料小車等，此種特殊的工況復雜、采集困難的場合下，可采用高速單片機來構建數據采集無線傳輸系統，不但可解決信號采集和傳輸的困難，同時還具有體積小、功耗低、數據傳輸準確可靠、成本低廉等優點。
技術實現思路
本專利技術提供一種高精度數據采集無線傳輸系統硬件電路，電路結構緊湊，速度快，穩定性好，體積較小，功耗低，數據傳輸準確可靠，成本低廉。本專利技術所采用的技術方案是：高精度數據采集無線傳輸系統硬件電路包括:單片機核心電路、A/D轉換電路、程控濾波電路、抗混疊電路。所述單片機核心電路采用W77E58單片機，卓越的內部硬件結構和增強的數據傳輸處理功能，系統測試給定的技術要求以及實現較高速度的數據采集、數據無線傳輸、采用參數的查詢及保存等功能要求。所述A/D轉換電路中，ADC的轉換精度決定了儀器的轉換精度，為了滿足對數據采集精度的要求，系統采用了BB公司的16位高精度轉換器ADS7805，ADS7805性價比高，連續兩次采樣僅間隔10s,最高轉換頻率可達100kHz，芯片內部含有采樣保持、電壓基準和時鐘等電路，簡化用戶電路設計的同時提高了系統的穩定性，ADS7805功耗低(最大功耗為100mW，轉換精度高(最大線性誤差士3.0ISB,16位無誤碼)，信噪比低(20kHz信號輸人最小信噪比為86db，轉換結果由16位數據線并行輸出，啟動轉換和讀取上次轉換的結果可同時進行。所述濾波電路中，因為無線傳輸系統中處理的信號是模擬信號，所以濾波電路的設計選擇模擬濾波器來實現。模擬濾波器分為有源濾波器和無源濾波器。有源濾波器就是由運算放大器、電阻、電容組合而成，它在處理低頻信號(頻率在幾百KHz以下)時，濾波性能非常好；另一方面，由于受限于運放的帶寬，工作頻率并不高，而且存在失調和溫漂。而無源濾波器不僅能夠處理低頻信號還能處理高頻信號，寬帶范圍非常廣，因此選擇由R,C,L組合搭建的無源濾波器來完成信號的濾波。所述抗混疊電路中，采集信號的混疊現象，硬件電路方面需進行高頻率抗混疊濾波；為便于改變截止頻率，在該環節中選用開關電容濾波器MAX293來設計濾波電路。該開關電容濾波器是根據開關電容電路的充放電過程進行模擬濾波，當電容進行開關時，電容充放電可等效為一個電阻，即開關電容電路可等效于一階有源低通濾波器，在離散化采樣前進行低通濾波可有效濾除產生干擾的高頻成分。本專利技術的有益效果是：電路結構緊湊，速度快，穩定性好，體積較小，功耗低，數據傳輸準確可靠，成本低廉。附圖說明下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。圖1是本專利技術的單片機核心電路。圖2是本專利技術的A/D轉換電路。圖3是本專利技術的濾波電路。圖4是本專利技術的抗混疊電路。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明。如圖1，單片機核心電路采用W77E58單片機卓越的內部硬件結構和增強的數據傳輸處理功能，系統測試給定的技術要求以及實現較高速度的數據采集、數據無線傳輸、采用參數的查詢及保存等功能要求。如圖2，A/D轉換電路中，ADC的轉換精度決定了儀器的轉換精度，為了滿足對數據采集精度的要求，系統采用了BB公司的16位高精度轉換器ADS7805，ADS7805性價比高，連續兩次采樣僅間隔10s,最高轉換頻率可達100kHz，芯片內部含有采樣保持、電壓基準和時鐘等電路，簡化用戶電路設計的同時提高了系統的穩定性.ADS7805功耗低(最大功耗為100mW，轉換精度高(最大線性誤差士3.0ISB,16位無誤碼)，信噪比低(20kHz信號輸人最小信噪比為86db，轉換結果由16位數據線并行輸出，啟動轉換和讀取上次轉換的結果可同時進行。如圖3，濾波電路中，因為無線傳輸系統中處理的信號是模擬信號，所以濾波電路的設計選擇模擬濾波器來實現。模擬濾波器分為有源濾波器和無源濾波器。有源濾波器就是由運算放大器、電阻、電容組合而成，它在處理低頻信號(頻率在幾百KHz以下)時，濾波性能非常好；另一方面，由于受限于運放的帶寬，工作頻率并不高，而且存在失調和溫漂。而無源濾波器不僅能夠處理低頻信號還能處理高頻信號，寬帶范圍非常廣，因此選擇由R,C,L組合搭建的無源濾波器來完成信號的濾波。如圖4，抗混疊電路中，采集信號的混疊現象，硬件電路方面需進行高頻率抗混疊濾波;為便于改變截止頻率，在該環節中選用開關電容濾波器MAX293來設計濾波電路。該器是根據開關電容電路的充放電過程進行模擬濾波，當電容進行開關時，電容充放電可等效為一個電阻，即開關電容電路可等效于一階有源低通濾波器，在離散化采樣前進行低通濾波可有效濾除產生干擾的高頻成分。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高精度數據采集無線傳輸系統硬件電路，其特征是：所述無線傳輸系統硬件電路包括單片機核心電路、A/D轉換電路、程控濾波電路、抗混疊電路。

【技術特征摘要】
1.一種高精度數據采集無線傳輸系統硬件電路，其特征是：所述無線傳輸系統硬件電路包括單片機核心電路、A/D轉換電路、程控濾波電路、抗混疊電路。2.根據權利要求1所述的一種高精度數據采集無線傳輸系統硬件電路，其特征是：所述單片機核心電路采用W77E58單片機，系統測試給定的技術要求以及實現較高速度的數據采集。3.根據權利要求1所述的一種高精度數據采集無線傳輸系統硬件電路，其特征是：所述A/D轉換電路中，ADC的轉換精度決定了儀器的轉換精度，為了滿足對數據采集精度的要求，系統采用了BB公司的16位高精度轉換器ADS7805。4.根據權利要求1所述的一種高精度數據采集無線傳輸系統硬件電路，其特征是：所述A/D轉換電路中，ADS7805性價比高，連續兩次采樣僅間隔10s,芯片內部含有采樣保持、電壓基準和時鐘等電路，簡化...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭洪，
申請(專利權)人：郭洪，
類型：發明
國別省市：遼寧,21