专利名称：一种多类型传感器通用接口的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种传感器与测控设备的接口，尤其是涉及一种能识别传感器类型的接口。
背景技术：
在通讯领域内，为确保大型通讯设备的正常运转，要求对通讯机房进行温度、湿度、烟雾、红外、玻璃破碎以及露点等多种参数进行实时测控，所用传感器类型较多。在测控设备与传感器连接中，一般的实现方式是，每一种传感器在测控设备上对应安排一个插头(座)。但这种方法的缺点在于如果采用相同的插头(座)，用户在使用时容易插错位置，这样不但不能完成正常的检测，严重的可能导致传感器的损坏；如果为了防止误插，对不同类型的传感器采用不同的插头(座)，在当传感器类型较多时就要选用多种类型的插头(座)，这给生产和使用都带来诸多不便，且当有新的参数需要测控时，还须对接口插头(座)进行相应的改造，否则无法完成测控任务。因此，在测控设备中，应妥善解决传感器与设备的接口问题。
现有技术的解决方案请参考名称为“一种带类型识别的测量接口”的专利(专利号0110872.3，公开号CN1319757A)。据资料介绍该方法可实现一个测量接口能对应多个传感器。但是，通过对其技术方案分析可以发现，采用此方案，该接口只能允许工作于同一种电源电压下的传感器接入，对于当传感器类型较多所需电源又各不相同、输出信号差别较大的场合还难以满足要求。为此，测量接口不能对应多个工作电压不同和输出信号不同的传感器是当前待解决的问题。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多类型传感器通用接口，解决现有接口不能对应连接工作电压不同的传感器的问题。
为达到上述目的，本实用新型提供了一种多类型传感器通用接口，用于与传感器连接，包括有电源线、地线、传感器输出信号线、传感器类型编码线和控制装置，所述传感器输出信号线和传感器类型编码线与所述控制装置连接，其特点在于，所述电源线上设有一连接所述控制装置的供电电源选择开关，所述供电电源选择开关控制所述电源线向所述传感器输出相应的工作电压。
上述的装置，其特点在于，所述供电电源选择开关包括多个组合在一起的继电器，所述继电器的每个控制端分别与所述控制装置连接。
上述的接口，其特点在于，所述继电器设置有+5V电压、+12V电压、+24V电压、无连接状态等触点。
上述的接口，其特点在于，还包括有用于传输不同电压信号的光耦，所述传感器输出信号线通过所述光耦连接所述控制装置。
上述的接口，其特点在于，所述控制装置为用于完成传感器类型编码线的检测、供电电源选择开关的控制、传感器输出信号的处理、接口工作状态的指示的现场可编程门阵列FPGA，所述现场可编程门阵列FPGA连接有用于控制接口的中央处理器CPU。
上述的接口，其特点在于，还包括有一工作状态指示装置，所述工作状态指示装置与所述控制装置连接。
上述的接口，其特点在于，所述工作状态指示装置为一发光二极管LED。
上述的接口，其特点在于，所述传感器的接口为RJ-45插座。
本实用新型的技术效果在于本实用新型通过设置电源选择开关和使用光耦，实现了在多参数测控中传感器工作电压不同、传感器输出信号电平不同的情况下，仍能做到正常测控，且做到不同类型的传感器可任意插入已设置的接口，大大提高了用户使用的方便性。
以下结合附图进一步详细说明本实用新型的具体实施例。


图1是本实用新型多类型传感器通用接口的功能框图；图2是本实用新型多类型传感器通用接口的一个实施方案；
图3是本实用新型测控软件处理流程图；图4是供电电源选择开关的一个实施方案。
具体实施方式
本实用新型所述“多类型传感器通用接口”的功能框图如图1所示。其包含以下几部分传感器供电部分101，传感器工作电源由此供出；传感器输出信号部分102，来自传感器的信号由此进入接口；传感器类型编码部分103，实现对传感器类型的编码；传感器工作状态指示部分104，通过LED指示，用户可以直观的看到当前的工作状态，告警情况。
附图2是多类型传感器通用接口的一个实施方案CPU部分201，负责对接口的控制；FPGA(Field Programmable Gate Array现场可编程门阵列)部分202，实现与CPU的通讯接口、传感器类型编码线的检测、传感器供电的控制、传感器输出信号的处理、接口工作状态的指示等；传感器接口203，通过此接口将传感器与测控设备相连接；供电电源选择开关204，控制接口对传感器供出的工作电源。
对于接口插座的选择通过对各种插座的功能、性能、体积、价格、通用性等因素分析后，本实用新型选定RJ-45插座用作传感器的接口。RJ-45插座不但可以满足对引脚数目的要求，还带有两个LED，可以向用户直观的显示当前的工作状态、告警情况等。在RJ-45插座的8根引线中，两根用于传感器接口的供电，即电源线、地线；两根用于引入传感器的输出信号；另外四根用于传感器的类型编码。
对于电源供电部分经过对目前在大型通讯机房环境测控中所使用的传感器型号进行分析、归纳可知，其工作电压一般有三种+5V、+12V、+24V。因此，要求接口203能够提供三种工作电压。我们在接口203中安排一根电源线，接口平时并不向外供电，只有当传感器在位后，正确的判断出传感器类型时，才会控制供电电源选择开关204，向外供出工作电压，以满足不同类型传感器对工作电压的要求。
对于信号处理部分由于工作电压的不同，传感器的输出信号也有不同的电平，造成传感器输出信号不能直接送给FPGA处理。为此，我们采用了光耦205，将各种不同工作电压下的传感器输出信号变成统一的数字信号后送给FPGA处理，做到了传感器输出信号与FPGA的有效隔离，使FPGA对不同工作电压下不同类型传感器的输出信号都能进行处理。由于采用了光耦205进行隔离，接口203要求传感器的输出应为电平信号或方波信号。传感器的输出信号线一般是1～2路，因此接口203中设置了两根传感器输入信号线。
对于编码部分采用四根编码线实现对传感器的类型编码。在设计中，对于测控设备所需要支持的传感器类型，每一类型的传感器分配一个唯一的编码。在加工制作传感器与接口的连接线时，应该按照各传感器的类型编码设定相应的编码线的连接状态。对于编码的实现方式，可以有多种，在应用中可根据实际情况选用。
对于多类型传感器通用接口的状态检测和供电电源控制，可以通过编写CPU的测控软件来实现，当接口中有传感器的接入或者拔出时，FPGA检测出传感器类型编码线状态发生变化，向CPU申请中断，在中断服务程序中，CPU测控软件通过查询编码线便可判断出当前接口中的状态，如果传感器不在位或者传感器类型不识别，则停止供电，如果为已设定的传感器类型，则向其提供相应电源，然后由FPGA处理传感器的输出信号，再将当前的状态交与CPU测控软件处理。
图3为CPU测控软件部分的流程图，此处只描述了测控软件处理一个接口时的中断服务程序，包括步骤31，关中断；步骤32，接口中已没有传感器在位？是，执行33，否执行34；步骤33，停止向接口供电，转向36；步骤34，类型编码为已知传感器类型？是，执行35，否执行33；步骤35，根据传感器类型向接口供电；步骤36，开中断；步骤37，返回。
以上为一个接口时的中断服务程序，。若有多个接口时，中断服务程序应处理多个接口的状态。
图4为供电电源选择开关的一个实施方案。可以使用3个继电器来实现供电电源的选择，继电器的控制由FPGA负责，继电器41、42、43的控制端411、421、431都与FPGA连接，通过FPGA改变这3个继电器的状态，可以向外供出+5V、+12V、+24V三种不同的电源。其中N.C.表示无连接，以实现在无传感器在位的情况下，接口并不向外供电。
权利要求1.一种多类型传感器通用接口，用于与传感器连接，包括有电源线、地线、传感器输出信号线、传感器类型编码线和控制装置，所述传感器输出信号线和传感器类型编码线与所述控制装置连接，其特征在于，所述电源线上设有一连接所述控制装置的供电电源选择开关，所述供电电源选择开关控制所述电源线向所述传感器输出相应的工作电压。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述供电电源选择开关包括多个组合在一起的继电器，所述继电器的每个控制端分别与所述控制装置连接。
3.根据权利要求2所述的接口，其特征在于，所述继电器设置有无连接状态、+5V电压、+12V电压、+24V电压触点。
4.根据权利要求1、2或3所述的接口，其特征在于，还包括有用于传输不同电压信号的光耦，所述传感器输出信号线通过所述光耦连接所述控制装置。
5.根据权利要求1、2或3所述的接口，其特征在于，所述控制装置为用于完成传感器类型编码线的检测、供电电源选择开关的控制、传感器输出信号的处理、接口工作状态的指示的现场可编程门阵列FPGA，所述现场可编程门阵列FPGA连接有用于控制接口的中央处理器CPU。
6.根据权利要求4所述的接口，其特征在于，所述控制装置为用于完成传感器类型编码线的检测、供电电源选择开关的控制、传感器输出信号的处理、接口工作状态的指示的现场可编程门阵列FPGA，所述现场可编程门阵列FPGA连接有用于控制接口的中央处理器CPU。
7.根据权利要求1所述的接口，其特征在于，还包括有一工作状态指示装置，所述工作状态指示装置与所述控制装置连接。
8.根据权利要求7所述的接口，其特征在于，所述工作状态指示装置为一发光二极管LED。
9.根据权利要求7所述的接口，其特征在于，所述传感器的接口为RJ-45插座。
专利摘要本实用新型公开了一种多类型传感器通用接口，用于与传感器连接，包括有电源线、地线、传感器输出信号线、传感器类型编码线和控制装置，所述传感器输出信号线和传感器类型编码线与所述控制装置连接，所述电源线上设有一连接所述控制装置的供电电源选择开关，所述供电电源选择开关控制所述电源线向所述传感器输出相应的工作电压。本实用新型可与不同类型的传感器连接，解决了现有接口不能对应连接工作电压不同的传感器的问题。
文档编号G01D5/12GK2660482SQ20032012508
公开日2004年12月1日 申请日期2003年12月2日 优先权日2003年12月2日
发明者于克泳, 高胜宏, 张凯丰, 李伟 申请人:中兴通讯股份有限公司