一種線纜嵌入式數據獲取裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種線纜嵌入式數據獲取裝置，其結構包括輸入連接器、輸出連接器、電源獲取單元、數據采集單元、數據輸出單元和時統單元。本發明線纜嵌入式數據獲取裝置可橋接在設備是的信號電纜與信號端口之間，采用信號取電技術實現能源供給；采用無線發射方式送出檢測數據，以避開線纜布設問題，由此提高數據采集的可靠性；利用時統單元實現同一設備上的多個數據獲取裝置的多數據獲取的協同操作。本發明線纜嵌入式數據獲取裝置不損壞設備及線纜，無需外部供電，不影響設備的正常使用，可實時監測設備的工作運行狀態，為實現大型復雜設備在線實時狀態監測提供了必要的技術手段，具有廣泛的應用前景。
【專利說明】一種線纜嵌入式數據獲取裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種傳感器技術，具體地說是一種線纜嵌入式數據獲取裝置。
【背景技術】
[0002] 目前有兩種方式來獲取大型復雜設備的工作狀態。一種是在離線條件下，利用各 種測試儀器儀表，通過施加各種激勵信號，觀察設備的反饋信號，以此來判斷設備的工作狀 態；另一種是在在線條件下，在設備上布設各種數據傳感器，通過數據傳感器的輸出，判斷 設備的工作狀態。前者不能實時感知設備的工作狀態，其實用性較差；后者則存在以下問 題：一是設備在設計過程中并未預留數據傳感器的安裝位置，使數據傳感器難以安裝設置； 二是數據傳感器若要保持長時間的工作，一般是采用蓄電池或干電池提供能源消耗，但在 長時間的使用條件下，蓄電池需要進行反復的充電操作，而干電池也需要更換，由此增加了 操作使用人員的工作負擔；三是即使數據傳感器能夠安裝在設備上的某個合適位置，而繁 雜的線纜布設也會降低數據獲取的可靠性。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的就是提供一種線纜嵌入式數據獲取裝置，以實現對大型復雜設備工 作狀態的實時感知和在線監測。
[0004] 本發明是這樣實現的，一種線纜嵌入式數據獲取裝置，包括有： 輸入連接器，與數據采集單元相接，用于連接被測線纜； 輸出連接器，與數據采集單元相接，用于連接設備本體的線纜端口； 數據采集單元，分別與所述輸入連接器、所述輸出連接器、數據輸出單元和電源獲取單 元相接，用于采集線纜中的模擬信號、總線信息等數據； 數據輸出單元，分別與所述數據采集單元和時統單元相接，用于將所述數據采集單元 采集到的數據以無線方式發送至數據處理終端或外部的數據采集分析系統； 時統單元，與所述數據輸出單元相接，用于同步其他線纜嵌入式數據獲取裝置采集數 據的時間，以使數據采集在統一的時鐘下進行；以及 電源獲取單元，利用信號獲取電源技術獲取線纜中的電源線或信號線中的能量，以為 上述各部分提供所需的工作電源。
[0005] 所述輸入連接器和所述輸出連接器與被測線纜的連接端口采用相同的結構設計， 采用相同的插針類型，并按照相同的定義確定被測線纜中的所有信號線和電源線。
[0006] 所述數據采集單元包括微控制器、模數轉換器、總線接口和相應的支持電路。
[0007] 所述數據輸出單元為低功耗無線數據發送電路，采用Zigbee或藍牙通信協議，將 所述數據采集單元采集到的數據發送至數據處理終端或外部的數據采集分析系統。
[0008] 所述電源獲取單元包括線纜直流電源變換電路和線纜信號線能量捕獲電路； 所述線纜直流電源變換電路用于將線纜中可用的直流電源變換為上述線纜嵌入式數 據獲取裝置所需的電壓源； 所述線纜信號線能量捕獲電路是在線纜中沒有可用的電源線時，捕獲信號線上信號的 能量，為上述線纜嵌入式數據獲取裝置提供能源。
[0009] 輸入連接器和輸出連接器是本發明線纜嵌入式數據獲取裝置的安裝接口，輸入連 接器連接被測線纜，輸出連接器連接設備本體的線纜端口。輸入連接器和輸出連接器均根 據被測線纜端口進行相同的設計，采用相同的插針類型，按照相同的定義確定被測線纜中 的所有信號線和電源線。
[0010] 電源獲取單元為本發明線纜嵌入式數據獲取裝置提供能源，采用信號獲取電源技 術，通過獲取線纜中電源線或信號線的能量，得到本發明線纜嵌入式數據獲取裝置各部所 需的電源。
[0011] 本發明線纜嵌入式數據獲取裝置可橋接在設備是的信號電纜與信號端口之間，采 用信號取電技術實現能源供給；采用無線發射方式送出檢測數據，以避開線纜布設問題，由 此提高數據采集的可靠性；利用時統單元實現同一設備上的多個數據獲取裝置的多數據獲 取的協同操作。本發明線纜嵌入式數據獲取裝置不損壞設備及線纜，無需外部供電，不影響 設備的正常使用，可實時監測設備的工作運行狀態，為實現大型復雜設備在線實時狀態監 測提供了必要的技術手段，具有廣泛的應用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 圖1是本發明的結構框圖。
【具體實施方式】
[0013] 如圖1所示，本發明線纜嵌入式數據獲取裝置包括輸入連接器、輸出連接器、電源 獲取單元、數據采集單元、數據輸出單元和時統單元。
[0014] 其中，輸入連接器與數據采集單元相接，用于連接被測線纜；輸出連接器與數據采 集單元相接，用于連接設備本體的線纜端口。輸入連接器和輸出連接器與被測線纜的連接 端口采用相同的結構設計，采用相同的插針類型，并按照相同的定義確定被測線纜中的所 有信號線和電源線。
[0015] 數據采集單元分別與輸入連接器、輸出連接器、數據輸出單元和電源獲取單元相 接，用于采集線纜中的模擬信號、總線信息等數據。數據采集單元包括微控制器、模數轉換 器、總線接口和相應的支持電路。
[0016] 數據輸出單元分別與數據采集單元和時統單元相接，用于將數據采集單元采集到 的數據以無線方式發送至數據處理終端或外部的數據采集分析系統。數據輸出單元為低功 耗無線數據發送電路，采用Zigbee或藍牙通信協議，將數據采集單元采集到的數據發送至 數據處理終端或外部的數據采集分析系統。
[0017] 時統單元與數據輸出單元相接，用于同步在同一設備上安裝的其他線纜嵌入式數 據獲取裝置采集數據的時間，以使數據采集在統一的時鐘下進行。
[0018] 電源獲取單元利用信號獲取電源技術獲取線纜中的電源線或信號線中的能量，以 為上述各部分提供所需的工作電源。電源獲取單元包括線纜直流電源變換電路和線纜信號 線能量捕獲電路。線纜直流電源變換電路用于將線纜中可用的直流電源變換為上述線纜嵌 入式數據獲取裝置所需的電壓源；線纜信號線能量捕獲電路是在線纜中沒有可用的電源線 時，捕獲信號線上信號的能量，為上述線纜嵌入式數據獲取裝置提供能源。
[0019] 本發明線纜嵌入式數據獲取裝置的工作流程是：將被測線纜從設備本體端口處拆 下，將本線纜嵌入式數據獲取裝置上的輸入連接器與被測線纜相互連接，將本線纜嵌入式 數據獲取裝置上的輸出連接器與設備本體端口相互連接。連接完成后，本線纜嵌入式數據 獲取裝置中的電源獲取單元采用信號獲取電源技術，通過獲取線纜中電源線或信號線的能 量，為本線纜嵌入式數據獲取裝置提供所需工作電源。本線纜嵌入式數據獲取裝置中的數 據采集單元將實時采集由輸入連接器送入的數據流，時統單元控制數據輸出單元，將由數 據采集單元送入的數據流以無線方式發送至與本線纜嵌入式數據獲取裝置相配合的數據 處理終端，或是以無線方式發送至外部的數據采集分析系統，從而實現實時監測設備工作 運行狀態的目的。
【權利要求】
1. 一種線纜嵌入式數據獲取裝置，其特征是，包括有： 輸入連接器，與數據采集單元相接，用于連接被測線纜； 輸出連接器，與數據采集單元相接，用于連接設備本體的線纜端口； 數據采集單元，分別與所述輸入連接器、所述輸出連接器、數據輸出單元和電源獲取單 元相接，用于采集線纜中的模擬信號、總線信息等數據； 數據輸出單元，分別與所述數據采集單元和時統單元相接，用于將所述數據采集單元 采集到的數據以無線方式發送至數據處理終端或外部的數據采集分析系統； 時統單元，與所述數據輸出單元相接，用于同步其他線纜嵌入式數據獲取裝置采集數 據的時間，以使數據采集在統一的時鐘下進行；以及 電源獲取單元，利用信號獲取電源技術獲取線纜中的電源線或信號線中的能量，以為 上述各部分提供所需的工作電源。
2. 根據權利要求1所述的線纜嵌入式數據獲取裝置，其特征是，所述輸入連接器和所 述輸出連接器與被測線纜的連接端口采用相同的結構設計，采用相同的插針類型，并按照 相同的定義確定被測線纜中的所有信號線和電源線。
3. 根據權利要求1所述的線纜嵌入式數據獲取裝置，其特征是，所述數據采集單元包 括微控制器、模數轉換器、總線接口和相應的支持電路。
4. 根據權利要求1所述的線纜嵌入式數據獲取裝置，其特征是，所述數據輸出單元為 低功耗無線數據發送電路，采用Zigbee或藍牙通信協議，將所述數據采集單元采集到的數 據發送至數據處理終端或外部的數據采集分析系統。
5. 根據權利要求1所述的線纜嵌入式數據獲取裝置，其特征是，所述電源獲取單元包 括線纜直流電源變換電路和線纜信號線能量捕獲電路； 所述線纜直流電源變換電路用于將線纜中可用的直流電源變換為上述線纜嵌入式數 據獲取裝置所需的電壓源； 所述線纜信號線能量捕獲電路是在線纜中沒有可用的電源線時，捕獲信號線上信號的 能量，為上述線纜嵌入式數據獲取裝置提供能源。
【文檔編號】G08C19/00GK104064019SQ201410304245
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】馬東璽, 張勇, 馬振書 申請人:中國人民解放軍總裝備部軍械技術研究所