非接觸式超聲波檢測單元節點電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種超聲波檢測技術，特別涉及一種非接觸式超聲波檢測單元節點電路。
【背景技術】
[0002]目前，國內廠商的傳感器網絡主要采用現場工業控制技術，傳感器采用非常低端的接觸式技術，其現有技術應用于城市管線安全監控系統，不足之處體現在以下方面:
[0003]1、供電系統:
[0004]傳感器節點采用電池供電方式，在管井高潮濕環境惡劣環境下電池供電，電池壽命大大縮短，當電量不足以運行感應設備時，極易造成數據采集的丟失、漏報和不準確性；采用電池供電，每隔2-3年需要定期更換，后期運營維護成本將不斷提高。對城市運行道路的次生影響。因電池電量不足需要對其進行更換時，對城市管線頻繁進行管井維護，會影響城市道路正常運行，嚴重時甚至會產生交通堵塞等次生現象出現。
[0005]2、傳感技術:
[0006]感應節點采用接觸式傳感技術，將感應節點布置于井蓋上。感應節點采用接觸式傳感技術，當感應節點設備位于井蓋上時，極易造成跟隨井蓋的丟失、被盜而缺失，這樣會破壞和影響整個管線監控系統，并會對其維護增加不必要的二次投入成本；傾角傳感器，技術方面較為落后，不利于加快、促進物聯網智慧城市的步伐。當井蓋以較小傾角或垂直方向不帶傾角產生移動時，接觸式傳感器不能有效準確監測采集信息，前端監控中心由于不能準確接收感應節點所提供的正確信息而造成錯誤的數據分析或額外的成本投入。
[0007]上述兩種傳感器的安裝同樣存在供電困難的問題。
[0008]3，信息傳輸:整個管線監控系統僅提供單一的信息傳輸方式，一般采用工業現場控制總線方式:
[0009]傳感器網絡采用485總線:RS-485總線網絡拓撲一般采用終端匹配的總線型結構。即采用一條總線將各個節點串接起來，可靠傳輸距離和網絡規模受限制(一般不超過lkm,節點數小于256)，如果需要在城市管線較長距離(5-10Km)使用，就必須在網絡中使用多個485中繼器。這樣，使得網絡功耗增大、抗電磁干擾能力差，可靠性和可用性大大降低。同時，如果單個感應節點設備產生故障，極易造成整個總線網絡癱瘓，影響其后期的故障排查，維護難度加大；
[0010]傳感器網絡采用有源RFID網絡:又稱為主動式RFID (Active tag)，依據電子標簽供電方式的不同進行劃分的電子標簽一種類型，通常支持遠距離識別也只有幾百米。大量的RFID基站互聯網絡同樣遇到問題。同時，有源電子標簽內裝有電池，由于有源電子標簽需要電池供電，因此有源電子標簽有一定的使用時長，超過一定時間后電子標簽由于缺少電能將無法工作。其缺點:耗能高、穿透能力差、易受外界自然因素干擾。
【實用新型內容】
[0011]本實用新型是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種能耗低、穿透能力強的非接觸式超聲波檢測單元節點電路。
[0012]本實用新型提供的非接觸式超聲波檢測單元節點電路，具有這樣的特征，包括:通信模塊電路；控制模塊電路，與通信模塊電路相連接；以及超聲波傳感器模塊電路，與通信模塊電路、控制模塊電路分別相連接，其中，通信模塊電路，具有:F頭接口、通信電路和電源電路，F頭接口與通信電路相連接、電源電路分別相連接，通信電路與電源電路相連接，控制模塊電路，具有:MCU模塊，MCU模塊與通信電路、電源電路分別相連接，超聲波傳感器模塊電路，具有:發送驅動電路、接收驅動電路和收發一體超聲波傳感器，發送驅動電路與MCU模塊、收發一體超聲波傳感器分別相連接，接收驅動電路與電源電路、MCU模塊、收發一體超聲波傳感器分別相連接。
[0013]本實用新型提供的非接觸式超聲波檢測單元節點電路，具有這樣的特征:其中，F頭接口為供電和通信公共接口。
[0014]本實用新型提供的非接觸式超聲波檢測單元節點電路，具有這樣的特征:其中，通信電路采用433MHz的通信頻率。
[0015]本實用新型提供的非接觸式超聲波檢測單元節點電路，具有這樣的特征:其中，通信電路為CC1101通信電路。
[0016]本實用新型提供的非接觸式超聲波檢測單元節點電路，具有這樣的特征:其中，通信電路采用SPI接口。
[0017]本實用新型提供的非接觸式超聲波檢測單元節點電路，具有這樣的特征:其中，MCU模塊采用SPI接口。
[0018]實用新型作用和效果
[0019]根據本實用新型所涉及非接觸式超聲波檢測單元節點電路，采用超低功耗的MCU模塊，支持休眠和激活兩種工作模式，降低系統功耗，解決了供電困難的問題，對全網大規模傳感器節點進行配置，維護和管理，采用收發一體超聲波傳感器穿透能力強、不易受外界自然因素干擾。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型在實施例中的非接觸式超聲波檢測單元節點電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0021]以下參照附圖及實施例對本實用新型所涉及的非接觸式超聲波檢測單元節點電路作詳細的描述。
[0022]圖1是本實用新型在實施例中的非接觸式超聲波檢測單元節點電路的電路圖。
[0023]如圖1所示，非接觸式超聲波檢測單元節點電路具有:通信模塊電路1、控制模塊電路2和超聲波傳感器模塊電路3。
[0024]通信模塊電路1具有:F頭接口 1-1、通信電路1-2和電源電路1_3。
[0025]F頭接口 1-1與通信電路1-2相連接、電源電路1-3分別相連接。通信電路1_2與電源電路1-3相連接。
[0026]F頭接口 1-1為供電和通信公共接口。
[0027]通信電路1-2為CC1101通信電路，采用433MHz的通信頻率，并且采用SPI接口。
[0028]DC48V饋電由F頭接口 1_1輸入至電源電路1-3，結果DC-DC轉換輸出DC3.3V和DC9V,分別給各功能模塊供電。通信電路1-2提供接收、發送通道。
[0029]控制模塊電路2具有:MCU模塊2-1。控制模塊電路2與通信模塊電路1相連接。
[0030]MCU模塊2-1與通信電路1-2、電源電路1_3分別相連接。
[0031 ] MCU 模塊 2-1 采用 SPI 接口。
[0032]超聲波傳感器模塊電路3具有:發送驅動電路3-1、接收驅動電路3-2和收發一體超聲波傳感器3-3。超聲波傳感器模塊電路3與通信模塊電路1、控制模塊電路2分別相連接。
[0033]發送驅動電路3-1與MCU模塊2-1、收發一體超聲波傳感器3_3分別相連接。接收驅動電路3-2與電源電路1-3、MCU模塊2-1、收發一體超聲波傳感器3_3分別相連接。
[0034]發送驅動電路3-1連接到MCU模塊2-1的普通I/O 口，接收驅動電路3_2連接到MCU模塊2-1的外部中斷口。
[0035]網絡中有433MHz信號時，通信電路1-2自動檢測該信號，通過SPI接口通知MCU模塊2-1來判斷。MCU模塊2-1根據信號內容決定是否參與通信。MCU模塊2_1定時采集超聲波傳感器的數據。采集收發一體超聲波傳感器3-3數據時，通過I/O 口給發送驅動電路3-1發送一組40KHz的方波，發送驅動電路3-1將該方波放大后驅動收發一體超聲波傳感器3-3發出聲波，聲波經過物體反射后，由收發一體超聲波傳感器3-3采集接收到的聲波，經過接收驅動電路3-2轉換后給MCU模塊2-1 —個中斷信號。MCU模塊2_1計算發送方波到收到中斷的時長計算物體到收發一體超聲波傳感器3-3的距離。
[0036]實施例的作用與效果
[0037]根據本實施例所涉及非接觸式超聲波檢測單元節點電路，采用超低功耗的MCU模塊，支持休眠和激活兩種工作模式，降低系統功耗，解決了供電困難的問題，對全網大規模傳感器節點進行配置，維護和管理，采用收發一體超聲波傳感器穿透能力強、不易受外界自然因素干擾。
[0038]上述實施方式為本實用新型的優選案例，并不用來限制本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種非接觸式超聲波檢測單元節點電路，其特征在于，包括: 通信模塊電路； 控制模塊電路，與所述通信模塊電路相連接；以及 超聲波傳感器模塊電路，與所述通信模塊電路、所述控制模塊電路分別相連接， 其中，所述通信模塊電路，具有:F頭接口、通信電路和電源電路， 所述F頭接口與所述通信電路相連接、所述電源電路分別相連接，所述通信電路與所述電源電路相連接， 所述控制模塊電路，具有:MCU模塊， 所述MCU模塊與所述通信電路、所述電源電路分別相連接， 所述超聲波傳感器模塊電路，具有:發送驅動電路、接收驅動電路和收發一體超聲波傳感器， 所述發送驅動電路與所述MCU模塊、所述收發一體超聲波傳感器分別相連接，所述接收驅動電路與所述電源電路、所述MCU模塊、所述收發一體超聲波傳感器分別相連接。2.根據權利要求1所述的非接觸式超聲波檢測單元節點電路，其特征在于: 其中，所述F頭接口為供電和通信公共接口。3.根據權利要求1所述的非接觸式超聲波檢測單元節點電路，其特征在于: 其中，通信電路采用433MHz的通信頻率。4.根據權利要求1所述的非接觸式超聲波檢測單元節點電路，其特征在于: 其中，所述通信電路為CC1101通信電路。5.根據權利要求1所述的非接觸式超聲波檢測單元節點電路，其特征在于: 其中，通信電路采用SPI接口。6.根據權利要求1所述的非接觸式超聲波檢測單元節點電路，其特征在于: 其中，MCU模塊采用SPI接口。
【專利摘要】本實用新型提供的非接觸式超聲波檢測單元節點電路，具有這樣的特征，包括：通信模塊電路；控制模塊電路，與通信模塊電路相連接；以及超聲波傳感器模塊電路，與通信模塊電路、控制模塊電路分別相連接，其中，通信模塊電路，具有：F頭接口、通信電路和電源電路，F頭接口與通信電路相連接、電源電路分別相連接，通信電路與電源電路相連接，控制模塊電路，具有：MCU模塊，MCU模塊與通信電路、電源電路分別相連接，超聲波傳感器模塊電路，具有：發送驅動電路、接收驅動電路和收發一體超聲波傳感器，發送驅動電路與MCU模塊、收發一體超聲波傳感器分別相連接，接收驅動電路與電源電路、MCU模塊、收發一體超聲波傳感器分別相連接。
【IPC分類】G01S15/08, G08C19/00
【公開號】CN205028453
【申請號】CN201520757594
【發明人】黃勁草, 陳力軍, 吳云峰, 熊偉, 靡軍, 陳華瑋
【申請人】上海傲藍信息科技有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年9月28日