专利名称：线缆气压采集器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种同时测量两个或更多个压力值的设备或仪表，且更具体地涉及一种线缆气压采集器。
背景技术：
通信电缆虽用塑料包裹于铜芯电缆的外面作为绝缘材料，但通信电缆长期放置在地下，浸泡在腐蚀性较强的脏水之中，因此一旦电缆的绝缘外皮受损伤、老化、或有裂洞时，水分潮气极易经外皮渗透进入电缆内，电缆铜芯被侵蚀，线路被短路，由于不易发现和发现后修复也不容易，往往造成长时间中断，严重影响通信。为此，传统的方法是在通信电缆中充入干燥空气和保持其一定的气压，并在电缆内部每隔300m放置一个压力变换器，所有的压力变换器通过信号线对并联起来，用于监测电缆内部气压的变化。而采集器负责将上位机输入的所有压力变换器的气压数据采集回来，根据PC机上位软件的命令将数据传回。
在现有技术中，当因市政建设需要把几条电缆合并为一条电缆，在进行电缆割接时，若原来不同的几条电缆上有地址号重复的压力变换器时，就要把这些压力变换器从地下取出，进行改号。随着城市建设步伐的加快，地址重复的现象可能是一连串产生的，甚至于出现两条电缆上的压力变换器地址全部重复的问题，这就增加了施工的难度，增大了工作量和扩大了维护的成本。同时，在长期使用后，由于器件原因可能引起压力变换器原先调整的零点发生变化，这时，也必须将其从地下取出，重新调零。另外，由于一个端口上所有的压力变换器都是并接的，器中只要有一个压力变换器发生故障，整个线路上的压力变换器都会受影响，从而使气压监测系统暂时失去气压监测功能。以上的手动改号和调零方式增加了电缆维护成本，降低了发现故障、排除故障的及时性，原有的压力变换器与采集器的连接方式也影响了气压监测系统的不稳定性，同时也给维护人员的工作带来极大不便。
发明内容
本实用新型的目的，是在于设计一种可对压力变换器进行远程在线改号、在线调零、核对压力变换器序号并具有自动隔断故障电缆的线缆分割功能的线缆气压采集器。
本实用新型是通过下述构思来加以实现的由包括线缆分割�？�、接口电路�？�、脉冲发送�？�、气压信号输入�？�、线路电流采集�？�、单片机子系统、CPLD逻辑控制扩展�？�、数据存储�？�、通讯子�？楹偷缭醋幽？榈炔糠肿槌�。在线的压力变换器则通过线对，并依次通过接口部分的接线端子和线缆分割�？椋剿鱿呃缕共杉髦杏胙沽Ρ浠黄髁拥慕涌诘缏纺？樯�。接口电路�？橐环矫娣⑺投匝沽Ρ浠黄鞑僮鞯穆龀逍藕牛硪环矫娼沽Ρ浠黄鞯幕厮褪莺拖呗飞系牡缌餍藕糯狡剐藕攀淙肽？楹拖呗返缌鞑杉？椋剐藕攀淙肽？樵贑PLD逻辑控制扩展�？榈目刂葡陆煌丝谥写砥剐藕诺钠德手荡氲テ酉低常呗返缌鞑杉？樵蛟诘テ目刂葡虏杉鞫丝谙呗返牡缌鳎⒏莶杉降牡缌鞔笮∨卸舷呗飞鲜欠癯鱿侄搪饭收�。单片机子系统负责完成与上位机通讯、发送对压力变换器的操作命令、接收代表气压值的频率信号并转换成气压信号、控制线缆分割�？榈群诵墓ぷ�。数据存储�？橛糜诖娣潘醒沽Ρ浠黄鞯牟问�、气压数据以及其他一些程序运行必不可少的参数和标志，数据存储�？橹械氖菰诘舻绾笠膊换岫В銮苛耸莸目煽啃裕币部杀苊夥⑸馔馇榭鍪毕呃缕共杉鞯舻绾螅捎谑荻Ф枰匦率淙胙沽Ρ浠黄鞯男畔⑺吹墓ぷ髁俊Ｓ捎诘テ腎/O口数量有限，而复杂可编程逻辑器件(CPLD)的技术目前已发展得十分成熟，它具有高度的灵活性和易用性，在此用CPLD构成逻辑控制扩展模块完成对所有必需的端口扩展。线缆分割�？榉治�4个端口，每个端口可以分别对20路线缆进行分割，单片机根据采集到的线路电流大小控制线缆分割模块的断合，这样可以排除因单个压力变换器出现故障时，避免造成对整个系统的影响；同时单片机可根据上位机软件的命令对指定的线缆进行断合操作。通讯子�？榉至讲糠忠徊糠治狹odem，即线缆气压采集器可以通过Modem和上位机相连；另一部分为以太网接口�？椋么四？槭保呃缕共杉骺梢酝ü蕴肷衔换嗔�。实践中，可以根据系统组网方案，任选用其中的一种连接方式。电源子�？楦涸鹞藕糯徒涌�、主控�？楹兔扛龆丝诘难沽Ρ浠黄魈峁└衾氲牡缭�。
本实用新型的效果是很明显的，上述各个�？樾ぷ鳎扛龆丝谧疃嗫梢远�128个压力变换器进行管理，本实用新型的4个端口，可以同时实现对最多512个压力变换器进行气压数据采集，同时根据各个端口电流情况判断线路故障，并自动断开有故障的那一线对，从而保障整个系统仍能正常的运行。根据上位机的命令，线缆气压采集器可以远程对指定序号的压力变换器进行在线改号、在线调零。线缆气压采集器，作为线缆气压监测系统中连接压力变换器和上位机的关键部分，在加入了在线改号、在线调零和线缆分割功能后，增强了系统自动运行的程度，降低了现场施工的强度，是很具有实用价值的。
以下结合附图和实施例对本实用新型加以进一步描述，从而使本实用新型的结构细节、特点、目的和优点更加明确，但并不限制本实用新型的范围。
图1是本实用新型实施例的组成�？榱油�。
图2是本实施例的主控�？樽槌闪油�。
图3是本实施例的线缆分割�？槁呒疽馔�。
图4是应用Modem时的线缆气压监测系统连接图。
图5是应用以太网时的线缆气压监测系统连接图。
图中1—线对2—接线端子3—线缆分割模块4—接口电路�？�5—气压信号输入�？�6—线路电流采集�？�7—单片机子系统8—CPLD逻辑控制扩展�？�9—数据存储�？�10—通讯子�？�11—脉冲发送�？�12—电源子�？�13—X轴控制译码驱动器14—Y轴控制译码驱动器115—继电器阵列116—Y轴控制译码驱动器217—继电器阵列218—Y轴控制译码驱动器319—继电器阵列320—Y轴控制译码驱动器421—继电器阵列422—压力变换器23—线缆气压采集器24—公用电话网25—Modem26—PC机27—以太网。
具体实施方式
现结合附图来说明本实用新型实施例的构造如附图1所示，一种可对压力变换器22进行在线改号、在线调零并具有线缆分割功能的线缆气压采集器，由包括线缆分割模块3、信号传送接口、主控模块所组成。所述信号传送接口由包括接口电路�？�4、气压信号输入�？�5、线路电流采集�？�6和脉冲发送�？�11所组成，主控�？樵蛴砂ǖテ酉低�7、CPLD逻辑控制扩展�？�8、数据存储�？�9和通讯子�？�10所组成。在每一对线对1上接有一个或多个压力变换器22，一对或多对，在本实施例中最多为80对线对1与接线端子2连接，并通过接线端子2通向线缆分割�？�3。所述80对线对1被四个端口均布的分别并接起来，并接入至信号传送接口的接口电路�？�4中，而接口电路�？�4分别与气压信号输入�？�5、线路电流采集�？�6和脉冲发送�？�11相连，并由此构成本实施例和压力变换器的信号传送接口。
如附图2所示，本实施例中的主控�？橐徊糠钟傻テ酉低�7、CPLD逻辑控制扩展�？�8和数据存储�？�9组成，其中单片机子系统7采用W77E58芯片构成，其P1.1、RD、WR端点与CPLD逻辑控制扩展�？�8相接；CPLD逻辑控制扩展�？�8采用Cypress公司的CY37128P100芯片构成，用它可以实现较多的I/O口扩展，并利用CPLD丰富的I/O口实现对采集器中各端口进行控制；数据存储�？�9采用RAMTRON公司的FM1808芯片构成，用于存放各个压力变换器的数据以及程序运行中需要用到的各种参数和标志，它兼具E2PROM的数据掉电不丢失和RAM的读写快速、读写次数多的特点。它们之间主要通过高位地址总线A8～A15、地址/数据复用总线AD0～AD7和一些相应的控制信号相连，进行彼此间的数据传送，CPLD实现对数据存储�？榈钠S、读OE和写WE的控制。单片机子系统7的TX、RX端点与通讯子�？�10相连，构成主控�？榈牧硪徊糠郑瓿捎肷衔换碢C机26的通讯。
压力变换器22传回的代表气压的频率信号，通过气压信号输入模块5和CPLD逻辑控制扩展�？�8，接到构成单片机子系统7芯片W77E58的P1.1脚，并利用W77E58的定时器捕捉功能实现对压力变换器22传回的频率信号进行计算，得到气压值。在收到上位机发出的在线改号、在线调零和核对序号等命令后，即通过脉冲发送�？�11向中国专利申请号为03 2 32622.X，名称为可在线改号的压力变换器22发出相应指令，并等待接收压力变换器22发出的确认信号，压力变换器22的确认信号是一个固定频率的信号，它通过气压信号输入�？�5后进入单片机子系统7，单片机子系统7在收到压力变换器22的确认信号后，再通知上位机命令操作成功，否则提示命令操作失败。
如附图3所示，本实施例的线缆分割�？�3，由包括X轴控制译码驱动器13，以及1个或多个Y轴控制译码驱动器14、16、18、20和继电器阵列15、17、19、21组成，所述多个Y轴控制译码驱动器14、16、18、20和继电器阵列15、17、19、21，一一对应串接后并接于CPLD逻辑控制扩展�？�8与X轴控制译码驱动器13之间，X轴控制译码驱动器13另与CPLD逻辑控制扩展�？�8直接相接。所述组成中的译码驱动器都采用74LS145芯片构成，CPLD逻辑控制扩展�？�8用来控制X轴和Y轴的译码器的译码结果，从而达到控制继电器阵列15、17、19、21的目的。
本实施例实现如下的线缆分割功能线路电流检测�？�6通过�？橹械囊黄�、多通道、12Bit的A/D转换器，负责采集线路上的电流，单片机子系统7通过线路电流检测�？�6监视各个端口线路上的电流变化。当线路电流值超过规定的阈值时，自动控制线缆分割�？橹械募痰缙髡罅�15、17、19、21跳动，将造成线路电流过大的故障电缆断开。此时，由于连接线缆分割�？�3的线缆在本实施例外是相互独立的，所以即使断开有故障的电缆，并不会影响其他线缆与本实施例的连接。因此，这时位于其他线缆上的压力变换器22仍能对本实施例的命令作出正确的响应，仅有位于故障线缆上的压力变换器22不能对本实施例的命令作出反应，从而大大降低了故障的影响范围。
为了可适应多种通讯联络方式，如附图1、2所示，所述通讯子�？�10可以由Modem或以太网接口组成，图中A和B端为市话线接口插座，供如图4所示采用Modem 25方式通讯联络时用；C和D端则为以太网接口插座，供如图5所示采用以太网27方式通讯联络时用。如此，本实施例可以通过这两种不同的接口实现与PC机26的通讯联络。
为了向本实施例的各个�？楹徒佑诿扛龆丝诘难沽Ρ浠黄�22提供隔离的电源起见，如附图1所示，所述电源子�？�12分别与线缆分割�？�、信号传送接口、主控�？橄嘟�。
本实施例在电缆气压监测系统中的应用实例，如附图4和5所示，最多512个压力变换器22并接于电缆信号线对1上，并依次通过线缆气压采集器23、公用电话网24、Modem25或以太网27与PC机26相接。PC机26可用来显示从数据采集器获取的数据，特别是当与具有在线改号功能的压力变换器22配合使用时，也可由PC机26发出实现在线改号和线缆测试分割的指令，就能实现对压力变换器22的远程在线改号、调零的效果，并可不必将压力变换器22从地下取出，从而降低了施工难度和系统维护费用；同时线缆分割功能也极大地缩小了故障电缆对整个气压监测系统的影响，提高了整个系统的稳定性和可靠性，具有极高的实用价值，也实现了本实用新型预期的目的。
权利要求1.一种线缆气压采集器，由包括线缆分割模块、信号传送接口、主控�？樗槌桑喔霰徊饪氐难沽Ρ浠黄饔�1对或多对线对与接线端子连接，并通过其通向线缆分割�？椋涮卣髟谟谛藕糯徒涌谟砂ń涌诘缏纺？�、脉冲发送模块、气压信号输入�？楹拖呗返缌鞑杉？樽槌桑炼�80条线对均分由线缆分割�？榈乃母龆丝谕ㄏ蚪涌诘缏纺？椋鼋涌诘缏纺？樵蚍直鹩肼龀宸⑺湍？�、气压信号输入�？�、线路电流采集�？橄嘟樱凰鲋骺啬？橛砂ǖテ酉低�、CPLD逻辑控制扩展�？�、数据存储�？楹屯ㄑ蹲幽？樽槌桑テ酉低撤直鹩隒PLD逻辑控制扩展�？椤⑹荽娲⒛？�、通讯子�？椤⑾呗返缌鞑杉？橄嘟樱珻PLD逻辑控制扩展�？樵蛄碛胧荽娲⒛？�、脉冲发送�？�、气压信号输入�？楹拖呃路指钅？橄嘟樱煌ㄑ蹲幽？橛隤C机相接。
2.按权利要求1所述的线缆气压采集器，其特征在于所述单片机子系统、CPLD逻辑控制扩展模块、数据存储�？榧渫ü呶坏刂纷芟逜8～A15、地址/数据复用总线AD0～AD7和一些相应的控制信号相连，同时单片机子系统的P1.1、RD、WR端点与CPLD逻辑控制扩展�？橄嘟樱琓X、RX端点则与通讯子�？橄嗔�。
3.按权利要求2所述的线缆气压采集器，其特征在于所述线缆分割�？橛砂╔轴控制译码驱动器，以及1个或多个Y轴控制译码驱动器和继电器阵列组成，所述多个Y轴控制译码驱动器和继电器阵列一一对应串接后，并接于CPLD逻辑控制扩展�？橛隭轴控制译码驱动器之间，X轴控制译码驱动器另与CPLD逻辑控制扩展�？橹苯酉嘟�。
4.按权利要求1或2或3所述的线缆气压采集器，其特征在于通讯子�？榭梢杂蒑odem或以太网组成。
5.按权利要求4所述的线缆气压采集器，其特征在于所述电源子�？榉直鹩胂呃路指钅？�、信号传送接口、主控模块相接。
专利摘要本实用新型涉及一种同时测量两个或更多个压力值的设备或仪表，且具体涉及一种线缆气压采集器。在线的压力变换器通过线对、接线端子和线缆分割�？椋浇涌诘缏纺？樯�。接口电路�？橐环矫娣⑺投匝沽Ρ浠黄鞑僮鞯穆龀逍藕牛硪环矫娼沽Ρ浠黄鞯幕厮褪莺拖呗飞系牡缌餍藕糯狡剐藕攀淙肽？楹拖呗返缌鞑杉？椋罢呓煌丝谥写砥剐藕诺钠德手荡氲テ酉低常笳咴蛟诘テ目刂葡虏杉鞫丝谙呗返牡缌鳎⒏莞玫缌鞔笮∨卸舷呗飞鲜欠癯鱿侄搪饭收�。本实用新型可同时对512个压力变换器进行气压数据采集和判断线路故障，并自动断开有故障的那一线对，从而增强了系统自动运行的程度，降低了现场施工的强度。
文档编号G01L15/00GK2639867SQ0320990
公开日2004年9月8日 申请日期2003年8月20日 优先权日2003年8月20日
发明者陈伟钧, 葛斌, 严春华, 沈瑞强, 唐佳彬 申请人:上海理想信息产业有限责任公司
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