多路傳感器應用系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及試驗應用和探究實驗教學器具，尤其是涉及一種多路傳感器應用系統。
【背景技術】
[0002]傳感器指的是能感受(或響應)規定的被測量并按一定規律轉換成可用信號輸出的器件或裝置。傳感器通常由直接響應于被測量的敏感元件和產生可用信號輸出的轉換元件以及響應的電子線路組成。現有的傳感器主要包括物理量傳感器、化學量傳感器和生物量傳感器；物理量傳感器包括光學傳感器、溫度傳感器、力學傳感器、磁傳感器、轉速傳感器、流量與流速傳感器、機械位移傳感器、多軸傳感器等；化學量傳感器包括氣體傳感器、濕度傳感器、離子傳感器等；生物量傳感器包括生理量傳感器、生化量傳感器等。
[0003]現有的傳感器與單片機組成的實驗測量儀器包括試驗應用器具、實驗教學器具和基于計算機語言學習的實驗教學器具等。
[0004]試驗應用器具包括少量傳感器與單片機作為嵌入式產品，其優點為:體積小、成本低、攜帶方便；硬件對編程語言所寫程序保密性好。缺點為:可讀性差、圖表功能不完善或編程難、操作不方便；二次開發需要計算機作為上位機，因為單片機的種類繁多，不同的單片機有不同的編程語言及程序，所以對于學習者來說增加了開發與學習的難度。
[0005]實驗教學器具包括傳感器與單片機作為嵌入式實驗儀器，其優點為:作為單一傳感器或少量傳感器與單片機結合其體積小、成本低、攜帶方便；硬件對編程語言所寫程序保密性好。缺點為:每次實驗要更換傳感器組件，增加管理難度；數據的可讀性差、圖表功能不完善或編程難、操作不方便；做成多路傳感器與單片機結合，其體積變大、編程難度加大、成本高；二次開發需要計算機作為上位機，且不同的單片機有不同的編程語言及程序，對于學習者來說增加了開發難度。
[0006]基于計算機語言學習的實驗教學器具由傳感器、單片機及計算機組成，教學語言多數采用C語言C#語言及JAVA語言等，適用于大學、高職及中職計算機專業的學生學習。優點:有一定的教師隊伍，成套的教材及實驗室。缺點:計算機作為上位機，需要學習計算機語言、單片機編程語言兩種以上編程語言，教學難度較大且學習者的學習難度大；做為實驗器材需要傳感器、單片機及計算機組成，因此成本高；二次開發需要計算機作為上位機，且不同的單片機有不同的編程語言及程序，對于學習者來說增加了開發難度。
[0007]中國專利CN201984699U公開一種傳感器實驗演示教具，主要用于各種傳感器實驗。包括一立板，所述立板上設有演示電路，該演示電路包括:電源、照明燈、電鈴、照明燈控制開關和電鈴控制開關，立板上有兩個插孔，電源、照明燈、電鈴、照明燈控制開關和電鈴控制開關固定在立板上。當時行傳感器實驗時，將被測源演示電路，當傳感器感受到被測量的信息時將其以電量的形式輸出，這時接通照明燈或電鈴的電路，照明燈亮，電鈴響。電路簡單、容易操作、成本低廉、元件可反復使用。實驗使用的元器件符合現在市場發展水平，教學理念先進，能夠幫助學生理論聯系實際，樹立學以致用的教育理念。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在于提供一種多路傳感器應用系統。
[0009]本發明設有傳感器實驗板、傳感器組、擴展板、用電設備組、計算機；
[0010]所述傳感器實驗板上設有傳感器信號接口、AD/DA轉換電路、開關組、控制電路、擴展電路接口、緩沖電路、實驗板并口接口、模擬開關矩陣、無線透傳模塊、串口 WiFi模塊、USB轉真并口模塊、邏輯分析儀、RS-232串行標準接口、電流電壓顯示電路和音視頻傳感器;
[0011 ] 所述傳感器信號接口與傳感器組連接，傳感器信號接口中輸出的模擬信號與AD/DA轉換電路的模擬輸入端連接，AD/DA轉換電路與開關組連接；傳感器信號接口的開關信號、數字信號輸出端與開關組連接；開關組與緩沖電路連接；擴展電路接口與擴展板連接，擴展電路接口與緩沖電路連接；緩沖電路與模擬開關矩陣連接，緩沖電路輸出信號端與邏輯分析儀連接；模擬開關矩陣的開關信號輸出端與控制電路的輸入端連接，控制電路的輸出端與用電設備組的輸入端連接；模擬開關矩陣的信號輸出端分別與實驗板并口接口、USB轉真并口模塊、無線透傳模塊、串口 WiFi模塊、RS-232串行標準接口、邏輯分析儀連接；實驗板并口接口、USB轉真并口模塊、無線透傳模塊、串口 WiFi模塊、RS-232串行標準接口、邏輯分析儀與計算機的接口連接；電流電壓顯示電路與傳感器實驗板電源連接；音視頻傳感器的輸出端與計算機的接口連接。
[0012]所述開關組可設有指撥開關組和模擬開關組。
[0013]所述控制電路的輸入端可設光耦隔離電路，控制電路可采用繼電器組。
[0014]所述擴展電路接口可采用26針插槽，實驗板并口接口可采用26針插槽或DB25針接口。
[0015]所述擴展板可設在傳感器實驗板上，或外置通過擴展電路接口與傳感器實驗板連接。
[0016]所述傳感器組可設在傳感器實驗板上，或外置通過傳感器信號接口與傳感器實驗板連接。所述傳感器組包括但不限于物理量傳感器、化學量傳感器和生物量傳感器；物理量傳感器包括但不限于光學傳感器、溫度傳感器、力學傳感器、磁傳感器、轉速傳感器、流量與流速傳感器、機械位移傳感器、多軸傳感器等；化學量傳感器包括但不限于氣體傳感器、濕度傳感器、離子傳感器等；生物量傳感器包括但不限于生理量傳感器、生化量傳感器等。
[0017]所述電流電壓顯示電路可顯示O?5A電流，O?5V、0?12V電壓；5V電壓可調。
[0018]本發明所述傳感器實驗板還可以簡化為由傳感器信號接口、AD/DA轉換電路、控制電路、擴展電路接口、緩沖電路、實驗板并口接口組成的簡化傳感器實驗板，與傳感器組、擴展板、用電設備組、計算機組成最小應用系統。通過實驗板并口接口與無線透傳模塊、串口WiFi模塊、USB轉真并口模塊連接組成獨立的應用系統。
[0019]傳感器實驗板采集的信號經過開關矩陣后(或直接)與計算機并口連接，通過VB可視化語言完成所見即所得的傳感器實驗。
[0020]USB轉真并口模塊用于沒有并口的計算機，傳感器采集的信號經過開關矩陣橋接USB轉真并口模塊與計算機連接，通過VB可視化語言完成所見即所得的傳感器實驗。
[0021 ] 所述計算機還設有LAN 口、不少于4個USB 口等，LAN模塊與單片機組成的單片機控制系統經過LAN 口與計算機連接，計算機作為上位機完成傳感器實驗。計算機USB 口 1、2:需要無線傳輸的，可以通過無線透傳模塊、WIFI模塊與傳感器實驗板連接，計算機作為上位機完成傳感器實驗。計算機USB 口 3:將多通道邏輯分析儀記錄的傳感器時序信號或數字信號，傳輸到計算機，便于調試電路編寫軟件。等等。
[0022]無線透傳、WIF1:無線透傳具有發送和接收模式，傳感器實驗板上的無線透傳接受來自傳感器實驗板外的無線透傳進行信號傳輸及控制，也可以與來自傳感器實驗板外接在USB 口的無線透傳相連接，進行信號傳輸及控制；WIFI模塊可以分為主從模塊，能夠實現主從模塊及PC機之間的任意透明轉換。
[0023]本發明將傳感器、計算機與編程語言結合，可組成(windows系統):
[0024]I) 一個用計算機語言開發的與多路傳感器組成