(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210975345.3 (22)申请日 2022.08.15 (71)申请人 上海大学 地址 200444 上海市宝山区上 大路99号 (72)发明人 兰伟霞　吴限　刘媛媛　廖英杰　 吴倚州　魏斌　 (74)专利代理 机构 北京慕达星云知识产权代理 事务所 (特殊普通合伙) 11465 专利代理师 符继超 (51)Int.Cl. H03M 1/12(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种模块 化多功能多通道传感器采集电路 (57)摘要 本发明公开了一种模块化多功能多通道传 感器采集电路， 其特征在于， 包括： 信号处理板和 数据采集模块； 信号处理板包括S TM32芯片、 模拟 开关和电源电路； STM32芯片包括ADC1引脚和 GPIO引脚； 模拟开关通过GPIO引脚与STM32芯片 连接； 信号处理板通过多个接口与数据采集模块 连接； 每个接口包 括： ADC1引脚的1个通道、 3个分 别连接至GPIO引脚的模拟开关选择信号端口、 1 对电源线， 以及1个模块使能信号端口； 通过该电 路可以通过统一的接口更换多种数据采集模块， 从而在有限的面积上实现多种数据转换， 并降低 功耗。 权利要求书1页 说明书4页 附图5页 CN 115361020 A 2022.11.18 CN 115361020 A 1.一种模块化多功能多通道传感器采集电路， 其特征在于， 包括： 信号处理板和数据采 集模块； 所述信号处理板包括STM32芯片、 模拟开关和电源电路； 所述STM32芯片包括ADC1引脚 和GPIO引脚； 所述模拟开关通过 所述GPIO引脚与所述STM 32芯片连接； 所述信号处理板通过多个接口与所述数据采集模块连接； 每个所述接口包括： 所述 ADC1引脚的1个通道、 3个 分别连接至GPIO引脚的模拟开关选择信号端口、 1对电源线， 以及1 个模块使能信号端口。 2.如权利要求1所述的一种模块化多功能多通道传感器采集电路， 其特征在于， 所述多 个接口分别从所述信号处 理板的四周出线； 每 个所述接口均采用杜邦线或软排线连接 。 3.如权利要求1所述的一种模块化多功能多通道传感器采集电路， 其特征在于， 所述模 块使能信号端口用于识别对应接口位置处是否 接入模块； 当对应接口位置处没有接入模块 时， 所述模块使能信号端口通过所述信号处理板 中的 下拉电阻实现电平拉低； 当对应接口位置处接入模块 时， 所述模块使能信号端口通过所述数据采集模块中的上 拉电阻实现电平拉高。 4.如权利要求1所述的一种模块化多功能多通道传感器采集电路， 其特征在于， 所述模 块使能信号端口连接至所述信号处理板上的模拟开关， 或连接至所述STM32芯片的输入端 口。 5.如权利要求1所述的一种模块化多功能多通道传感器采集电路， 其特征在于， 所述数 据采集模块包括电压数据采集模块、 电流数据采集模块和温度数据采集模块； 所述电压数据采集模块、 电流数据采集模块和温度 数据采集模块均包括一个模拟开关 和8路信号 转换电路； 所述信号转换电路用于将所述数据采集模块采集的电压信号、 电流信号和温度信号均 转换为预设电压信号。 6.如权利要求5所述的一种模块化多功能多通道传感器采集电路， 其特征在于， 所述电 压数据采集模块的转换电路为电压跟随器。 7.如权利要求5所述的一种模块化多功能多通道传感器采集电路， 其特征在于， 所述电 流数据采集模块的转换电路为芯片MAX4 4284F。 8.如权利要求5所述的一种模块化多功能多通道传感器采集电路， 其特征在于， 所述温 度数据采集模块的转换电路为芯片TC1047； 所述芯片TC1047通过软排线或软导线 连接至所 述温度采集模块。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115361020 A 2一种模块化多功能多通道传感器采集电路 技术领域 [0001]本发明属于传感器采集技术领域， 特别是一种模块化多功能多通道传感器采集电 路。 背景技术 [0002]随着技术的发展， 传感器在工业生产、 日常生活中得到越来越广泛的运用， 在工业 生产中需要大量的传感器来采集现场设备的电压、 电流和温度等数据来确保生产的正常进 行， 在日常生活中也会使用传感器来监测家中气温、 光照、 气体含量等数据， 而大部分传感 器输出的信号都是电压电流信号。 而随着传感器成本的降低， 阵列化排布的传感器开始受 到大量使用， 相较于单个传感器， 阵列化传感器可以获取更加精确、 范围更广、 具有更多细 节的数据。 因此， 对于大量的电压、 电流和温度信号的数据采集是现代工业与生活中不可或 缺的一部分。 [0003]对于电压信号的采集多采用A/D变换， 即模数转换， 对于电流和温度的采集则需要 将其通过一定方式转换为电压， 再进 行模数转换。 因此， 对于不同的信号需要采用不同的电 路， 而不同电路的电源电压要求、 输出范围可能不互相匹配。 目前的模数转换芯片通道数较 少， 通常最多为8通道， 对于数量较多的传感器阵列就需要大量的模数转换芯片， 占用大量 的PCB面积。 [0004]目前存在的多通道电压采集模块虽然也有易扩展的优点， 但是只能采集电压， 而 对于电流、 温度这样常用的物理量无法采集， 需要采集时仍需设计新的电路。 而对于普通的 电流、 温度采集电路则不具备多通道采集的优点， 需要采集大量数据时往往会占用大量的 电路面积。 此外， 上述电路都存在着当一部分通道空置时， 其电路仍然运作， 导致功耗较高 的问题。 [0005]因此， 如何通过统一的接 口更换电压采集、 电流采集和温度采集这三种不同功能 的模块， 从而在有限的面积上实现多种数据转换， 并降低功耗， 成为当前研究的关键问题。 发明内容 [0006]鉴于上述问题， 本发明提供一种至少解决上述部分技术问题的一种模块化多功能 多通道传感器采集电路， 通过该电路可以通过统一的接口更换多种 数据采集模块， 从而在 有限的面积上实现多种数据转换， 并降低功耗。 [0007]本发明实施例提供了一种模块化多功能多通道传感器采集电路， 包括： 信号处理 板和数据采集模块； [0008]所述信号处理板包括STM32芯片、 模拟开关和电源电路； 所述STM32芯片包括ADC1 引脚和GPIO引脚； 所述模拟开关通过 所述GPIO引脚与所述STM 32芯片连接； [0009]所述信号处理板通过多个接 口与所述数据采集模块连接； 每个所述接 口包括： 所 述ADC1引脚的1个通道、 3个分别 连接至GPIO引 脚的模拟开关选择信号端口、 1对电源线， 以 及1个模块使能信号端口。说　明　书 1/4 页 3 CN 115361020 A 3