一种基于STM32芯片的机房动力环境信息采集系统论文和设计-李强

全文摘要

本实用新型公开了一种基于STM32芯片的机房动力环境信息采集系统，包括主控电路、整流电路、采集电路和通讯电路，所述主控电路中的芯片A1的VBAT端与接地的电容C23和VDD端的并联接口相接，芯片A1的NRST端串联电容C32接地，芯片A1的VDDA端与接地的电容C31和接VDD的电阻R90并联接口相接。本基于STM32芯片的机房动力环境信息采集系统，主控电路中芯片A1采用STM32F103C8T6，具有采集速度快，抗干扰能力强、接口丰富、信息采集方式智能化、信息内容全面化，采集电路中采集外围温湿度传感器采用STH11来采集环境的温度和湿度，通过IIC总线接口将温湿度数据传输到芯片A1中的变量中，通讯电路集成的串行接口UQRT来完成通讯的功能，并采用协议完成与其它设备的数据交换。

主设计要求

1.一种基于STM32芯片的机房动力环境信息采集系统，包括主控电路(1)、整流电路(2)、采集电路(3)和通讯电路(4)，其特征在于：所述主控电路(1)中的芯片A1的VBAT端与接地的电容C23和VDD端的并联接口相接，芯片A1的NRST端串联电容C32接地，芯片A1的VDDA端与接地的电容C31和接VDD的电阻R90并联接口相接，芯片A1的BOOTO端串联电阻R91接地，芯片A1的PB5、PB4和PB3端分别串联对应的电阻R11、电阻R13和电阻R14接在三极管Q6、三极管Q5和三极管Q4的基极上，三极管Q6、三极管Q5和三极管Q4的集电极分别串联电阻R17、电阻R16和电阻R15接在LED3、LED2和LED1上，芯片A1的RD、RX和TX分别与通讯电路(4)相接，芯片A1的DS1、DS2、DS3和DS4与采集电路(3)相接，芯片A1的VI1、VI2、VI3和VI4与整流电路(2)相接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种基于STM32芯片的机房动力环境信息采集系统，其特征在于：所述整流电路(2)中的MB6S整流DL4、MB6S整流DL5、MB6S整流DL6和MB6S整流DL7四组，MB6S整流DL4、MB6S整流DL5、MB6S整流DL6和MB6S整流DL7的交流端分别与接口J5、J9、J10和J11相接，MB6S整流DL4的电流端并联电容CD5和电容C12，电容CD5和电容C12并联的一端与接地的电阻R2相接，电容CD5和电容C12并联的另一端串联电阻R34与接地的电容C1接在芯片A1的VI1端，MB6S整流DL5的电流端并联电容CD6和电容C13，电容CD6和电容C13并联的一端与接地的电阻R3相接，电容CD6和电容C13并联的另一端串联电阻R35与接地的电容C2接在芯片A1的VI2端，MB6S整流DL6的电流端并联电容CD7和电容C14，电容CCD7和电容C14并联的一端与接地的电阻R4相接，电容CD7和电容C14并联的另一端串联电阻R38与接地的电容C11接在芯片A1的VI3端，MB6S整流DL7的电流端并联电容CD8和电容C15，电容CD8和电容C15并联的一端与接地的电阻R5相接，电容CD8和电容C15并联的另一端串联电阻R39与接地的电容C11接在芯片A1的VI4端。

3.根据权利要求1所述的一种基于STM32芯片的机房动力环境信息采集系统，其特征在于：所述采集电路(3)的SHT11芯片U11的DATA和CLK端角与芯片A1相接，SHT11芯片U11的DATA和CLK端角分别串联电阻R16和电阻R17接VCC，SHT11芯片U11的VDD端接电阻R23、电阻R24、电阻R25和电阻R32的并联接口，电阻R23的另一端与接地的电容C4接在芯片A1的DS1端上，电阻R24的另一端与接地的电容C5接在芯片A1的DS2端上、电阻R25的另一端与接地的电容C6接在芯片A1的DS3端上，电阻R32的另一端与接地的电容C8接在芯片A1的DS4端上。

4.根据权利要求1所述的一种基于STM32芯片的机房动力环境信息采集系统，其特征在于：所述通讯电路(4)中的SNL75BL184芯片U12的TXD端串联电阻R31接在芯片A1的RX端，SNL75BL184芯片U12的VSS和VDD端串联电阻R27接在芯片A1的RD端，SNL75BL184芯片U12的RXD和芯片A1的TX端相接，还串联，SNL75BL184芯片U12的H和L端分别与接地的二极管D1和二极管D2相接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及中心机房技术领域，具体为一种基于STM32芯片的机房动力环境信息采集系统。

背景技术

中心机房是整个信息系统的核心部分，为保证计算机系统和通讯网络的安全正常运行，与之配套的机房动力系统、环境系统、消防系统、保安系统必须时刻处于稳定正常受控状态，否则造成的后果不堪设想。随着信息技术的发展和科学技术的进步，对机房动力设备和环境的管理要求更加科学化、规范化，从减员增效的角度出发，要求机房实现少人、无人值守。为满足动力维护集中监控、集中维护、集中管理，减轻维护强度以及提高维护质量的要求，必须以机房中高压配电设备、低压配电设备、开关电源、UPS等众多通信电源设备以及机房空调、环境的实时信息为基础进行监控。因此对机房动力环境信息的采集尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于STM32芯片的机房动力环境信息采集系统，具有具有采集速度快，抗干扰能力强、接口丰富、信息采集方式智能化、信息内容全面化的优点，解决了现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于STM32芯片的机房动力环境信息采集系统，包括主控电路、整流电路、采集电路和通讯电路，所述主控电路中的芯片A1的VBAT端与接地的电容C23和VDD端的并联接口相接，芯片A1的NRST端串联电容C32接地，芯片A1的VDDA端与接地的电容C31和接VDD的电阻R90并联接口相接，芯片A1的BOOTO端串联电阻R91接地，芯片A1的PB5、PB4和PB3端分别串联对应的电阻R11、电阻R13和电阻R14接在三极管Q6、三极管Q5和三极管Q4的基极上，三极管Q6、三极管Q5和三极管Q4的集电极分别串联电阻R17、电阻R16和电阻R15接在LED3、LED2和LED1上，芯片A1的RD、RX和TX分别与通讯电路相接，芯片A1的DS1、DS2、DS3和DS4与采集电路相接，芯片A1的VI1、VI2、VI3和VI4与整流电路相接。

优选的，所述整流电路中的MB6S整流DL4、MB6S整流DL5、MB6S整流DL6和MB6S整流DL7四组，MB6S整流DL4、MB6S整流DL5、MB6S整流DL6和MB6S整流DL7的交流端分别与接口J5、J9、J10和J11相接，MB6S整流DL4的电流端并联电容CD5和电容C12，电容CD5和电容C12并联的一端与接地的电阻R2相接，电容CD5和电容C12并联的另一端串联电阻R34与接地的电容C1接在芯片A1的VI1端，MB6S整流DL5的电流端并联电容CD6和电容C13，电容CD6和电容C13并联的一端与接地的电阻R3相接，电容CD6和电容C13并联的另一端串联电阻R35与接地的电容C2接在芯片A1的VI2端，MB6S整流DL6的电流端并联电容CD7和电容C14，电容CCD7和电容C14并联的一端与接地的电阻R4相接，电容CD7和电容C14并联的另一端串联电阻R38与接地的电容C11接在芯片A1的VI3端，MB6S整流DL7的电流端并联电容CD8和电容C15，电容CD8和电容C15并联的一端与接地的电阻R5相接，电容CD8和电容C15并联的另一端串联电阻R39与接地的电容C11接在芯片A1的VI4端。

优选的，所述采集电路的SHT11芯片U11的DATA和CLK端角与芯片A1相接，SHT11芯片U11的DATA和CLK端角分别串联电阻R16和电阻R17接VCC，SHT11芯片U11的VDD端接电阻R23、电阻R24、电阻R25和电阻R32的并联接口，电阻R23的另一端与接地的电容C4接在芯片A1的DS1端上，电阻R24的另一端与接地的电容C5接在芯片A1的DS2端上、电阻R25的另一端与接地的电容C6接在芯片A1的DS3端上，电阻R32的另一端与接地的电容C8接在芯片A1的DS4端上。

优选的，所述通讯电路中的SNL75BL184芯片U12的TXD端串联电阻R31接在芯片A1的RX端，SNL75BL184芯片U12的VSS和VDD端串联电阻R27接在芯片A1的RD端，SNL75BL184芯片U12的RXD和芯片A1的TX端相接，还串联，SNL75BL184芯片U12的H和L端分别与接地的二极管D1和二极管D2相接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本基于STM32芯片的机房动力环境信息采集系统，主控电路中芯片A1采用STM32F103C8T6，具有采集速度快，抗干扰能力强、接口丰富、信息采集方式智能化、信息内容全面化、采集结果实时性好、可靠度高的优点，电流数据的采集采用精密电流互感器将大电流信号转换为小电流信号，并通过整流电路中转换为直流电压信号，模拟电压信号转换成数字信号保存在芯片A1的变量中，采集电路中采集外围温湿度传感器采用STH11来采集环境的温度和湿度，通过IIC总线接口将温湿度数据传输到芯片A1中的变量中，通讯电路集成的串行接口UQRT来完成通讯的功能，芯片A1的UQRT串行接口通过RS485转换芯片SNL75BL184芯片U12将TTC电平信号转换成RS485信号，并采用协议完成与其它设备的数据交换。

附图说明

图1为本实用新型的主控电路原理图；

图2为本实用新型的整流电路原理图；

图3为本实用新型的采集电路原理图；

图4为本实用新型的通讯电路原理图。

图中：1、主控电路；2、整流电路；3、采集电路；4、通讯电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，一种基于STM32芯片的机房动力环境信息采集系统，包括主控电路1、整流电路2、采集电路3和通讯电路4，主控电路1中的芯片A1的VBAT端与接地的电容C23和VDD端的并联接口相接，芯片A1的NRST端串联电容C32接地，芯片A1的VDDA端与接地的电容C31和接VDD的电阻R90并联接口相接，芯片A1的BOOTO端串联电阻R91接地，芯片A1的PB5、PB4和PB3端分别串联对应的电阻R11、电阻R13和电阻R14接在三极管Q6、三极管Q5和三极管Q4的基极上，三极管Q6、三极管Q5和三极管Q4的集电极分别串联电阻R17、电阻R16和电阻R15接在LED3、LED2和LED1上，芯片A1的RD、RX和TX分别与通讯电路4相接，芯片A1的DS1、DS2、DS3和DS4与采集电路3相接，芯片A1的VI1、VI2、VI3和VI4与整流电路2相接。

主控电路1中芯片A1采用STM32F103C8T6，STM32F103C8T6 32位单片机，具有采集速度快，抗干扰能力强、接口丰富、信息采集方式智能化、信息内容全面化、采集结果实时性好、可靠度高的优点，解决了现有技术成本高、反应速度慢、精度低、内容不全面等问题。

请参阅图2，整流电路2中的MB6S整流DL4、MB6S整流DL5、MB6S整流DL6和MB6S整流DL7四组，MB6S整流DL4、MB6S整流DL5、MB6S整流DL6和MB6S整流DL7的交流端分别与接口J5、J9、J10和J11相接，MB6S整流DL4的电流端并联电容CD5和电容C12，电容CD5和电容C12并联的一端与接地的电阻R2相接，电容CD5和电容C12并联的另一端串联电阻R34与接地的电容C1接在芯片A1的VI1端，MB6S整流DL5的电流端并联电容CD6和电容C13，电容CD6和电容C13并联的一端与接地的电阻R3相接，电容CD6和电容C13并联的另一端串联电阻R35与接地的电容C2接在芯片A1的VI2端，MB6S整流DL6的电流端并联电容CD7和电容C14，电容CCD7和电容C14并联的一端与接地的电阻R4相接，电容CD7和电容C14并联的另一端串联电阻R38与接地的电容C11接在芯片A1的VI3端，MB6S整流DL7的电流端并联电容CD8和电容C15，电容CD8和电容C15并联的一端与接地的电阻R5相接，电容CD8和电容C15并联的另一端串联电阻R39与接地的电容C11接在芯片A1的VI4端。

电流数据的采集采用精密电流互感器将大电流信号转换为小电流信号，并通过整流电路2中转换为直流电压信号，通过控制芯片的A\/D采集引脚将模拟电压信号转换成数字信号保存在芯片A1的变量中，系统可提供与整流电路2相配的4路电流信号采集接口。

请参阅图3，采集电路3的SHT11芯片U11的DATA和CLK端角与芯片A1相接，SHT11芯片U11的DATA和CLK端角分别串联电阻R16和电阻R17接VCC，SHT11芯片U11的VDD端接电阻R23、电阻R24、电阻R25和电阻R32的并联接口，电阻R23的另一端与接地的电容C4接在芯片A1的DS1端上，电阻R24的另一端与接地的电容C5接在芯片A1的DS2端上、电阻R25的另一端与接地的电容C6接在芯片A1的DS3端上，电阻R32的另一端与接地的电容C8接在芯片A1的DS4端上。

采集电路3中采集外围温湿度传感器采用STH11来采集环境的温度和湿度，通过IIC总线接口将温湿度数据传输到芯片A1中的变量中，烟雾信号通过传感器来实现，将温度、湿度和烟度转成为对应的模拟电压信号，芯片A1的A\/D采集引脚对模拟电压信号转换成数字信号存储在芯片A1的变量中。

请参阅图4，通讯电路4中的SNL75BL184芯片U12的TXD端串联电阻R31接在芯片A1的RX端，SNL75BL184芯片U12的VSS和VDD端串联电阻R27接在芯片A1的RD端，SNL75BL184芯片U12的RXD和芯片A1的TX端相接，还串联，SNL75BL184芯片U12的H和L端分别与接地的二极管D1和二极管D2相接。

通讯电路4集成的串行接口UQRT来完成通讯的功能，芯片A1的UQRT串行接口通过RS485转换芯片SNL75BL184芯片U12将TTC电平信号转换成RS485信号，并采用协议完成与其它设备的数据交换。

综上所述：本基于STM32芯片的机房动力环境信息采集系统，主控电路1中芯片A1采用STM32F103C8T6，具有采集速度快，抗干扰能力强、接口丰富、信息采集方式智能化、信息内容全面化、采集结果实时性好、可靠度高的优点，电流数据的采集采用精密电流互感器将大电流信号转换为小电流信号，并通过整流电路2中转换为直流电压信号，模拟电压信号转换成数字信号保存在芯片A1的变量中，采集电路3中采集外围温湿度传感器采用STH11来采集环境的温度和湿度，通过IIC总线接口将温湿度数据传输到芯片A1中的变量中，通讯电路4集成的串行接口UQRT来完成通讯的功能，芯片A1的UQRT串行接口通过RS485转换芯片SNL75BL184芯片U12将TTC电平信号转换成RS485信号，并采用协议完成与其它设备的数据交换。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

设计图

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