一种电力设备用安全监测预警电路装置

技术领域

本发明涉及电力设备安全设备技术领域，具体为一种电力设备用安全监测预警电路装置。

背景技术

随着制造工厂自动化程度越来越高，其所使用的电力设备也越来越多，用电安全的要求就更严格。目前的设备预警装置存在两方面的问题：一是若待监控设备接地电阻过大，当发生单相短路时，由于短路电流过小达不到设备预警装置的阈值，则预警装置不工作，这样就会使设备外壳长期带电，如果人触摸到这样的带电设备，就会有触电的危险造成，同时也会影响设备的使用寿命；二是由于现有的设备预警装置测试点少，则测试范围有限，因而需要布置多台，增加了使用成本。

发明内容

针对现有的设备预警装置监控的精确度不高，测试范围有限，导致安全性不高，同时增加了使用成本的问题，本发明提供了一种电力设备用安全监测预警电路装置对设备接地安全予以实时监控并上报，其不仅监控的精确度更高，提高了使用的安全性，同时测试的范围更广，降低了使用成本。

其技术方案是这样的：一种电力设备用安全监测预警电路装置，其包括主板检测电路，其特征在于：其还包括与所述主板检测电路连接的子板检测电路、且所述子板检测电路至多可以包括三路，所述主板检测电路包括主控模块，所述主模块分别连接无线通讯模块、4路接地电阻检测模块、第一显示模块、温湿度检测模块、与子板通讯模块；所述子板检测电路包括子板控制模块，所述子板控制模块分别连接8路分时检测模块、第二显示模块、与主板通讯模块、子板间通讯模块；其还包括供电模块，所述供电模块将12VDC电源分别转换为5V、3.3V电压源为内部供电。

其进一步特征在于：所述主控模块包括单片机U1，所述无线通讯模块包括E22-400T30S无线射频芯片U5，所述单片机U1的1至3、23、24管脚连接所述主显示模块，所述单片机U1的4、11、14、15管脚相连后连接电容C18至C22的一端及3.3V电压源，所述单片机U1的5、6、10、12、13管脚分别连接所述E22-400T30S无线射频芯片U5的3、4、5、1、2管脚，所述E22-400T30S无线射频芯片U5的6管脚连接有极电容E4的正极、电容C16一端及5V电压源，所述E22-400T30S无线射频芯片U5的7管脚连接所述有极电容E4的负极、电容C16的另一端、电容C17一端，所述电容C17另一端连接所述单片机U1的9管脚、二极管D2的正极、电阻R20一端，所述二极管D2的负极连接所述电阻R20的另一端并连接3.3V电压源，所述E22-400T30S无线射频芯片U5的15、16、17管脚相连后接地；所述单片机U1的7、8管脚分别连接所述与PC机交互通讯模块，所述单片机U1的16至19、31管脚分别连接所述4路接地电阻检测模块，所述单片机U1的20、28管脚相连后连接电容C24一端、电容C25一端及3.3V电压源，所述单片机U1的21管脚连接电容C23一端，所述电容C18至电容C25的另一端相连后接地，所述单片机U1的22管脚连接电阻R18一端，所述电阻R18另一端连接三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极连接电阻R19一端、蜂鸣器BZ1的一端，所述电阻R19另一端、蜂鸣器BZ1的另一端相连后连接12V电压源，所述单片机U1的25、26管脚分别连接接口J4的2、3管脚，所述单片机U1的27管脚连接电容C3一端、电阻R17一端，所述电阻R17另一端连接电阻R13一端、开关K1的一端，所述电阻R13另一端连接所述接口J4的1管脚、电容C6一端及3.3V电压源，所述电容C3另一端、开关K1另一端、电容C6另一端、接口J4的4管脚相连后接地，所述单片机U1的29、30管脚连接所述与子板通讯模块，所述单片机U1的32管脚连接所述温湿度检测模块；

所述4路接地电阻检测模块包括接线端子J2，所述接线端子J2的1管脚连接电阻R1一端、电容C39一端、钳位二极管D4的下端管脚、电阻R40一端，所述接线端子J2的2管脚连接电阻R2一端、电容C40一端、钳位二极管D7的下端管脚、电阻R41一端，所述接线端子J2的3管脚连接电阻R3一端、电容C41一端、钳位二极管D8的下端管脚、电阻R42一端，所述接线端子J2的4管脚连接电阻R4一端、电容C42一端、钳位二极管D9的下端管脚、电阻R43一端，所述电阻R1至R4另一端相连后连接二极管D1的负极、钳位二极管D3的下端管脚、电阻R39一端，所述钳位二极管D3、D4、D7、D8、D9的上端其中一个管脚相连后接地，所述钳位二极管D3、D4、D7、D8、D9的上端的另一个管脚相连后连接所述二极管D1的正极及3.3V电压源，所述电容C39至C42另一端相连后连接所述接口端子J2的5管脚、电阻R5一端，所述电阻R5另一端接地，所述电阻R39另一端连接电容C43一端、所述单片机U1的31管脚，所述电阻R40另一端连接电容C44一端、所述单片机U1的16管脚，所述电阻R41另一端连接电容C45一端、所述单片机U1的17管脚，所述电阻R42另一端连接电容C46一端、所述单片机U1的18管脚，所述电阻R43另一端连接电容C47一端、所述单片机U1的19管脚，所述电容C43至C47另一端相连后接地；

所述主板检测电路还包括第一与PC机交互通讯模块，所述子板检测电路还包括第二与PC机交互通讯模块，所述第一与PC机交互通讯模块与所述第二与PC机交互通讯模块电路结构相同，所述第一与PC机交互通讯模块包括USB转串口芯片U4，所述USB转串口芯片U4的4、5管脚分别连接电阻R23一端、电阻R22一端，所述USB转串口芯片U4的6管脚连接电阻R24一端、电容C28一端、电容C29一端，所述USB转串口芯片U4的7、8管脚相连后连接电感FB1一端、电容C26一端、电容C27一端，所述电阻R23另一端连接接口J5的3管脚、防静电ESD二极管U6的4管脚、电阻R36一端，所述电阻R22另一端连接所述接口J5 的2管脚、所述防静电ESD二极管U6的2管脚、电阻R35一端，所述电感FB1的另一端连所述接口J5的1管脚、所述防静电ESD二极管U6的1管脚，所述接口J5的6管脚连接电容C5一端、电阻R21一端并接地，所述接口J5的4、5管脚相连后连接所述电容C5另一端、电阻R21另一端、所述防静电ESD二极管U6的3管脚、所述电容C26至C29另一端、所述USB转串口芯片U4的3、12管脚相连后接地，所述电阻R36另一端连接电阻R37一端、所述USB转串口芯片U4的18管脚、电阻R26一端、所述单片机U1的8管脚，所述电阻R37另一端接地，所述电阻R35另一端连接所述USB转串口芯片U4的17管脚、电阻R25一端、所述单片机U1的7管脚，所述电阻R25另一端、电阻R26另一端相连后连接3.3V电压源；

所述第一显示模块与所述第二显示模块电路结构相同，所述第一显示模块包括显示屏OLED1，所述显示屏OLED1的1、8、11、12、16、17、21至25、29、30管脚相连后连接电容C7一端、电容C11一端、电容C10一端、电阻R16一端、电容C12一端、电容C13一端并接地，所述显示屏OLED1的2、3管脚分别连接电容C8的两端，所述显示屏OLED1的4、5管脚分别连接电容C4的两端，所述显示屏OLED1的6、9管脚相连后连接所述电容C7另一端、电容C11另一端、电容C10另一端、电阻R14一端、电阻R11一端及3.3V电压源，所述显示屏OLED1的13、14、15管脚分别连接所述单片机U1的23、24、2管脚，所述显示屏OLED1的18管脚连接所述电阻R14另一端、所述单片机U1的3管脚，所述显示屏OLED1的19管脚连接所述电阻R11另一端、所述单片机U1的1管脚，所述电阻R16另一端连接所述显示屏OLED1的26管脚，所述电容C12另一端、电容C13另一端分别对应连接所述显示屏OLED1的27、28管脚；

所述温湿度检测模块包括接线端子J3，通过所述接线端子J3外接温湿度传感器，所述接线端子J3的1管脚连接电阻R7一端、电阻R6一端、电容C15一端，所述接线端子J3的2管脚连接电阻R8一端、MOS管FET1的漏极、电阻R10一端，所述电阻R7另一端连接3.3V电压源，所述电阻R6另一端、电阻R8另一端相连后连接5V电压源，所述MOS管FET1的栅极连接电阻R9一端及3.3V电压源，所述电阻R9另一端连接所述MOS管FET1的源极、所述电阻R10另一端、电阻R38一端、所述单片机U1的32管脚，所述电阻R38另一端接地，所述接线端子J3的3管脚连接所述电容C15的另一端并接地；

所述与子板通讯模块与所述子板间通讯模块电路结构相同，所述与子板通讯模块包括RJ45插座J6，所述RJ45插座J6的1、2管脚相连后连接有极电容E5的正极、电容C35一端及5V电压源，所述RJ45插座J6的3、4管脚相连后连接所述有极电容E5的负极、电容C35另一端并接地，所述RJ45插座J6的6管脚连接电阻R31一端、钳位二极管D10的下端管脚、所述单片机U1的29管脚，所述RJ45插座J6的8管脚连接电阻R15一端、钳位二极管D11的下端管脚、所述单片机U1的30管脚，所述钳位二极管D10上端的一个管脚与所述钳位二极管D11上端的一个管脚相连后接地，所述钳位二极管D10上端的另一个管脚与所述钳位二极管D11上端的另一个管脚相连后连接所述电阻R15另一端、电阻R31另一端并连接3.3V电压源；

所述子板控制模块包括单片机U21，所述8路分时检测模块包括八选一模拟开关U24，所述八选一模拟开关U4的13、14、15、12、1、5、2、4管脚分别对应连接所述接口J1的1至8管脚、电容C1至C8的一端、电阻R2至R9的一端，所述八选一模拟开关U4的11、10、9、6管脚分别连接电阻R11一端、电阻R12一端、电阻R13一端、电阻R10一端，所述电阻R11至电阻R13的另一端分别连接所述单片机U21的10、12、13管脚，所述电阻R10另一端接地，所述电阻R2至电阻R9另一端分别对应连接钳位二极管D21至D28的下端管脚、电容C10至C17一端及所述单片机U21的16至19、29至32管脚，所述钳位二极管D21至D28的上端其中一个管脚相连后连接电容C9一端并接地，所述钳位二极管D21至D28的上端另一个管脚相连后连接3.3V电压源，所述八选一模拟开关U24的3管脚连接电阻R1一端、调压器U22的2管脚，所述电阻R1另一端连接所述调压器U22的1管脚，所述调压器U22的3管脚连接所述电容C9另一端及5V电压源，所述接口J1的9管脚连接电阻R26一端，所述电阻R26另一端、电容C1至C8另一端、电容C10至电容C17另一端相连后接地；

所述与主板通讯模块包括RJ45插座J2，所述RJ45插座J2的1、2管脚相连后连接有极电容E1的正极、电容C33一端、调压器U23的1管脚，所述RJ45插座J2的3、4管脚相连后连接所述有极电容E1的负极、电容C33另一端、所述调压器U23的2管脚、有极电容E2的负极、电容C34一端并接地，所述RJ45插座J2的6管脚连接电阻R20一端、钳位二极管D211的下端、所述单片机U21，所述RJ45插座J2的8管脚连接电阻R21一端、钳位二极管D210的下端管脚、所述单片机U21，所述钳位二极管D210、D211上端的其中一个管脚相连后接地，所述调压器U23的3管脚连接所述有极电容E2的正极、电容C34另一端、电阻R20另一端、电阻R21另一端、所述钳位二极管D210、D211上端的另一个管脚并连接3.3V电压源；

所述供电模块包括降压稳压器U2、U3，所述降压稳压器U2的8管脚连接电阻R27一端、电容C1一端、有极电容E1的正极、保险丝F1的一端及12V电压源，所述电阻R27另一端连接电容C30一端、所述降压稳压器U2的6管脚，所述降压稳压器U2的5管脚连接所述电容C30另一端、电容C1另一端、有极电容E1的负极、接口J1的2、3管脚并接地，所述保险丝F1的另一端连接所述接口J1的1管脚，所述降压稳压器U2的1管脚连接电感L1一端、电容C31一端、二极管D5的负极，所述电感L1另一端连接电阻R29一端、电容C33一端、有极电容E2的正极、电容C2一端并输出5V电压源，所述电容C33另一端、电阻R29另一端相连后连接所述降压稳压器U2的4管脚、电阻R30一端，所述降压稳压器U2的3管脚连接电容C32一端，所述电容C32另一端连接电阻R28一端，所述电容C2另一端、有极电容E2的负极、电阻R30另一端、二极管D5的正极、降压稳压器U2的2管脚、电阻R28另一端相连后接地；所述降压稳压器U3的8管脚连接电阻R12一端、电容C9一端、有极电容E3的正极及12V电压源，所述电阻R12另一端连接电容C36一端、所述降压稳压器U3的6管脚，所述降压稳压器U3的5管脚连接所述电容C36另一端、电容C9另一端、有极电容E3的负极并接地，所述降压稳压器U3的1管脚连接电感L2一端、电容C34一端、二极管D6的负极，所述电感L2另一端连接电阻R33一端、电容C38一端、有极电容E6的正极、电容C14一端并输出3.3V电压源，所述电容C38另一端、电阻R33另一端相连后连接所述降压稳压器U3的4管脚、电阻R34一端，所述降压稳压器U3的3管脚连接电容C37一端，所述电容C37另一端连接电阻R32一端，所述电容C14另一端、有极电容E6的负极、电阻R34另一端、二极管D6的正极、降压稳压器U3的2管脚、电阻R32另一端相连后接地。

采用了上述结构后，由于主板检测电路包括4路接地电阻检测模块及温湿度检测模块，可以进行4路监测及温湿度的监控，同时由于子板检测电路包括8路分时检测模块，则可以进行8路监测，且子板检测电路最多可以包括3路，则可以达到24路监测，不仅监测的范围更广，同时监测精度也提高了，能够满足产线的不同设备安全预警需求，进一步的，主板检测电路内部还设有无线通讯模块，通过该模块可以将主板、子板检测电路的监测数据实时上报，提高了整体设备的使用便利性。

附图说明

图1为本发明主板检测电路的控制原理图；

图2为本发明子板检测电路的控制原理图；

图3为本发明整体结构的控制原理图；

图4为本发明主控模块、无线通讯模块的电路原理图；

图5为本发明4路接地电阻检测模块的电路原理图；

图6为本发明第一与PC机交互通讯模块的电路原理图；

图7为本发明第一显示模块的电路原理图；

图8为本发明温湿度检测模块的电路原理图；

图9为本发明与子板通讯模块的电路原理图；

图10为本发明子板控制模块的电路原理图；

图11为本发明8路分时检测模块的电路原理图；

图12为本发明与主板通讯模块的电路原理图；

图13为本发明子板间通讯模块的电路原理图；

图14为本发明第二显示模块的电路原理图；

图15为本发明供电模块的电路原理图。

具体实施方式

如图1至图3所示，一种电力设备用安全监测预警电路装置，包括主板检测电路，与主板检测电路连接的子板检测电路、且该子板检测电路至多可以包括三路，具体的，主板检测电路包括主控模块，主控模块分别连接4路接地电阻检测模块、无线通讯模块、第一显示模块、温湿度检测模块、与子板通讯模块；子板检测电路包括子板控制模块，子板控制模块分别连接8路分时检测模块、第二显示模块、与主板通讯模块、子板间通讯模块；其还包括供电模块，该供电模块将12VDC电源分别转换为5V、3.3V电压源为内部其他模块供电。

如图4所示，主控模块包括单片机U1，无线通讯模块包括E22-400T30S无线射频芯片U5，其中该单片机U1为EFM32TG11B120F128GM32-B单片机，单片机U1的1至3、23、24管脚连接主显示模块，单片机U1的4、11、14、15管脚相连后连接电容C18至C22的一端及3.3V电压源，单片机U1的5、6、10、12、13管脚分别连接E22-400T30S无线射频芯片U5的3、4、5、1、2管脚，E22-400T30S无线射频芯片U5的6管脚连接有极电容E4的正极、电容C16一端及5V电压源，E22-400T30S无线射频芯片U5的7管脚连接有极电容E4的负极、电容C16的另一端、电容C17一端，电容C17另一端连接单片机U1的9管脚、二极管D2的正极、电阻R20一端，二极管D2的负极连接电阻R20的另一端并连接3.3V电压源，E22-400T30S无线射频芯片U5的15、16、17管脚相连后接地；单片机U1的7、8管脚分别连接与PC机交互通讯模块，单片机U1的16至19、31管脚分别连接4路接地电阻检测模块，单片机U1的20、28管脚相连后连接电容C24一端、电容C25一端及3.3V电压源，单片机U1的21管脚连接电容C23一端，电容C18至电容C25的另一端相连后接地，单片机U1的22管脚连接电阻R18一端，电阻R18另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接电阻R19一端、蜂鸣器BZ1的一端，电阻R19另一端、蜂鸣器BZ1的另一端相连后连接12V电压源，单片机U1的25、26管脚分别连接接口J4的2、3管脚，单片机U1的27管脚连接电容C3一端、电阻R17一端，电阻R17另一端连接电阻R13一端、开关K1的一端，电阻R13另一端连接接口J4的1管脚、电容C6一端及3.3V电压源，电容C3另一端、开关K1另一端、电容C6另一端、接口J4的4管脚相连后接地，单片机U1的29、30管脚连接与子板通讯模块，单片机U1的32管脚连接温湿度检测模块。由于单片机U1采用SILICON LABS的EFM32TG11B120F128GM32-B，其管脚配置灵活，体积小，便于硬件布板，其连接蜂鸣器BZ1的用于报警提示，其连接的按键开关K1可以用于参数的选择及设置，对于无线通讯模块包括的E22-400T30S无线射频芯片U5，其采用LoRa扩频技术，工作在(410.125～493.125MHz）频段（默认433.125MHz），则具备更远的通讯距离，抗干扰能力强。通过无线通讯模块的设置，通过中继组网，可以实现对待监测设备的接地线安全状态进行实时远程监控，并且可接入公司的MES系统，智能化管控监控生产状态。

如图5所示， 4路接地电阻检测模块包括接线端子J2，接线端子J2的1管脚连接电阻R1一端、电容C39一端、钳位二极管D4的下端管脚、电阻R40一端，接线端子J2的2管脚连接电阻R2一端、电容C40一端、钳位二极管D7的下端管脚、电阻R41一端，接线端子J2的3管脚连接电阻R3一端、电容C41一端、钳位二极管D8的下端管脚、电阻R42一端，接线端子J2的4管脚连接电阻R4一端、电容C42一端、钳位二极管D9的下端管脚、电阻R43一端，电阻R1至R4另一端相连后连接二极管D1的负极、钳位二极管D3的下端管脚、电阻R39一端，钳位二极管D3、D4、D7、D8、D9的上端其中一个管脚相连后接地，钳位二极管D3、D4、D7、D8、D9的上端的另一个管脚相连后连接二极管D1的正极及3.3V电压源，电容C39至C42另一端相连后连接接口端子J2的5管脚、电阻R5一端，电阻R5另一端接地，电阻R39另一端连接电容C43一端、单片机U1的31管脚，电阻R40另一端连接电容C44一端、单片机U1的16管脚，电阻R41另一端连接电容C45一端、单片机U1的17管脚，电阻R42另一端连接电容C46一端、单片机U1的18管脚，电阻R43另一端连接电容C47一端、单片机U1的19管脚，电容C43至C47另一端相连后接地。由于所检测的接地电阻是设备地，为防止意外情况的串扰电压损坏此检测设备，故而在采样电源供电处增加二极管D1，利用其单相导通性保护3.3V电源。通过4路接地电阻检测模块可以分别连接四台设备进行监测，由于该模块中的二极管D1的存在，4路接地电阻不同或是不同时接地，则流过二极管D1的电流差异会比较大，上面的压降也会有差异，如果直接使用3.3V作为参考分压电压使用，检测精度会降低。通过增加一路ADC-V用来做参考分压，使采样更精确，精度更高。5路电压AD采样都有钳位二极管，增强ESD防护功能，避免MCU管脚在异常情况下损坏。RC低通滤波滤除高频干扰，提高采样精度。

如图6所示，主板检测电路还包括第一与PC机交互通讯模块，子板检测电路还包括第二与PC机交互通讯模块，第一与PC机交互通讯模块与第二与PC机交互通讯模块的电路结构相同，以第一与PC机交互通讯模块为例进行详细说明，具体的，第一与PC机交互通讯模块包括USB转串口芯片U4，USB转串口芯片U4的4、5管脚分别连接电阻R23一端、电阻R22一端，USB转串口芯片U4的6管脚连接电阻R24一端、电容C28一端、电容C29一端，USB转串口芯片U4的7、8管脚相连后连接电感FB1一端、电容C26一端、电容C27一端，电阻R23另一端连接接口J5的3管脚、防静电ESD二极管U6的4管脚、电阻R36一端，电阻R22另一端连接接口J5 的2管脚、防静电ESD二极管U6的2管脚、电阻R35一端，电感FB1的另一端连接口J5的1管脚、防静电ESD二极管U6的1管脚，接口J5的6管脚连接电容C5一端、电阻R21一端并接地，接口J5的4、5管脚相连后再连接电容C5另一端、电阻R21另一端、防静电ESD二极管U6的3管脚、电容C26至C29另一端、USB转串口芯片U4的3、12管脚并接地，电阻R36另一端连接电阻R37一端、USB转串口芯片U4的18管脚、电阻R26一端、单片机U1的8管脚，电阻R37另一端接地，电阻R35另一端连接USB转串口芯片U4的17管脚、电阻R25一端、单片机U1的7管脚，电阻R25另一端、电阻R26另一端相连后连接3.3V电压源。第一与PC机交互通讯模块与第二与PC机交互通讯模块，主要用于设计开发时的调试、无线组网LoRA ID设置、报警值设置和监视通道数设置，其中使用的USB转串口芯片U4采用SILICON LABS的CP2102N-A01-GQFN20,波特率3Mbps，QFN20小封装，只需要一根USB线即可完成与PC间的互联，同时该模块内部还设有防静电ESD二极管U6用于ESD保护，支持热插拔。

如图7所示，第一显示模块与第二显示模块电路结构相同，以第一显示模块结构为例说明，具体的，第一显示模块包括显示屏OLED1，显示屏OLED1的1、8、11、12、16、17、21至25、29、30管脚相连后连接电容C7一端、电容C11一端、电容C10一端、电阻R16一端、电容C12一端、电容C13一端并接地，显示屏OLED1的2、3管脚分别连接电容C8的两端，显示屏OLED1的4、5管脚分别连接电容C4的两端，显示屏OLED1的6、9管脚相连后连接电容C7另一端、电容C11另一端、电容C10另一端、电阻R14一端、电阻R11一端及3.3V电压源，显示屏OLED1的13、14、15管脚分别连接单片机U1的23、24、2管脚，显示屏OLED1的18管脚连接电阻R14另一端、单片机U1的3管脚，显示屏OLED1的19管脚连接电阻R11另一端、单片机U1的1管脚，电阻R16另一端连接显示屏OLED1的26管脚，电容C12另一端、电容C13另一端分别对应连接显示屏OLED1的27、28管脚。第一显示模块采用0.96英寸黄蓝双色OLED显示屏，点阵数128*64，显示数据清晰明了，用于温湿度值及监控数值的现场滚动显示。

如图8所示，温湿度检测模块包括接线端子J3，通过该接线端子J3外接温湿度传感器，所述接线端子J3的1管脚连接电阻R7一端、电阻R6一端、电容C15一端，所述接线端子J3的2管脚连接电阻R8一端、MOS管FET1的漏极、电阻R10一端，所述电阻R7另一端连接3.3V电压源，所述电阻R6另一端、电阻R8另一端相连后连接5V电压源，所述MOS管FET1的栅极连接电阻R9一端及3.3V电压源，所述电阻R9另一端连接所述MOS管FET1的源极、所述电阻R10另一端、电阻R38一端、所述单片机U1的32管脚，所述电阻R38另一端接地，所述接线端子J3的3管脚连接所述电容C15的另一端并接地。采用外接的温湿度传感器，其湿度精度±2%RH，温度精度±0.3℃，并通过单总线接口SDA连接单片机U1，用于读写传感器数据。

如图9所示，由于与子板通讯模块与子板间通讯模块电路结构相同，以与子板通讯模块为例说明，具体的，与子板通讯模块包括RJ45插座J6，RJ45插座J6的1、2管脚相连后连接有极电容E5的正极、电容C35一端及5V电压源，RJ45插座J6的3、4管脚相连后连接有极电容E5的负极、电容C35另一端并接地，RJ45插座J6的6管脚连接电阻R31一端、钳位二极管D10的下端管脚、单片机U1的29管脚，RJ45插座J6的8管脚连接电阻R15一端、钳位二极管D11的下端管脚、单片机U1的30管脚，钳位二极管D10上端的一个管脚与钳位二极管D11上端的一个管脚相连后接地，钳位二极管D10上端的另一个管脚与钳位二极管D11上端的另一个管脚相连后连接电阻R15另一端、电阻R31另一端并连接3.3V电压源。与子板通讯模块选用RJ45插座，便于实际应用环境中布线。选用双路线为下级子板供电，增大带负载能力。与子板间通讯模块采用UART,同时其两个端口上设有钳位二极管，增强ESD防护，避免线长对信号的干扰造成单片机U1的管脚损坏。

如图10、图11所示，子板控制模块包括单片机U21，该单片机U21采用EFM32TG11B120F128GM32-B单片机，8路分时检测模块包括八选一模拟开关U24，八选一模拟开关U4的13、14、15、12、1、5、2、4管脚分别对应连接接口J1的1至8管脚、电容C1至C8的一端、电阻R2至R9的一端，八选一模拟开关U4的11、10、9、6管脚分别连接电阻R11一端、电阻R12一端、电阻R13一端、电阻R10一端，电阻R11至电阻R13的另一端分别连接单片机U21的10、12、13管脚，电阻R10另一端接地，电阻R2至电阻R9另一端分别对应连接钳位二极管D21至D28的下端管脚、电容C10至C17一端及单片机U21的16至19、29至32管脚，钳位二极管D21至D28的上端其中一个管脚相连后连接电容C9一端并接地，钳位二极管D21至D28的上端另一个管脚相连后连接3.3V电压源，八选一模拟开关U24的3管脚连接电阻R1一端、调压器U22的2管脚，电阻R1另一端连接调压器U22的1管脚，调压器U22的3管脚连接电容C9另一端及5V电压源，接口J1的9管脚连接电阻R26一端，电阻R26另一端、电容C1至C8另一端、电容C10至电容C17另一端相连后接地。由于子板检测电路采用的MCU与主板检测电路的MCU型号相同，且两个电路中在蜂鸣器报警、按键开关选择电路等结构相同，因而子板控制模块不再详细说明，每个子板检测电路主要功能在于采集8路接地电阻值，由于最多需要布置三路，故而八选一模拟开关U24采用74HC4051，完成对8路接地阻值的分时循环采集，功耗低。为了保证采集精度要求在±0.1Ω，选用恒流方式是个很好的解决方案。恒流源采用调压器U22为LM1117，利用R1两端电压1.25V恒定不变,得到恒流1.25/0.1=12.5mA。同时8路分时检测模块内的AD采样都有钳位二极管，增强ESD防护功能，避免单片机U21的管脚在异常情况下损坏，并且采用RC低通滤波滤除高频干扰，进一步提高采样精度。

如图12所示，与主板通讯模块包括RJ45插座J2，RJ45插座J2的1、2管脚相连后连接有极电容E1的正极、电容C33一端、调压器U23的1管脚，RJ45插座J2的3、4管脚相连后连接有极电容E1的负极、电容C33另一端、调压器U23的2管脚、有极电容E2的负极、电容C34一端并接地，RJ45插座J2的6管脚连接电阻R20一端、钳位二极管D211的下端、单片机U21，RJ45插座J2的8管脚连接电阻R21一端、钳位二极管D210的下端管脚、单片机U21，钳位二极管D210、D211上端的其中一个管脚相连后接地，调压器U23的3管脚连接有极电容E2的正极、电容C34另一端、电阻R20另一端、电阻R21另一端、钳位二极管D210、D211上端的另一个管脚并连接3.3V电压源。主板与子板及子板间互联采用UART方式，相互间间距1米以内，主要用于同一条流水线多台设备的接地电阻监控。连接座选用RJ45插座，便于实际应用环境中布线，5V电源采用双线路供电，增大带负载能力，保证级间串联电源可靠。UART通讯端口上增加钳位保护二极管，增强ESD防护，避免线长对信号的干扰造成单片机的管脚损坏。

如图15所示，供电模块包括降压稳压器U2、U3，降压稳压器U2的8管脚连接电阻R27一端、电容C1一端、有极电容E1的正极、保险丝F1的一端及12V电压源，电阻R27另一端连接电容C30一端、降压稳压器U2的6管脚，降压稳压器U2的5管脚连接电容C30另一端、电容C1另一端、有极电容E1的负极、接口J1的2、3管脚并接地，保险丝F1的另一端连接接口J1的1管脚，降压稳压器U2的1管脚连接电感L1一端、电容C31一端、二极管D5的负极，电感L1另一端连接电阻R29一端、电容C33一端、有极电容E2的正极、电容C2一端并输出5V电压源，电容C33另一端、电阻R29另一端相连后连接降压稳压器U2的4管脚、电阻R30一端，降压稳压器U2的3管脚连接电容C32一端，电容C32另一端连接电阻R28一端，电容C2另一端、有极电容E2的负极、电阻R30另一端、二极管D5的正极、降压稳压器U2的2管脚、电阻R28另一端相连后接地；降压稳压器U3的8管脚连接电阻R12一端、电容C9一端、有极电容E3的正极及12V电压源，电阻R12另一端连接电容C36一端、降压稳压器U3的6管脚，降压稳压器U3的5管脚连接电容C36另一端、电容C9另一端、有极电容E3的负极并接地，降压稳压器U3的1管脚连接电感L2一端、电容C34一端、二极管D6的负极，电感L2另一端连接电阻R33一端、电容C38一端、有极电容E6的正极、电容C14一端并输出3.3V电压源，电容C38另一端、电阻R33另一端相连后连接降压稳压器U3的4管脚、电阻R34一端，降压稳压器U3的3管脚连接电容C37一端，电容C37另一端连接电阻R32一端，电容C14另一端、有极电容E6的负极、电阻R34另一端、二极管D6的正极、降压稳压器U3的2管脚、电阻R32另一端相连后接地。通过供电模块将12VDC转换为5VDC电压源、3.3VDC电压源为其他模块供电。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。