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數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):6291505閱讀:368來源:國(guó)知局
專利名稱:數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)據(jù)釆集傳輸控制系統(tǒng)。
技術(shù)背景在現(xiàn)今用ARM板來開發(fā)數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)的,普遍存在系統(tǒng)兼容不 穩(wěn)定,傳輸不連續(xù),經(jīng)常性死機(jī)等問題,總得來說穩(wěn)定性不高。另外在實(shí) 用性和可擴(kuò)展方面,由于一些系統(tǒng)設(shè)計(jì)于早期,功能跟不上現(xiàn)今要求。實(shí)用新型專利02285316.2公開了一種數(shù)據(jù)自動(dòng)采集傳輸裝置,包括殼 體,由殼體內(nèi)的電源、主控制器、控制接口、通訊模塊和集成在殼體上的 顯示器、外接設(shè)備接口組成;外接設(shè)備接口包括電源接口、按鍵、電話接 口、掃描器接口和揚(yáng)聲器;控制接口集成有主控制電路、通訊控制電路、 顯示器控制電路、輔助電路和主控制器復(fù)位電路;該技術(shù)方案的穩(wěn)定性和 實(shí)用性不高。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)無人職守自動(dòng) 工作,支持對(duì)下端儀器的反控。一種數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng),包括機(jī)箱、電源、數(shù)據(jù)采集模塊、嵌入 式處理器、顯示屏和外接設(shè)備接口,所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括模擬信號(hào)采 集模塊和信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊,模擬信號(hào)采集模塊和信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)引腳對(duì) 應(yīng)串聯(lián),其工作電壓引腳和接地引腳對(duì)應(yīng)并聯(lián)后接入電源;信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊 接入嵌入式處理器;嵌入式處理器的電壓輸入端和"l妄地端接入電源;顯示 屏連接嵌入式處理器,顯示屏的電壓輸入端和接地端接入電源。所述的嵌入式處理器包括初始化才莫塊,完成對(duì)各個(gè)端口的初始化設(shè)置,讀入數(shù)據(jù)庫(kù)各參數(shù)值, 使程序正常啟動(dòng)運(yùn)行;數(shù)據(jù)接收模塊,接收信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊傳送的485信號(hào)數(shù)據(jù),將模擬信號(hào) 采集模塊中八通道的數(shù)據(jù)分開;
數(shù)據(jù)處理模塊,將各通道的模擬量值,換算成一次儀表的真實(shí)值后,寫入數(shù)據(jù)庫(kù)中;數(shù)據(jù)顯示模塊,將數(shù)據(jù)處理模塊處理好的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示; 數(shù)據(jù)傳輸模塊,將數(shù)據(jù)打包成各種格式,傳輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn); 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊,實(shí)現(xiàn)報(bào)表的輸出,報(bào)警查詢、歷史數(shù)據(jù)查詢、年月日的平均值與累積值的計(jì)算。所述的嵌入式處理器內(nèi)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘。 所述的嵌入式處理器內(nèi)置看門狗定時(shí)器。 所述的嵌入式處理器內(nèi)置有報(bào)警裝置。所述的外接設(shè)備接口包括數(shù)據(jù)接口 、模擬接口 、網(wǎng)絡(luò)接口 、 USB接口 、 通訊接口 。本實(shí)用新型具有8個(gè)標(biāo)配通道,最多可擴(kuò)展至255個(gè)通道,可以與帶 有IEEE-485接口的數(shù)字多用表、儀器設(shè)備組成多通道測(cè)量與處理系統(tǒng)。 本實(shí)用新型具有全智能、低功耗、高穩(wěn)定性、無人值守、全自動(dòng)工作、可 遠(yuǎn)程軟件升級(jí)等特點(diǎn)。在網(wǎng)絡(luò)通訊方面,支持CDMA/1X、 GPRS、網(wǎng)絡(luò)通 訊方式和短鏈接方式。本實(shí)用新型具有標(biāo)準(zhǔn)的電壓、電流等模擬量、開關(guān) 量接口,支持系統(tǒng)與一次儀表接口,通過與下位系統(tǒng)的協(xié)議匹配,可對(duì)下 位儀器實(shí)施反控,同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)量接口可以實(shí)現(xiàn)模塊(插件式)定制,接口 電氣標(biāo)準(zhǔn)支持RS-232、 PS-485、 USB1.1-2.0、以太網(wǎng)等。


圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本實(shí)用新型系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為本實(shí)用新型嵌入式處理器的模塊結(jié)構(gòu)示意圖;圖4為本實(shí)用新型控制流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、 2所示, 一種數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng),包括機(jī)箱、電源、數(shù) 據(jù)采集模塊、嵌入式處理器、顯示屏和外接設(shè)備接口,數(shù)據(jù)釆集模塊包括 模擬信號(hào)采集模塊和信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊,模擬信號(hào)采集模塊和信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的 數(shù)據(jù)引腳(DATA+, DATA-)對(duì)應(yīng)串聯(lián),其工作電壓引腳(+Vs)和接地引4
腳(GND)對(duì)應(yīng)并聯(lián)后接入電源12V的(+, —)端;信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的串 口接口 (TXD, RXD, GND)接入嵌入式處理器COM2端;嵌入式處理 器的電壓輸入端(V)和接地端(GND)接入電源5V的(+, —)端;顯 示屏的26針LCD接口連接入嵌入式處理器的LCD接口 ,其工作電壓(V) 端和接地(GND )端分別接入電源12V的(+,一)端,1-7017模塊的(Vin7+、 Vin7—……Vinl+、 Vinl —)八個(gè)通道接入一次儀表過來的信號(hào)。 如圖3所示,嵌入式處理器內(nèi)設(shè)有初始化模塊,完成對(duì)各個(gè)端口的初始化設(shè)置,讀入數(shù)據(jù)庫(kù)各參數(shù)值, 使程序正常啟動(dòng)運(yùn)行;數(shù)據(jù)接收模塊,接收信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊傳送的485信號(hào)數(shù)據(jù),將模擬信號(hào) 采集模塊中八通道的數(shù)據(jù)分開;數(shù)據(jù)處理模塊,將各通道的模擬量值,換算成一次儀表的真實(shí)值后, 寫入數(shù)據(jù)庫(kù)中;數(shù)據(jù)顯示模塊,將數(shù)據(jù)處理模塊處理好的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示; 數(shù)據(jù)傳輸模塊,將數(shù)據(jù)打包成各種格式,傳輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn); 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊,實(shí)現(xiàn)報(bào)表的輸出,報(bào)警查詢、歷史數(shù)據(jù)查詢、年月曰 的平均值與累積值的計(jì)算。嵌入式處理器內(nèi)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘。 嵌入式處理器內(nèi)置看門狗定時(shí)器。嵌入式處理器設(shè)有報(bào)警裝置,具有報(bào)警功能,每個(gè)通道可設(shè)置報(bào)警上 下限值,并按照設(shè)置的報(bào)警上下限打開或者關(guān)閉報(bào)警功能。其中,嵌入式處理器選用型號(hào)為ARMSYS2410的開發(fā)板,其具體參 數(shù)如下CPU:型號(hào)為S3C2410A-20處理器,工作頻率達(dá)203MHz;Flash Memory: 64MB Nand Flash,可選配16MB、 32MB或128MB 的NandFlash,內(nèi)帶電池,當(dāng)外部AC220V掉電時(shí),內(nèi)部電池可保證歷史 數(shù)據(jù)不遺失。SDRAM: 2片4Banks x 4Mbits x 16bits SDRAM, PC100/pc133兼容; 4個(gè)可編程的綠色貼片LED;時(shí)鐘晶振12MHz系統(tǒng)外部始終源;32.768KHz的RTC的時(shí)鐘源; 具有看門狗定時(shí)器;8路10位ADC,其中2路可以作為觸摸屏接口; SO-DIMM200核心板接口 ,扳子約68mm x 42mm尺寸; 數(shù)據(jù)接口 2路RS-232、 l路RS-485; 網(wǎng)路接口 10BaseT; USB接口 2路USB接口; 工作電源5VDC數(shù)據(jù)采集模塊包括模擬信號(hào)采集模塊和信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊,模擬信號(hào)采集 模塊選用泓格1-7017,信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊選用BS-RTU2015,其具體技術(shù)參數(shù) ^口下泓格1-7017:通道8路差動(dòng)或6路差動(dòng)+2路單端(跳線選擇) 分辨率16位輸入類型mV, V,mA(接250Q外電阻)豐lr入范圍士150mV、 ± 500mV、 ± IV、 ±5V、 ± IOV、 ± 20mA 采樣速率10次/秒(total) 帶寬15.7 Hz 精度±0.1% 零點(diǎn)漂移±20pV/°C 滿程量漂移土25ppmTC CMR@ 50/60 Hz : 86 dB min NMR@ 50/60 Hz :畫dB 輸出阻抗20MQ 過電壓保護(hù)±35V 隔離3000VDC 輸入+10~+30VDC 功耗1.3W BS-RTU2015:INPUT/OUTPUT: RS232 RS-422/RS485 速度(bps): 1200,2400,4800,9600,19.2k,38.4k 電源(DC): +10v to +30v (Non-regulated) 溫度范圍-20 ~ 60 °C 顯示屏選用7.8"STN液晶屏,帶有26針的接口,與嵌入式處理器上 的26針LCD接口兼容,另配有觸摸屏,可方便查看信息、設(shè)置參數(shù)等 7.8"STN液晶屏的主要技術(shù)規(guī)格如下 類型STN 尺寸7.8" 顏色256色 分辨率640x3(RGB)x480 背光1支CCFT 顯示類型透射式 垂直一見角范圍-30~+20度 水平^見角范圍-45~+45度 4見角方向6 O'clock 亮度60cd/m2 配套提供液晶數(shù)據(jù)資料 LCD適配板(包括背光逆變器)電源主要用來給嵌入式處理器、液晶屏、數(shù)據(jù)采集模塊等供電。嵌入 式處理器ARM9的輸入電壓為5V,液晶屏的工作電壓為12V,信號(hào)轉(zhuǎn)換 模塊2015和模擬信號(hào)采集模塊7017為寬電壓輸入10V-30V。綜合上面電 壓范圍,選擇型號(hào)為D-60A的開關(guān)電源,主要技術(shù)參數(shù)如下十5V和COM端的輸出電壓為DC5V,輸出電流為0.3-6.0A;十V和COM端的輸出電壓為DC12V,輸出電流為0.2-4.0A;L和N為220V電源的輸入端。外接設(shè)備接口包括數(shù)據(jù)接口、模擬接口、網(wǎng)絡(luò)接口、 USB接口、通訊 接口,每個(gè)信道互為備用或并行使用,從而實(shí)現(xiàn)多信道通訊以及通訊實(shí)時(shí) 在線。系統(tǒng)通過232/485接口與下位儀器儀表系統(tǒng)連接控制,通過工業(yè)數(shù)據(jù) 采集模塊實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集,可通過寬帶、撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)、GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò) 與上位系統(tǒng)連接,可選擇國(guó)家、浙江省、杭州市以及自定義多種數(shù)據(jù)傳輸 規(guī)約,具有高度的適應(yīng)性和行業(yè)拓展性。系統(tǒng)的應(yīng)用界面釆用標(biāo)準(zhǔn)的Win CE風(fēng)格,并通過Office自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)報(bào)表的輸出打印,為用戶帶 來極大的便利。
系統(tǒng)在工作前,首先搜到模擬信號(hào)采集模塊,按如下要求設(shè)置a) 地址(Address): 1b) 輸入范圍(Input range ): +/-5Vc) 電阻選用250Q的阻值信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊與ARM開發(fā)板上的串口 2 ( COM2引腳)相連,串口 線釆用交叉線,若采集的信號(hào)是4 20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流輸出信號(hào),則在通道 端口接上一個(gè)250Q的電阻;若采集的是0~5V的電壓信號(hào)則不需要短接 電阻了。系統(tǒng)正式運(yùn)行工作時(shí),數(shù)據(jù)采集模塊采集一次儀表傳輸過來的信號(hào) (包括0 5V, 4~20mA,開關(guān)量等),并將這些模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為485信號(hào) 傳輸給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊再把接收的485信號(hào)轉(zhuǎn)換為RS232 信號(hào)通過串口線傳給ARM開發(fā)板,ARM開發(fā)板對(duì)讀取的信號(hào)進(jìn)行量程 換算后,進(jìn)行采集因子的實(shí)際值顯示,動(dòng)態(tài)曲線畫圖以及將值寫入數(shù)據(jù)庫(kù) 等工作,寫入數(shù)據(jù)庫(kù)是便于日后進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的查詢以及各種報(bào)表的生成。在數(shù)據(jù)傳輸過程中,將打包好的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)(包括寬帶、 CDMA/GPRS、 Modem等形式)傳送到指定地點(diǎn)。如圖4所示,AMR開發(fā)板上電之后,隨著Win一CE系統(tǒng)起來后,AMR 開發(fā)板內(nèi)軟件自動(dòng)加載運(yùn)行,首先進(jìn)行初始化,接著判斷串口是否有數(shù)據(jù), 如果沒有進(jìn)入初始化循環(huán),如果有就從串口中讀入數(shù)據(jù),然后把讀入的數(shù) 據(jù)交給數(shù)據(jù)處理模塊。數(shù)據(jù)處理模塊將換算好的實(shí)際監(jiān)測(cè)值顯示出來以及 寫入數(shù)據(jù)庫(kù),判斷是否有網(wǎng)絡(luò)連接,若有則把數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī),若沒有, 則與數(shù)據(jù)顯示和存入數(shù)據(jù)庫(kù),流程結(jié)束。
權(quán)利要求1.一種數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng),包括機(jī)箱、電源、數(shù)據(jù)采集模塊、嵌入式處理器、顯示屏和外接設(shè)備接口,其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括模擬信號(hào)采集模塊和信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊,模擬信號(hào)采集模塊和信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)引腳對(duì)應(yīng)串聯(lián),其工作電壓引腳和接地引腳對(duì)應(yīng)并聯(lián)后接入電源;信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊接入嵌入式處理器;嵌入式處理器的電壓輸入端和接地端接入電源;顯示屏連接嵌入式處理器,顯示屏的電壓輸入端和接地端接入電源。
2. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng),其特征在于所述 的嵌入式處理器包括初始化模塊,完成對(duì)各個(gè)端口的初始化設(shè)置,讀入數(shù)據(jù)庫(kù)各參數(shù)值, 使程序正常啟動(dòng)運(yùn)行;數(shù)據(jù)接收模塊,接收信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊傳送的485信號(hào)數(shù)據(jù),將模擬信號(hào) 采集模塊中八通道的數(shù)據(jù)分開;數(shù)據(jù)處理模塊,將各通道的模擬量值,換算成一次儀表的真實(shí)值后, 寫入數(shù)據(jù)庫(kù)中;數(shù)據(jù)顯示模塊,將數(shù)據(jù)處理模塊處理好的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示; 數(shù)據(jù)傳輸模塊,將數(shù)據(jù)打包成各種格式,傳輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn); 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊,實(shí)現(xiàn)報(bào)表的輸出,報(bào)警查詢、歷史數(shù)據(jù)查詢、年月曰 的平均值與累積值的計(jì)算。
3. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)釆集傳輸控制系統(tǒng),其特征在于所述 的嵌入式處理器內(nèi)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘。
4. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng),其特征在于所述 的嵌入式處理器內(nèi)置看門狗定時(shí)器。
5. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng),其特征在于所述 的嵌入式處理器內(nèi)置有報(bào)警裝置。
6. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng),其特征在于所述 的外接設(shè)備接口包括數(shù)據(jù)接口、模擬接口、網(wǎng)絡(luò)接口、 USB接口、通訊接 o 。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng),包括機(jī)箱、電源、數(shù)據(jù)采集模塊、嵌入式處理器、顯示屏和外接設(shè)備接口,數(shù)據(jù)采集模塊包括模擬信號(hào)采集模塊和信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊,模擬信號(hào)采集模塊和信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)引腳對(duì)應(yīng)串聯(lián),其工作電壓引腳和接地引腳對(duì)應(yīng)并聯(lián)后接入電源;信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊接入嵌入式處理器;嵌入式處理器的電壓輸入端和接地端接入電源;顯示屏連接嵌入式處理器,顯示屏的電壓輸入端和接地端接入電源。本實(shí)用新型具有全智能、低功耗、高穩(wěn)定性、無人值守、全自動(dòng)工作、可遠(yuǎn)程軟件升級(jí)等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05B19/048GK201054091SQ20072010985
公開日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2007年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月25日
發(fā)明者強(qiáng) 宗, 官寶紅, 超 方, 程微濱, 鄒有良 申請(qǐng)人:杭州浙大易泰環(huán)境科技有限公司;浙江大學(xué)
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