數據採集傳輸控制系統的製作方法

2023-04-24 02:47:56 2

專利名稱：數據採集傳輸控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數據釆集傳輸控制系統。
技術背景在現今用ARM板來開發數據傳輸控制系統的，普遍存在系統兼容不 穩定，傳輸不連續，經常性死機等問題，總得來說穩定性不高。另外在實 用性和可擴展方面，由於一些系統設計於早期，功能跟不上現今要求。實用新型專利02285316.2公開了一種數據自動採集傳輸裝置，包括殼 體，由殼體內的電源、主控制器、控制接口、通訊模塊和集成在殼體上的 顯示器、外接設備接口組成；外接設備接口包括電源接口、按鍵、電話接 口、掃描器接口和揚聲器；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位電路；該技術方案的穩定性和 實用性不高。發明內容本實用新型提供了一種數據採集傳輸控制系統，可實現無人職守自動 工作，支持對下端儀器的反控。一種數據採集傳輸控制系統，包括機箱、電源、數據採集模塊、嵌入 式處理器、顯示屏和外接設備接口，所述的數據採集模塊包括模擬信號採 集模塊和信號轉換模塊，模擬信號採集模塊和信號轉換模塊的數據引腳對 應串聯，其工作電壓引腳和接地引腳對應並聯後接入電源；信號轉換模塊 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，完成對各個埠的初始化設置，讀入資料庫各參數值， 使程序正常啟動運行；數據接收模塊，接收信號轉換模塊傳送的485信號數據，將模擬信號 採集模塊中八通道的數據分開；
數據處理模塊，將各通道的模擬量值，換算成一次儀表的真實值後，寫入資料庫中；數據顯示模塊，將數據處理模塊處理好的數據進行顯示； 數據傳輸模塊，將數據打包成各種格式，傳輸到指定地點； 數據統計模塊，實現報表的輸出，報警查詢、歷史數據查詢、年月日的平均值與累積值的計算。所述的嵌入式處理器內置實時時鐘。 所述的嵌入式處理器內置看門狗定時器。 所述的嵌入式處理器內置有報警裝置。所述的外接設備接口包括數據接口 、模擬接口 、網絡接口 、 USB接口 、 通訊接口 。本實用新型具有8個標配通道，最多可擴展至255個通道，可以與帶 有IEEE-485接口的數字多用表、儀器設備組成多通道測量與處理系統。 本實用新型具有全智能、低功耗、高穩定性、無人值守、全自動工作、可 遠程軟體升級等特點。在網絡通訊方面，支持CDMA/1X、 GPRS、網絡通 訊方式和短連結方式。本實用新型具有標準的電壓、電流等模擬量、開關 量接口，支持系統與一次儀表接口，通過與下位系統的協議匹配，可對下 位儀器實施反控，同時對數據量接口可以實現模塊(插件式)定製，接口 電氣標準支持RS-232、 PS-485、 USB1.1-2.0、乙太網等。


圖1為本實用新型的系統結構示意圖；圖2為本實用新型系統模塊結構示意圖；圖3為本實用新型嵌入式處理器的模塊結構示意圖；圖4為本實用新型控制流程圖。
具體實施方式
如圖1、 2所示， 一種數據採集傳輸控制系統，包括機箱、電源、數 據採集模塊、嵌入式處理器、顯示屏和外接設備接口，數據釆集模塊包括 模擬信號採集模塊和信號轉換模塊，模擬信號採集模塊和信號轉換模塊的 數據引腳(DATA+， DATA-)對應串聯，其工作電壓引腳(+Vs)和接地引4
腳(GND)對應並聯後接入電源12V的(+, —)端；信號轉換模塊的串 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 —)八個通道接入一次儀表過來的信號。 如圖3所示，嵌入式處理器內設有初始化模塊，完成對各個埠的初始化設置，讀入資料庫各參數值， 使程序正常啟動運行；數據接收模塊，接收信號轉換模塊傳送的485信號數據，將模擬信號 採集模塊中八通道的數據分開；數據處理模塊，將各通道的模擬量值，換算成一次儀表的真實值後， 寫入資料庫中；數據顯示模塊，將數據處理模塊處理好的數據進行顯示； 數據傳輸模塊，將數據打包成各種格式，傳輸到指定地點； 數據統計模塊，實現報表的輸出，報警查詢、歷史數據查詢、年月曰 的平均值與累積值的計算。嵌入式處理器內置實時時鐘。 嵌入式處理器內置看門狗定時器。嵌入式處理器設有報警裝置，具有報警功能，每個通道可設置報警上 下限值，並按照設置的報警上下限打開或者關閉報警功能。其中，嵌入式處理器選用型號為ARMSYS2410的開發板，其具體參 數如下CPU:型號為S3C2410A-20處理器，工作頻率達203MHz;Flash Memory: 64MB Nand Flash,可選配16MB、 32MB或128MB 的NandFlash,內帶電池，當外部AC220V掉電時，內部電池可保證歷史 數據不遺失。SDRAM: 2片4Banks x 4Mbits x 16bits SDRAM, PC100/pc133兼容； 4個可編程的綠色貼片LED;時鐘晶振12MHz系統外部始終源；32.768KHz的RTC的時鐘源； 具有看門狗定時器；8路10位ADC,其中2路可以作為觸控螢幕接口； SO-DIMM200核心板接口 ，扳子約68mm x 42mm尺寸； 數據接口 2路RS-232、 l路RS-485; 網路接口 10BaseT; USB接口 2路USB接口； 工作電源5VDC數據採集模塊包括模擬信號採集模塊和信號轉換模塊，模擬信號採集 模塊選用泓格1-7017,信號轉換模塊選用BS-RTU2015,其具體技術參數 ^口下泓格1-7017:通道8路差動或6路差動+2路單端(跳線選擇) 解析度16位輸入類型mV, V,mA(接250Q外電阻)豐lr入範圍士150mV、 ± 500mV、 ± IV、 ±5V、 ± IOV、 ± 20mA 採樣速率10次/秒(total) 帶寬15.7 Hz 精度±0.1% 零點漂移±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±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) 溫度範圍-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，另配有觸控螢幕，可方便查看信息、設置參數等 7.8"STN液晶屏的主要技術規格如下 類型STN 尺寸7.8" 顏色256色 解析度640x3(RGB)x480 背光1支CCFT 顯示類型透射式 垂直一見角範圍-30~+20度 水平^見角範圍-45~+45度 4見角方向6 O'clock 亮度60cd/m2 配套提供液晶數據資料 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、數據採集模塊等供電。嵌入 式處理器ARM9的輸入電壓為5V，液晶屏的工作電壓為12V，信號轉換 模塊2015和模擬信號採集模塊7017為寬電壓輸入10V-30V。綜合上面電 壓範圍，選擇型號為D-60A的開關電源，主要技術參數如下十5V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。外接設備接口包括數據接口、模擬接口、網絡接口、 USB接口、通訊 接口，每個信道互為備用或並行使用，從而實現多信道通訊以及通訊實時 在線。系統通過232/485接口與下位儀器儀表系統連接控制，通過工業數據 採集模塊實現信號採集，可通過寬帶、撥號網絡、GPRS/CDMA無線網絡 與上位系統連接，可選擇國家、浙江省、杭州市以及自定義多種數據傳輸 規約，具有高度的適應性和行業拓展性。系統的應用界面釆用標準的Win CE風格，並通過Office自動化技術實現標準報表的輸出列印，為用戶帶 來極大的便利。
系統在工作前，首先搜到模擬信號採集模塊，按如下要求設置a) 地址(Address): 1b) 輸入範圍(Input range ): +/-5Vc) 電阻選用250Q的阻值信號轉換模塊與ARM開發板上的串口 2 ( COM2引腳)相連，串口 線釆用交叉線，若採集的信號是4 20mA的標準電流輸出信號，則在通道 埠接上一個250Q的電阻；若採集的是0~5V的電壓信號則不需要短接 電阻了。系統正式運行工作時，數據採集模塊採集一次儀表傳輸過來的信號 (包括0 5V, 4~20mA，開關量等)，並將這些模擬信號轉換為485信號 傳輸給數據轉換模塊，數據轉換模塊再把接收的485信號轉換為RS232 信號通過串口線傳給ARM開發板，ARM開發板對讀取的信號進行量程 換算後，進行採集因子的實際值顯示，動態曲線畫圖以及將值寫入資料庫 等工作，寫入資料庫是便於日後進行歷史數據的查詢以及各種報表的生成。在數據傳輸過程中，將打包好的數據通過網絡(包括寬帶、 CDMA/GPRS、 Modem等形式)傳送到指定地點。如圖4所示，AMR開發板上電之後，隨著Win一CE系統起來後，AMR 開發板內軟體自動加載運行，首先進行初始化，接著判斷串口是否有數據， 如果沒有進入初始化循環，如果有就從串口中讀入數據，然後把讀入的數 據交給數據處理模塊。數據處理模塊將換算好的實際監測值顯示出來以及 寫入資料庫，判斷是否有網絡連接，若有則把數據傳送到上位機，若沒有， 則與數據顯示和存入資料庫，流程結束。
權利要求1.一種數據採集傳輸控制系統，包括機箱、電源、數據採集模塊、嵌入式處理器、顯示屏和外接設備接口，其特徵在於所述的數據採集模塊包括模擬信號採集模塊和信號轉換模塊，模擬信號採集模塊和信號轉換模塊的數據引腳對應串聯，其工作電壓引腳和接地引腳對應並聯後接入電源；信號轉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. 如權利要求1所述的數據採集傳輸控制系統，其特徵在於所述 的嵌入式處理器包括初始化模塊，完成對各個埠的初始化設置，讀入資料庫各參數值， 使程序正常啟動運行；數據接收模塊，接收信號轉換模塊傳送的485信號數據，將模擬信號 採集模塊中八通道的數據分開；數據處理模塊，將各通道的模擬量值，換算成一次儀表的真實值後， 寫入資料庫中；數據顯示模塊，將數據處理模塊處理好的數據進行顯示； 數據傳輸模塊，將數據打包成各種格式，傳輸到指定地點； 數據統計模塊，實現報表的輸出，報警查詢、歷史數據查詢、年月曰 的平均值與累積值的計算。
3. 如權利要求1所述的數據釆集傳輸控制系統，其特徵在於所述 的嵌入式處理器內置實時時鐘。
4. 如權利要求1所述的數據採集傳輸控制系統，其特徵在於所述 的嵌入式處理器內置看門狗定時器。
5. 如權利要求1所述的數據採集傳輸控制系統，其特徵在於所述 的嵌入式處理器內置有報警裝置。
6. 如權利要求1所述的數據採集傳輸控制系統，其特徵在於所述 的外接設備接口包括數據接口、模擬接口、網絡接口、 USB接口、通訊接 o 。
專利摘要本實用新型公開了一種數據採集傳輸控制系統，包括機箱、電源、數據採集模塊、嵌入式處理器、顯示屏和外接設備接口，數據採集模塊包括模擬信號採集模塊和信號轉換模塊，模擬信號採集模塊和信號轉換模塊的數據引腳對應串聯，其工作電壓引腳和接地引腳對應並聯後接入電源；信號轉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。本實用新型具有全智能、低功耗、高穩定性、無人值守、全自動工作、可遠程軟體升級等特點。
文檔編號G05B19/048GK201054091SQ20072010985
公開日2008年4月30日 申請日期2007年5月25日 優先權日2007年5月25日
發明者強 宗, 官寶紅, 超 方, 程微濱, 鄒有良 申請人:杭州浙大易泰環境科技有限公司;浙江大學