一種通用採集器的製作方法

2023-06-06 22:20:16

專利名稱：一種通用採集器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於數據採集卡的技術領域，具體涉及一種實現對機房等場所的動力 設備及環境信息進行集中監控的基於乙太網的通用採集器。
背景技術：
目前的動力環境監控設備，主要由採集子系統、傳輸子系統、軟體子系統組成，採 集子系統完成底端數據的採集，傳輸子系統將底端採集到的數據傳送到監控中心，軟體子 系統完成系統設置、數據處理、告警產生、數據存儲、系統功能等。目前的動力環境監控設備 主要存在以下某些缺點被監控對象的接口較少；串口較少，無法接入多個智能設備；保護 措施，例如防雷、防高壓措施不完善。

實用新型內容針對現有技術中存在的問題，本實用新型的目的在於提供一種通用採集器的技術 方案，設置大量採集接口及通信串口，並且在該設備中設計了大量的隔離電路，及防雷電 路，在滿足動力環境監控的需求的同時，又保證通信線路及設備使用的安全性和穩定性。所述的一種通用採集器，包括箱體，箱體上設置電源開關、防雷接地端子，其特徵 在於箱體內部設置電路連接開關電源、電源控制板、核心處理板和狀態信息LED顯示板，電 源控制板交流電進線端連接電源開關，電源控制板直流電埠連接設置核心處理板、開關 電源，核心處理板通過40針排線連接設置狀態信息顯示板。所述的一種通用採集器，其特徵在於所述的電源控制板支持-48V DC供電，支持 DC-36V -72V寬電源輸入，並且具有防反接電路，防止電源反接，電源控制板將開關電源 的12V輸出作為輸入，並通過12V轉5V電路，產生3路12V輸出，3路5V輸出，其中1路12V 輸出作為箱體內部核心處理板的供電，其他2路12V輸出，3路5V輸出作為外部供電使用。所述的一種通用採集器，其特徵在於所述的核心處理板包括微控制器，微控制器 對應的接口上連接設置模擬量採集模塊、數字量輸入採集模塊、數字量輸出控制模塊、以太 網通信模塊、設置開關、串口通信模塊以及為各模塊供電的電源模塊。所述的一種通用採集器，其特徵在於所述的狀態信息LED顯示板具有12路數字量 輸入狀態顯示，6路數字量輸出狀態顯示，5路串口收發顯示，遠行狀態顯示，報警LED顯示， 報警蜂鳴器指示，電源燈指示，網絡狀態顯示，網絡通信顯示。所述的一種通用採集器，其特徵在於所述的模擬量採集模塊採用獨立電源供電， 並且具有獨立的微處理晶片，將採集到的模擬量信息通過串口與微控制器進行通信，並且 模擬量採集模塊的串口採用了光電隔離，與微控制器電路隔離。所述的一種通用採集器，其特徵在於所述的數字量輸入採集模塊採用光電隔離技 術，並且採用電源隔離模塊。所述的一種通用採集器，其特徵在於所述的串口通信模塊包括2個RS485串口、2 個RS232串口和1個RS232/RS485復用串口。
3[0011]所述的一種通用採集器，其特徵在於所述的電源模塊中包括一組電源隔離晶片和 一個電源穩壓晶片，電源隔離晶片和電源穩壓晶片均為12V電源輸入，通過電源隔離晶片 和電源穩壓晶片為所對應的電路供電，其中電源隔離晶片為RS232串口 COMl電路供電，電 源隔離晶片為RS232串口 COM2電路供電，電源隔離晶片為RS485串口 COM3電路供電，電源 隔離晶片為RS485串口 COM4電路供電，電源隔離晶片為RS232/485復用串口 C0M5電路供 電，電源隔離晶片為數字量輸入採集模塊供電，電源隔離晶片為模擬量採集模塊供電，電源 穩壓晶片為微控制器及其外圍電路供電。本實用新型採用的核心處理板具有8路模擬量採集，12路數字量採集可採集被監 控現場的動力環境信息，並且有6路控制輸出可控制現場的設備。同時所述的核心採集板 具有5個串口可連接現場的智能設備，因此，本實用新型具有接口多的特點，完全能滿足一 般機房監控的需求，降低了施工難度和施工成本。核心採集板各採集電路以及串口通信電 路都採用了電源隔離或者光電隔離電路，使得本通用採集器內部處理信號接地和外接智能 設備的地線完全隔離。因此，本實用新型在實際使用過程中不受外接設備的幹擾和影響，運 行穩定，對實時監控的準確具有非常大的意義。且該採集器不僅在箱體上具有防雷接線端 子，在內部的核心處理板上也有防雷電路、高壓保護電路，對設備運行的穩定性起到很大的 作用。

圖1為本實用新型的總體結構示意圖；圖2為核心處理板的結構示意圖；圖3為核心處理板內電源模塊供電原理框圖；圖4為串口光電隔離技術原理框圖；圖5為模擬量採集模塊的技術原理框圖。圖中1-核心處理板，2-電源控制板，3-電源開關，4-狀態信息LED顯示板，5-開 關電源，6-模擬量採集模塊，7-數字量輸入採集模塊，8-數字量輸出控制模塊，9-乙太網通 信模塊，10-設置開關，11-括微控制器，12-串口通信模塊，13-RS232/RS485復用串口，14、 14a-RS485 串口，15、15a_RS232 串口，16-電源模塊，17、17a、17b、17c、17d、17e、17f-電源隔 離晶片，18-電源穩壓晶片，19-微處理器晶片，20-通道選擇晶片，21-模擬量採集晶片。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。如圖所示的一種通用採集器，包括箱體，箱體上設置電源開關3、防雷接地端子，箱 體內部設置電路連接開關電源5、電源控制板2、核心處理板1和狀態信息LED顯示板4，電 源控制板2交流電進線端連接電源開關3，電源控制板2直流電埠連接設置核心處理板 1、開關電源5，核心處理板1通過40針排線連接設置狀態信息LED顯示板4。電源控制板2主要是將外部電源輸入通過整流橋將電源輸入到開關電源5中，並 將開關電源5輸出的12V作為輸入，並通過12V轉5V電路，產生3路12V輸出，3路5V輸 出，其中1路12V輸出作為箱體內部核心處理板1的供電，其它2路12V輸出，3路5V輸出 作為外部供電使用。該電源控制板2支持機房-48VDC供電，支持DC-36v _72v寬電源輸入，並且具有防反接電路，防止電源反接。狀態信息LED顯示板4具有12路數字量輸入狀態顯示，6路數字量輸出狀態顯示， 5路串口收發顯示，遠行狀態顯示，報警LED顯示，報警蜂鳴器指示，電源燈指示，網絡狀態 顯示，網絡通信顯示。核心處理板1包括微控制器11，微控制器11採用ARM9的高性能嵌入式CPU，具有 高實時性、高穩定性。微控制器11對應的接口上連接設置模擬量採集模塊6、數字量輸入採 集模塊7、數字量輸出控制模塊8、乙太網通信模塊9、設置開關10、串口通信模塊12以及為 各模塊供電的電源模塊16。模擬量採集模塊6包含8路模擬採集通道，它的功能是對現場溫度，現場溼度，交 流供電電壓，交流供電電流，直流供電電壓，空調工作電流等各種電量和非電模擬量進行採 集。模擬量採集模塊6採用獨立電源供電，與微控制器電源隔離，並且具有獨立的微處理芯 片19，將採集到的模擬量信息通過串口與微控制器11進行通信，並且模擬量採集模塊6的 串口通信線上採用了光電隔離技術，與微控制器11電路隔離，因此模擬量採集模塊將不會 幹擾微控制器及其他模塊的工作。數字量輸入採集模塊7包含12路數字量採集通道，可對現場開關量數據進行採 集，每個通道採集響應時間小於500ms，支持幹節點輸入，開關量測量正確率100%，告警 正確率100%。每個通道都採用光電隔離技術，並且採用光電隔離技術和電源隔離模塊，使 得各開關量通道的供電和現場動力設備的接地完全隔離。數字量輸出控制模塊8包含6路數字量控制輸出，可控制6路設備，每路通道可承 受負載250VAC-3A。乙太網通信模塊9具備10M/100M自適應網口，支持跨網段跨路由，支持TCP多客 戶端連接，同時支持UDP通信(廣播和點對點)。串口通信模塊12包括2個RS485串口 14、14a，2個RS232串口 15、15a和1個 RS232/RS485復用串口 13。每個串口與外接智能設備的通信口，採用了光電隔離，並且每個 串口的供電採用了電源隔離模塊，獨立供電，因此通用採集器內部處理信號接地和外接智 能設備的地線完全隔離。電源模塊16為核心處理板上各模塊電路提供電源。電源模塊16中包括一組電源 隔離晶片和一個電源穩壓晶片18，電源隔離晶片和電源穩壓芯18片均為12V電源輸入，通 過電源隔離晶片和電源穩壓晶片18為所對應的電路供電，其中電源隔離晶片17為RS232 串口 COMl電路供電，電源隔離晶片17a為RS232串口 COM2電路供電，電源隔離晶片17b為 RS485串口 COM3電路供電，電源隔離晶片17c為RS485串口 COM4電路供電，電源隔離晶片 17d為RS232/485復用串口 C0M5電路供電，電源隔離晶片17e為數字量輸入採集模塊7供 電，電源隔離晶片17f為模擬量採集模塊6供電，電源穩壓晶片18為微控制器11及其外圍 電路供電。如圖4所示，為串口光電隔離技術原理框圖，微控制器通過光電隔離晶片將信號 線與外接設備隔離. 如圖5所示，為模擬量採集技術原理框圖，模擬量採集模塊6擁有獨立的微處理器 晶片19，微處理器晶片19通過控制通道選擇晶片20進行模擬通道選擇，並通過控制模擬量 採集晶片21進行模擬量信息採集，並通過串口與核心處理板的微控制器進行通信，其中，
5串口通信線上採用了光電隔離技術，模擬量採集模塊將不會干擾微控制器及其他模塊的工 作。
權利要求一種通用採集器，包括箱體，箱體上設置電源開關(3)、防雷接地端子，其特徵在於箱體內部設置電路連接開關電源(5)、電源控制板(2)、核心處理板(1)和狀態信息LED顯示板(4)，電源控制板(2)交流電進線端連接電源開關(3)，電源控制板(2)直流電埠連接設置核心處理板(1)、開關電源(5)，核心處理板(1)通過40針排線連接設置狀態信息LED顯示板(4)。
2.如權利要求1所述的一種通用採集器，其特徵在於所述的電源控制板(2)支持-48V DC供電，支持DC-36V -72V寬電源輸入，並且具有防反接電路，防止電源反接，電源控制板 ⑵將開關電源(5)的12V輸出作為輸入，並通過12V轉5V電路，產生3路12V輸出，3路 5V輸出，其中1路12V輸出作為箱體內部核心處理板的供電，其他2路12V輸出，3路5V輸 出作為外部供電使用。
3.如權利要求1所述的一種通用採集器，其特徵在於所述的核心處理板(1)包括微控 制器(11)，微控制器(11)對應的接口上連接設置模擬量採集模塊(6)、數字量輸入採集模 塊(7)、數字量輸出控制模塊(8)、乙太網通信模塊(9)、設置開關(10)、串口通信模塊(12) 以及為各模塊供電的電源模塊(16)。
4.如權利要求1所述的一種通用採集器，其特徵在於所述的狀態信息LED顯示板(4) 具有12路數字量輸入狀態顯示，6路數字量輸出狀態顯示，5路串口收發顯示，遠行狀態顯 示，報警LED顯示，報警蜂鳴器指示，電源燈指示，網絡狀態顯示，網絡通信顯示。
5.如權利要求3所述的一種通用採集器，其特徵在於所述的模擬量採集模塊(6)採用 獨立電源供電，並且具有獨立的微處理晶片(19)，將採集到的模擬量信息通過串口與微控 制器(11)進行通信，並且模擬量採集模塊(6)的串口採用了光電隔離，與微控制器(11)電 路隔罔。
6.如權利要求3所述的一種通用採集器，其特徵在於所述的數字量輸入採集模塊(6) 採用光電隔離技術，並且採用電源隔離模塊。
7.如權利要求3所述的一種通用採集器，其特徵在於所述的串口通信模塊(12)包括2 個 RS485 串口、2 個 RS232 串口和 1 個 RS232/RS485 復用串 口。
8.如權利要求3所述的一種通用採集器，其特徵在於所述的電源模塊(16)中包括一 組電源隔離晶片和一個電源穩壓晶片(18)，電源隔離晶片和電源穩壓芯(18)片均為12V電 源輸入，通過電源隔離晶片和電源穩壓晶片(18)為所對應的電路供電，其中電源隔離晶片 (17)為RS232串口 COMl電路供電，電源隔離晶片(17a)為RS232串口 COM2電路供電，電源 隔離晶片(17b)為RS485串口 COM3電路供電，電源隔離晶片(17c)為RS485串口 COM4電 路供電，電源隔離晶片(17d)為RS232/485復用串C0M5電路供電，電源隔離晶片(17e)為 數字量輸入採集模塊(7)供電，電源隔離晶片(17f)為模擬量採集模塊(6)供電，電源穩壓 晶片(18)為微控制器(11)及其外圍電路供電。
專利摘要一種通用採集器，屬於數據採集卡的技術領域。包括箱體，箱體上設置電源開關、防雷接地端子，箱體內部設置電路連接開關電源、電源控制板、核心處理板和狀態信息LED顯示板，電源控制板交流電進線端連接電源開關，電源控制板直流電埠連接設置核心處理板、開關電源，核心處理板通過40針排線連接設置狀態信息顯示板。本實用新型核心採集板具有5個串口可連接現場的智能設備，具有接口多的特點，完全能滿足一般機房監控的需求，降低了施工難度和施工成本。核心採集板各採集電路以及串口通信電路都採用了電源隔離或者光電隔離電路，使通用採集器內部處理信號接地和外接智能設備的地線完全隔離，在實際使用過程中不受外接設備的幹擾和影響。
文檔編號G05B19/048GK201628856SQ20102010494
公開日2010年11月10日 申請日期2010年1月26日 優先權日2010年1月26日
發明者凌楊, 葉偉幹 申請人:杭州源久科技有限公司