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 用性和可擴(kuò)展方面，由于一些系統(tǒng)設(shè)計于早期，功能跟不上現(xiàn)今要求。實用新型專利02285316.2公開了一種數(shù)據(jù)自動采集傳輸裝置，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 實用性不高。發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供了一種數(shù)據(jù)采集傳輸控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)無人職守自動 工作，支持對下端儀器的反控。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采 集模塊和信號轉(zhuǎn)換模塊，模擬信號采集模塊和信號轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)引腳對 應(yīng)串聯(lián)，其工作電壓引腳和接地引腳對應(yīng)并聯(lián)后接入電源；信號轉(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，完成對各個端口的初始化設(shè)置，讀入數(shù)據(jù)庫各參數(shù)值， 使程序正常啟動運行；數(shù)據(jù)接收模塊，接收信號轉(zhuǎn)換模塊傳送的485信號數(shù)據(jù)，將模擬信號 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值后，寫入數(shù)據(jù)庫中；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； 數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊，實現(xiàn)報表的輸出，報警查詢、歷史數(shù)據(jù)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(nèi)置實時時鐘。 所述的嵌入式處理器內(nèi)置看門狗定時器。 所述的嵌入式處理器內(nèi)置有報警裝置。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 。本實用新型具有8個標(biāo)配通道，最多可擴(kuò)展至255個通道，可以與帶 有IEEE-485接口的數(shù)字多用表、儀器設(shè)備組成多通道測量與處理系統(tǒng)。 本實用新型具有全智能、低功耗、高穩(wěn)定性、無人值守、全自動工作、可 遠(yuǎn)程軟件升級等特點。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，可對下 位儀器實施反控，同時對數(shù)據(jù)量接口可以實現(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為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型嵌入式處理器的模塊結(jié)構(gòu)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(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 模擬信號采集模塊和信號轉(zhuǎn)換模塊，模擬信號采集模塊和信號轉(zhuǎn)換模塊的 數(shù)據(jù)引腳(DATA+， DATA-)對應(yīng)串聯(lián)，其工作電壓引腳(+Vs)和接地引4
腳(GND)對應(yīng)并聯(lián)后接入電源12V的(+, —)端；信號轉(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(nèi)設(shè)有初始化模塊，完成對各個端口的初始化設(shè)置，讀入數(shù)據(jù)庫各參數(shù)值， 使程序正常啟動運行；數(shù)據(jù)接收模塊，接收信號轉(zhuǎn)換模塊傳送的485信號數(shù)據(jù)，將模擬信號 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值后， 寫入數(shù)據(jù)庫中；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； 數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊，實現(xiàn)報表的輸出，報警查詢、歷史數(shù)據(jù)查詢、年月曰 的平均值與累積值的計算。嵌入式處理器內(nèi)置實時時鐘。 嵌入式處理器內(nèi)置看門狗定時器。嵌入式處理器設(shè)有報警裝置，具有報警功能，每個通道可設(shè)置報警上 下限值，并按照設(shè)置的報警上下限打開或者關(guān)閉報警功能。其中，嵌入式處理器選用型號為ARMSYS2410的開發(fā)板，其具體參 數(shù)如下CPU:型號為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，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個可編程的綠色貼片LED;時鐘晶振12MHz系統(tǒng)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采集模塊和信號轉(zhuǎn)換模塊，模擬信號采集 模塊選用泓格1-7017,信號轉(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路差動或6路差動+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，信號轉(zhuǎn)換 模塊2015和模擬信號采集模塊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，每個信道互為備用或并行使用，從而實現(xiàn)多信道通訊以及通訊實時 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) 采集模塊實現(xiàn)信號采集，可通過寬帶、撥號網(wǎng)絡(luò)、GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò) 與上位系統(tǒng)連接，可選擇國家、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自動化技術(shù)實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)報表的輸出打印，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，若采集的信號是4 20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流輸出信號，則在通道 端口接上一個250Q的電阻；若采集的是0~5V的電壓信號則不需要短接 電阻了。系統(tǒng)正式運行工作時，數(shù)據(jù)采集模塊采集一次儀表傳輸過來的信號 (包括0 5V, 4~20mA，開關(guān)量等)，并將這些模擬信號轉(zhuǎn)換為485信號 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信號轉(zhuǎn)換為RS232 信號通過串口線傳給ARM開發(fā)板，ARM開發(fā)板對讀取的信號進(jìn)行量程 換算后，進(jìn)行采集因子的實際值顯示，動態(tài)曲線畫圖以及將值寫入數(shù)據(jù)庫 等工作，寫入數(shù)據(jù)庫是便于日后進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的查詢以及各種報表的生成。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。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)軟件自動加載運行，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際監(jiān)測值顯示出來以及 寫入數(shù)據(jù)庫，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，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采集模塊和信號轉(zhuǎn)換模塊，模擬信號采集模塊和信號轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)引腳對應(yīng)串聯(lián)，其工作電壓引腳和接地引腳對應(yīng)并聯(lián)后接入電源；信號轉(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，完成對各個端口的初始化設(shè)置，讀入數(shù)據(jù)庫各參數(shù)值， 使程序正常啟動運行；數(shù)據(jù)接收模塊，接收信號轉(zhuǎn)換模塊傳送的485信號數(shù)據(jù)，將模擬信號 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值后， 寫入數(shù)據(jù)庫中；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； 數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊，實現(xiàn)報表的輸出，報警查詢、歷史數(shù)據(jù)查詢、年月曰 的平均值與累積值的計算。
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)置實時時鐘。
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采集模塊和信號轉(zhuǎn)換模塊，模擬信號采集模塊和信號轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)引腳對應(yīng)串聯(lián)，其工作電壓引腳和接地引腳對應(yīng)并聯(lián)后接入電源；信號轉(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。本實用新型具有全智能、低功耗、高穩(wěn)定性、無人值守、全自動工作、可遠(yuǎn)程軟件升級等特點。
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(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 申請人:杭州浙大易泰環(huán)境科技有限公司;浙江大學(xué)