專利名稱：一種多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多用途數(shù)據(jù)采集分析用儀器，特別涉及一種多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，用于各領(lǐng)域參數(shù)監(jiān)測(cè)和采集的儀器大多對(duì)外接口單一，停電后無(wú)法持續(xù)工作，無(wú)人機(jī)交互界面，儀器占地面積大，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸不便且功耗大。本發(fā)明針對(duì)這諸多缺點(diǎn)提出了一個(gè)完整的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其通過(guò)連接不同的外部設(shè)備形成一個(gè)智能化多參數(shù)采集分析裝置。從而達(dá)到測(cè)量參數(shù)多、配置靈活，智能化自動(dòng)管理、耗能低的目的。為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其連接運(yùn)行管理中心，包括電源單元，其連接外部電源；儲(chǔ)能單元，其電路連接所述的電源單元，該儲(chǔ)能單元在電源單元接電時(shí)儲(chǔ)存電能，并在電源單元斷電時(shí)，提供所述的多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作電源；中央控制單元，其連接所述的電源單元和儲(chǔ)能單元，由所述的電源單元或儲(chǔ)能單元供電并監(jiān)控所述的電源單元以及儲(chǔ)能單元；接口單元，其為外部設(shè)備提供豐富的接口，方便各類設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與傳輸。所述的電源單元包括濾波器，用于對(duì)輸入電流濾波；整流器，其輸入端連接到濾波器的輸出端，其輸出端連接到所述的中央控制單元及儲(chǔ)能單元；所述的整流器用于將交流的輸入電壓轉(zhuǎn)換成直流的輸出電壓，并將輸入電壓變壓為所述的多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)各單元的運(yùn)行電壓。所述的中央控制單元包括主控單元、存儲(chǔ)單元、人機(jī)界面單元、數(shù)據(jù)采集分析單元與傳輸單元。所述的主控單元采用嵌入式高速CPU。所述的存儲(chǔ)單元具有若干常用存儲(chǔ)介質(zhì)接口(例如USB接口、SD卡接口)，用于進(jìn)行參數(shù)及其他數(shù)據(jù)的導(dǎo)出和導(dǎo)入。所述的人機(jī)界面單元包括高分辨率的LED背光TFT液晶顯示器和電阻式觸摸屏， 其中液晶顯示器用于顯示外接設(shè)備采集的參數(shù)和經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后產(chǎn)生的統(tǒng)計(jì)報(bào)表以及儀器各單元的運(yùn)行狀態(tài)和告警信息，觸摸屏用以實(shí)現(xiàn)顯示頁(yè)面的切換和儀器配置信息的輸入等操作，現(xiàn)場(chǎng)采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史記錄數(shù)據(jù)。所述的傳輸單元用以實(shí)現(xiàn)與運(yùn)行管理中心的通訊，其包括無(wú)線傳輸單元和有線傳輸單元，實(shí)現(xiàn)多通訊制式的信號(hào)傳輸。所述的接口單元包括RS232傳輸單元、RS485傳輸單元、數(shù)字量輸入輸出單元、模擬量輸入輸出單元、干節(jié)點(diǎn)輸入輸出單元、USB接口。
本發(fā)明所述的多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于UARM9處理器能實(shí)現(xiàn)多參數(shù)實(shí)時(shí)測(cè)量、靈活配置及智能化自動(dòng)管理；2、提供的接口齊全，其中包括RS232、RS485、數(shù)字量輸入輸出、模擬量輸入輸出、干節(jié)點(diǎn)輸入輸出、USB 口、SD卡接口等；3、可作為一臺(tái)家庭網(wǎng)關(guān)，使用USB無(wú)線網(wǎng)卡便能輕松上網(wǎng)，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)在線下載，并將下載的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存至SD卡內(nèi)；4、支持多種通訊模式，包括有線傳輸和無(wú)線傳輸；其中，無(wú)線傳輸不僅支持GSM、 GPRS，還支持3G及4G通信模式；5、本發(fā)明所提供的多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所具有的儲(chǔ)能裝置為鋰電池，可以使其在無(wú)外接電源的情況下正常工作8小時(shí)，方便對(duì)任意地點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；該儲(chǔ)能裝置帶有過(guò)充過(guò)放保護(hù)電路，延長(zhǎng)了鋰電池的壽命；6、帶一塊7寸的LED背光TFT液晶觸摸屏，人機(jī)界面交互更直觀便捷。7、低能耗，正常工作時(shí)功耗不超過(guò)IOW ；8、自帶實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能，方便追溯歷史數(shù)據(jù)；9、支持一組數(shù)據(jù)同時(shí)上傳給最多10個(gè)數(shù)據(jù)中心，方便各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)同時(shí)監(jiān)測(cè)。10、數(shù)字化傳輸方式與通訊技術(shù)達(dá)到傳輸抗擾性強(qiáng)、參數(shù)測(cè)量齊全、靈活配置及智能化自動(dòng)管理的目的；11、另外，本發(fā)明環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，其工作溫度范圍在-10 55°C之間，防護(hù)等級(jí)達(dá)到 IP55。


圖1為本發(fā)明所述的多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的各單元結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明所述的多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的電源單元的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本發(fā)明所述的多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的中央控制單元的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。如圖1所示，本發(fā)明所提供的多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括電源單元、儲(chǔ)能單元、中央控制單元以及接口單元。中央控制單元連接到運(yùn)行管理中心。運(yùn)行管理中心用于與多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。其中，電源單元連接儲(chǔ)能單元、中央控制單元，用以連接外部電源，同時(shí)將市電轉(zhuǎn)換成各個(gè)與其連接的其它單元所需的電源，并向其它單元供電。儲(chǔ)能單元連接電源單元，用以向儲(chǔ)能單元充電；并在外部電源斷電時(shí)向中央控制單元供電，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)不間斷工作。中央控制單元連接電源單元、儲(chǔ)能單元，用以數(shù)據(jù)采集、處理及各單元的控制。所述的電源單元的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，其包括濾波器，濾波器的輸入端連接外部電源，輸出端連接整流器的輸入端，整流器的輸出端連接中央控制單元及儲(chǔ)能單元。所述的儲(chǔ)能單元的輸出端連接到整流器。整流器將交流220V的外部電源轉(zhuǎn)換為12V的直流電源。 電源單元還具有自動(dòng)保護(hù)功能與電源管理功能，電源管理功能控制對(duì)儲(chǔ)能單元的充放電。
所述的儲(chǔ)能單元連接至電源單元的整流器，當(dāng)電源單元連接外部電源時(shí)，其在向設(shè)備提供工作電源的同時(shí)也向儲(chǔ)能單元充電；當(dāng)電源單元斷開(kāi)外部電源時(shí)，則由儲(chǔ)能單元向整個(gè)設(shè)備提供工作電源，以保證多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在不連接外部電源時(shí)也可在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)正常工作。所述的中央控制單元的結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示，其包括主控單元和分別連接到主控單元的存儲(chǔ)單元、人機(jī)界面單元、數(shù)據(jù)采集單元與傳輸單元；所述的主控單元分別連接上述的電源單元、儲(chǔ)能單元。其中，主控單元采用嵌入式高速CPU，處理能力達(dá)到220MIPS，其功能為數(shù)據(jù)處理， 同時(shí)控制儀器各單元的運(yùn)行。存儲(chǔ)單元具有常用的存儲(chǔ)介質(zhì)接口，包括SD卡和USB接口。方便進(jìn)行各種參數(shù)和數(shù)據(jù)的導(dǎo)出和導(dǎo)入。人機(jī)界面單元包括高分辨率的LED背光TFT液晶屏和電阻式觸摸屏。液晶顯示屏用于顯示外部設(shè)備采集的各種實(shí)時(shí)參數(shù)和經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后產(chǎn)生的統(tǒng)計(jì)報(bào)表以及儀器各單元的運(yùn)行狀態(tài)和告警等信息。觸摸屏用以實(shí)現(xiàn)顯示頁(yè)面的切換和儀器配置信息的輸入等操作，可現(xiàn)場(chǎng)采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和查詢歷史記錄數(shù)據(jù)。傳輸單元包括無(wú)線傳輸單元和有線傳輸單元，實(shí)現(xiàn)多通訊制式的信號(hào)傳輸。其中無(wú)線傳輸單元支持所有的移動(dòng)通訊方式，包括第二代移動(dòng)通訊(如GSM/GPRS/EDGE，CDMA IS95等)、第三代移動(dòng)通訊(如CDMA2000-3X，WCDMA, TD-SCDMA等)、第四代移動(dòng)通訊(如 WIMAX、LTE等)。有線傳輸單元支持10/100MbpS自適應(yīng)的網(wǎng)口和ADSL兩種傳輸方式。傳輸單元的主要功能是實(shí)現(xiàn)中央控制單元的主控單元與運(yùn)行管理中心的通訊方式。所述的接口單元包括干節(jié)點(diǎn)輸入輸出單元、數(shù)字量輸入輸出單元、模擬量輸入輸出單元和設(shè)備級(jí)聯(lián)單元。干節(jié)點(diǎn)輸入輸出單元支持多路干節(jié)點(diǎn)輸入輸出電路，干節(jié)點(diǎn)輸入單元用以接收外部設(shè)備的告警信息或者操作指令，干節(jié)點(diǎn)輸出單元用以控制外部設(shè)備的開(kāi)關(guān)。數(shù)字量輸入輸出單元能夠?qū)崿F(xiàn)多路數(shù)字量的輸入和輸出，其精度高，線性度強(qiáng)。模擬量輸入輸出單元能夠?qū)崿F(xiàn)多路4-20mA模擬量的輸入和輸出，其精度高，測(cè)量準(zhǔn)確，方便擴(kuò)展。 設(shè)備級(jí)聯(lián)單元支持多個(gè)設(shè)備之間的級(jí)聯(lián)，級(jí)聯(lián)的方式可以選擇CAN總線、以太網(wǎng)、RS232和 RS485 等。應(yīng)用本發(fā)明時(shí)，可以通過(guò)運(yùn)行管理中心或中央控制單元的人機(jī)界面單元控制所需的設(shè)備工作，并將獲得的信號(hào)傳送到中央控制單元的主控單元，并將結(jié)果傳送到運(yùn)行管理中心或人機(jī)界面單元。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明所提供的多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用ARM9高速處理器； 數(shù)字化傳輸方式與通訊技術(shù)達(dá)到傳輸抗擾性強(qiáng)、參數(shù)測(cè)量齊全、靈活配置及智能化自動(dòng)管理的目的；并且，本發(fā)明所提供的多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所具有的儲(chǔ)能裝置，可以使其在無(wú)外接電源的情況下正常工作8小時(shí)，除應(yīng)對(duì)停電等突發(fā)狀況外還可用于野外數(shù)據(jù)采集。另外，本發(fā)明環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，其工作溫度范圍在-10 55°C之間，防護(hù)等級(jí)達(dá)到 IP55，操作簡(jiǎn)單方便。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但以上的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，對(duì)本發(fā)明所述的多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的各種元件的增減、替換和改進(jìn)都在本發(fā)明申請(qǐng)所要求保護(hù)的技術(shù)方案之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述的采集系統(tǒng)包括電源單元，其連接市電并提供設(shè)備的工作電源；中央控制單元，其連接所述的電源單元，由所述的電源單元供電，同時(shí)控制所述的電源單元，該中央控制單元還連接運(yùn)行管理中心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換及遠(yuǎn)程控制；接口單元，其采用數(shù)字通訊連接所述的中央控制單元并由中央控制單元控制，用于接收各類外部設(shè)備采集來(lái)的參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述的采集系統(tǒng)還包括 與所述的電源單元電連接的儲(chǔ)能單元，該儲(chǔ)能單元在電源單元接電時(shí)儲(chǔ)存電能，在電源單元斷電時(shí)，提供所述的多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述的中央控制單元包括主控單元、分別連接到所述主控單元的存儲(chǔ)單元、人機(jī)界面單元與傳輸單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述的接口單元包括RS232傳輸單元、RS485傳輸單元、數(shù)字量輸入輸出單元、模擬量輸入輸出單元、干節(jié)點(diǎn)輸入輸出單元和USB接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述的電源單元包括濾波器，其輸入端連接到市電，用于對(duì)輸入電流濾波；整流器，其輸入端連接到濾波器的輸出端，其輸出端連接到所述的中央控制單元及儲(chǔ)能單元，所述的整流器的輸入端還連接到儲(chǔ)能單元的輸出端，其用于將交流的輸入電壓轉(zhuǎn)換成直流的輸出電壓，并將輸入電壓變壓為所述的多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)各單元的運(yùn)行電壓；告警模塊，其輸出端連接到所述的中央控制單元及儲(chǔ)能單元，當(dāng)電源單元或者儲(chǔ)能單元未能正常工作時(shí)，告警模塊會(huì)向所述的中央控制單元發(fā)出告警信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述的人機(jī)界面單元包括高分辨率的液晶顯示器和電阻式觸摸屏，其中，所述的液晶顯示器用于顯示外部設(shè)備采集的參數(shù)和經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后產(chǎn)生的統(tǒng)計(jì)報(bào)表以及儀器各單元的運(yùn)行狀態(tài)和告警信息；所述的觸摸屏用以實(shí)現(xiàn)顯示頁(yè)面的切換和儀器配置信息的輸入等操作，現(xiàn)場(chǎng)采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史記錄數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述的傳輸單元用以實(shí)現(xiàn)與運(yùn)行管理中心的通訊，其包括無(wú)線傳輸單元和有線傳輸單元，實(shí)現(xiàn)多通訊制式的信號(hào)傳輸。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述的中央控制單元還包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能，斷電后仍能精確計(jì)時(shí)，方便追溯歷史記錄。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于能將采集到的一組數(shù)據(jù)同時(shí)上傳給2 10個(gè)數(shù)據(jù)中心，各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)可以同時(shí)在線監(jiān)測(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于可作為一臺(tái)家庭網(wǎng)關(guān)， 使用USB無(wú)線網(wǎng)卡便能輕松上網(wǎng)，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)在線下載，并將下載的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存至SD卡內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過(guò)連接不同的設(shè)備形成一個(gè)智能化多參數(shù)分析裝置，可應(yīng)用于環(huán)保、電力、水利、醫(yī)院、學(xué)校等各領(lǐng)域的各類數(shù)據(jù)采集。該發(fā)明包括電源單元，其連接外部電源；儲(chǔ)能單元，其連接所述的電源單元，該儲(chǔ)能單元在電源單元接電時(shí)儲(chǔ)存電能，并在電源單元斷電時(shí)，提供所述的多用途數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作電源；中央控制單元，其連接所述的電源單元和儲(chǔ)能單元，由所述的電源單元或儲(chǔ)能單元供電并監(jiān)控所述的電源單元以及儲(chǔ)能單元；接口單元，其為外部設(shè)備提供豐富的接口，方便連接各類設(shè)備以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與傳輸。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102402204SQ20101027690
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者陳海剛 申請(qǐng)人:周口市凱旺電子科技有限公司