專利名稱：一種多用途數(shù)據(jù)采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提供一種多用途數(shù)據(jù)采集分析裝置，屬于數(shù)據(jù)采集分析技術(shù)領(lǐng)域。
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，停電后無法持續(xù)工 作，無人機(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。本實(shí)用新型針對(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)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有的參數(shù)監(jiān)測(cè)和采集的儀器所存在的上述缺陷，提供一種多用 途數(shù)據(jù)采集裝置，其通過連接不同的外部設(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。具體來說，本實(shí)用新型所述的多用途數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述的采集裝置 包括以下部分1)連接市電并給所述采集裝置供電的電源單元；2)連接電源單元、運(yùn)行管理中心和接口單元，用于數(shù)據(jù)的采集、處理及對(duì)其它各單 元的控制的中央控制單元；3)與所述的中央控制單元連接并用于數(shù)據(jù)交換及遠(yuǎn)程控制的運(yùn)行管理中心；4)與所述的中央控制單元連接，用于接收各類外部設(shè)備采集來的參數(shù)并將所述的 參數(shù)輸入中央控制單元的接口單元。所述的多用途數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述的采集裝置還包括與所述的電源 單元電連接的在電源單元接電時(shí)儲(chǔ)存電能，在電源單元斷電時(shí)提供所述的采集裝置工作電 源的儲(chǔ)能單元。所述的多用途數(shù)據(jù)采集裝置，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)界面單元和傳輸單元。所述的多用途數(shù)據(jù)采集裝置，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。所述的多用途數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述的電源單元包括1)濾波器，其輸入端連接到市電，用于對(duì)輸入電流進(jìn)行濾波；2)整流器，其輸入端連接所述濾波器的輸出端，其輸出端連接所述的中央控制單 元及儲(chǔ)能單元，所述的整流器的輸入端還連接儲(chǔ)能單元的輸出端，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)采集裝置的運(yùn)行電壓；3)告警模塊，其輸出端連接所述的中央控制單元及儲(chǔ)能單元，用于當(dāng)電源單元或 者儲(chǔ)能單元未能正常工作時(shí)，向所述的中央控制單元發(fā)出告警信號(hào)。所述的多用途數(shù)據(jù)采集裝置，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，1)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；所述的液晶顯示器包括高分辨率的LED背 光TFT液晶顯示器；2)所述的觸摸屏用以顯示頁面的切換和儀器配置信息的輸入，現(xiàn)場(chǎng)采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 和歷史記錄數(shù)據(jù)。所述的多用途數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述的傳輸單元包括無線傳輸單元和 有線傳輸單元。所述的傳輸單元用以實(shí)現(xiàn)與運(yùn)行管理中心的通訊，實(shí)現(xiàn)多通訊制式的信號(hào) 傳輸。所述的多用途數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述的主控單元為嵌入式高速CPU。所述的多用途數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述的存儲(chǔ)單元具有數(shù)個(gè)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。本實(shí)用新型所述的多用途數(shù)據(jù)采集裝置的優(yōu)點(diǎn)在于1、能夠?qū)崿F(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，包括有線傳輸和無線傳輸；其中，無線傳輸不僅支持GSM、 GPRS，還支持3G及4G通信模式；5、本實(shí)用新型所提供的多用途數(shù)據(jù)采集裝置所具有的儲(chǔ)能裝置為鋰電池，可以使 其在無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 帶有過充過放保護(hù)電路，延長了鋰電池的壽命；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，本實(shí)用新型環(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為本實(shí)用新型所述的多用途數(shù)據(jù)采集裝置的各單元結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型所述的多用途數(shù)據(jù)采集裝置中的電源單元的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本實(shí)用新型所述的多用途數(shù)據(jù)采集裝置中的中央控制單元的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說明對(duì)本實(shí)用新型所述的多用途數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行詳細(xì)的描述和
4說明，目的是為了公眾更好的理解本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，而不是對(duì)本實(shí)用新型所述技術(shù) 內(nèi)容的限制。事實(shí)上，在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本實(shí)用新型的多種修改和 替代都將是顯而易見的。因此，對(duì)本實(shí)用新型所述的多用途數(shù)據(jù)采集裝置的各種元件的增 減、替換和改進(jìn)都在本實(shí)用新型申請(qǐng)所要求保護(hù)的技術(shù)方案之內(nèi)。如圖1所示，本實(shí)用新型所提供的多用途數(shù)據(jù)采集裝置包括電源單元、中央控制 單元、運(yùn)行管理中心和接口單元；電源單元連接市電并給所述采集裝置供電；中央控制單 元連接電源單元、運(yùn)行管理中心和接口單元，用于數(shù)據(jù)的采集、處理及對(duì)其它各單元的控 制；運(yùn)行管理中心與所述的中央控制單元連接，并用于數(shù)據(jù)交換及遠(yuǎn)程控制的，中央控制單 元包括傳輸單元，與運(yùn)行管理中心相連，用以實(shí)現(xiàn)與運(yùn)行管理中心的通訊，實(shí)現(xiàn)多通訊制式 的信號(hào)傳輸；接口單元與所述的中央控制單元連接并由中央控制單元控制，用于接收各類 外部設(shè)備采集來的參數(shù)并將所述的參數(shù)輸入中央控制單元；作為本實(shí)用新型所述的技術(shù)方 案的優(yōu)選的實(shí)施方式，本實(shí)用新型所提供的多用途數(shù)據(jù)采集裝置還包括與電源單元連接的 儲(chǔ)能單元，電源單元向儲(chǔ)能單元充電，并在外部電源斷電時(shí)由儲(chǔ)能單元向中央控制單元供 電，實(shí)現(xiàn)裝置不間斷工作。所述的電源單元的結(jié)構(gòu)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)采集裝置在不連接外部電源時(shí)也可在較長一 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⑶MA2000-3X，W⑶MA，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。本實(shí)用新型所提供的多用途數(shù)據(jù)采集裝置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)用本實(shí)用新型所述的多用途數(shù)據(jù)采集裝置時(shí)，可以通過運(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。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型所提供的多用途數(shù)據(jù)采集裝置采用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，本實(shí)用新型所提供的多用途數(shù)據(jù)采集裝置所具有的儲(chǔ)能裝置，可 以使其在無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，本實(shí)用新型環(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，具有廣闊的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求1.一種多用途數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述的采集裝置包括以下部分1)連接市電并給所述采集裝置供電的電源單元；2)連接電源單元、運(yùn)行管理中心和接口單元，用于數(shù)據(jù)的采集、處理及對(duì)其它各單元的 控制的中央控制單元；3)與所述的中央控制單元連接并用于數(shù)據(jù)交換及遠(yuǎn)程控制的運(yùn)行管理中心；4)與所述的中央控制單元連接，用于接收各類外部設(shè)備采集來的參數(shù)并將所述的參數(shù) 輸入中央控制單元的接口單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用途數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述的采集裝置還包括 與所述的電源單元電連接的在電源單元接電時(shí)儲(chǔ)存電能，在電源單元斷電時(shí)提供所述的采 集裝置工作電源的儲(chǔ)能單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多用途數(shù)據(jù)采集裝置，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)界面單元和傳輸單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多用途數(shù)據(jù)采集裝置，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)采集裝置，其特征在于所述的電源單元包括1)濾波器，其輸入端連接到市電，用于對(duì)輸入電流進(jìn)行濾波；2)整流器，其輸入端連接所述濾波器的輸出端，其輸出端連接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儲(chǔ)能單元的輸出端，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)采集裝置的運(yùn)行電壓；3)告警模塊，其輸出端連接所述的中央控制單元及儲(chǔ)能單元，用于當(dāng)電源單元或者儲(chǔ) 能單元未能正常工作時(shí)，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)采集裝置，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，1)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；2)所述的觸摸屏用以顯示頁面的切換和儀器配置信息的輸入，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)采集裝置，其特征在于所述的傳輸單元包括無 線傳輸單元和有線傳輸單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多用途數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述的主控單元為嵌入 式高速CPU。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種多用途數(shù)據(jù)采集裝置，包括電源單元、中央控制單元、運(yùn)行管理中心和接口單元，電源單元給所述采集裝置供電，中央控制單元用于數(shù)據(jù)的采集、處理及對(duì)其它各單元的控制，運(yùn)行管理中心與所述的中央控制單元連接并用于數(shù)據(jù)交換及遠(yuǎn)程控制，接口單元與，中央控制單元連接，用于接收各類外部設(shè)備采集來的參數(shù)并將所述的參數(shù)輸入中央控制單元。本實(shí)用新型所述的多用途數(shù)據(jù)采集裝置，通過連接不同的外部設(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。
文檔編號(hào)G05B19/418GK201876711SQ20102052328
公開日2011年6月22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