專利名稱：多通道交直流數(shù)據(jù)采集并行校準系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，更具體的說涉及一種多通道交直流數(shù)據(jù)采集并行校準系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的安全防護領(lǐng)域，機房監(jiān)控領(lǐng)域，工業(yè)控制領(lǐng)域，醫(yī)療設備領(lǐng)域當中，有成千上萬的感應器，PLC,控制器，監(jiān)測器等RS-232/485/422串口設備，都是通過RS-232串口通信或者RS-485/422總線通信與PC進行數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)管理的。要讓RS-232/485/422串口設備轉(zhuǎn)化成具有TCP/IP網(wǎng)絡界面的網(wǎng)絡外設，需要研發(fā)和整合中央處理器(CPU)，數(shù)字信號處理器(DSP)，TCP/IP協(xié)議等各種軟硬件，需要投入巨大的人力資源和時間成本。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種多通道交直流數(shù)據(jù)采集并行校準系統(tǒng)及方法，以實現(xiàn)解決現(xiàn)有校準系統(tǒng)校準精度低且很難對大量的采集終端同時進行校準的問題。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是包括終端采集模塊、串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)和上位機校準系統(tǒng)；其中
所述終端采集模塊包括多個采集終端和基準源，并與所述串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)連接，進行電壓和電流采集，并將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)；
所述串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)包括多個串口轉(zhuǎn)TCP/IP轉(zhuǎn)換器和以太網(wǎng)交換機，并與所述上位機校準系統(tǒng)連接，將接收到的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換和封裝，并將封裝后的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述上位機校準系統(tǒng)；
所述上位機校準系統(tǒng)對接收到的數(shù)據(jù)進行分析、處理和存儲。上述的多通道交直流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)并行校準系統(tǒng)中，所述串口轉(zhuǎn)TCP/IP轉(zhuǎn)換器一端分別與所述采集終端電連接，另一端分別與所述以太網(wǎng)交換機電連接，接收所述采集終端發(fā)送的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)換為TCP/IP協(xié)議，封裝后通過所述以太網(wǎng)交換機發(fā)送至所述上位機校準系統(tǒng)。上述的多通道交直流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)并行校準系統(tǒng)中，所述串口轉(zhuǎn)TCP/IP轉(zhuǎn)換器與所述以太網(wǎng)交換機之間通過雙絞線進行電連接。上述的多通道交直流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)并行校準系統(tǒng)中，所述上位機校準系統(tǒng)包括上位機校準計算機和數(shù)據(jù)庫服務器；其中所述上位機校準計算機接收采樣數(shù)據(jù)，對采樣數(shù)據(jù)進行校準算法分析和處理，并將分析和處理后的數(shù)據(jù)存儲于所述數(shù)據(jù)庫服務器中。一種多通道交直流數(shù)據(jù)采集并行校準方法，包括以下步驟
(I)上位機校準系統(tǒng)初始化后，首先與所有的數(shù)據(jù)采集終端建立TCP/IP連接，然后向其發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令；(2)所有數(shù)據(jù)采集終端收到數(shù)據(jù)采集命令后同時采集固定周期的數(shù)據(jù)并存儲；
(3)上位機校準系統(tǒng)在發(fā)出采集命令后延時固定周期后向逐個數(shù)據(jù)采集終端發(fā)送數(shù)據(jù)上傳命令，收到上傳數(shù)據(jù)命令的數(shù)據(jù)采集終端開始上傳所有通道的采集數(shù)據(jù)；
(4)上位機校準系統(tǒng)對采集數(shù)據(jù)進行校準算法分析與處理，最終將得到的校準參數(shù)保存到后綴為CSV格式的數(shù)據(jù)存儲文件中，以供給交直流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上位機實際監(jiān)測轉(zhuǎn)換為實際值時讀取使用，或直接存入已有的數(shù)據(jù)庫中。本發(fā)明的技術(shù)效果在于本發(fā)明中上位機校準系統(tǒng)利用串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)通信方式控制終端采集模塊，實現(xiàn)交直流電壓、電流的并行采集及上傳，并將上傳的采集數(shù)據(jù)進行校準算法分析與處理，最終將得到的校準參數(shù)保存，解決了現(xiàn)有校準系統(tǒng)校準精度低且很難對大量的采集終端同時進行校準等問題。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的流程圖。
具體實施例方式如圖1所示，一種多通道交直流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)并行校準系統(tǒng)包括三個部分終端采集模塊、串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)通信模塊及上位機校準系統(tǒng)。所述終端采集模塊包括多個采集終端和基準源，并與所述串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)連接，進行電壓和電流采集，并將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)； 所述串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)包括多個串口轉(zhuǎn)TCP/IP轉(zhuǎn)換器和以太網(wǎng)交換機；并與所述上位機校準系統(tǒng)連接，將接收到的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換和封裝，并將封裝后的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述上位機校準系統(tǒng)；
上位機校準系統(tǒng)主要包括上位校準計算機和數(shù)據(jù)庫服務器。上位機校準系統(tǒng)完成終端采集模塊與后臺校準系統(tǒng)的TCP/IP通信、采集數(shù)據(jù)的校準算法分析及處理、CSV文件生成及數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫服務器等功能，數(shù)據(jù)庫服務器存儲校準參數(shù)。參見圖2，多通道交直流數(shù)據(jù)采集并行校準方法的步驟如下
(1)校準系統(tǒng)初始化主要包括設置采樣數(shù)據(jù)及校準參數(shù)存儲緩沖區(qū)，設置所有采集終端IP地址，設置交直流程控電源實際電壓電流值，設置延時讀取上傳采樣數(shù)據(jù)的延時時間，設置采集終端采樣次數(shù)n(n=l 50)；
(2)系統(tǒng)初始化后與所有采集終端建立TCP連接，并向所有采集終端發(fā)送數(shù)據(jù)采樣命令，各數(shù)據(jù)采集終端收到數(shù)據(jù)采集命令后并行采集固定周期的數(shù)據(jù)并存儲；
(3)上位機校準系統(tǒng)延時(延時時間稍大于采集終端采集固定周期數(shù)據(jù)所需時間)等待采集終端采樣，延時時間到，向各采集終端發(fā)送采樣數(shù)據(jù)上傳命令，并讀取各采集終端所有通道采樣數(shù)據(jù)到臨時緩沖區(qū)中；
(4)對緩沖區(qū)中的所有采樣數(shù)據(jù)進行校準算法分析及處理，并將算得的校準參數(shù)保存到校準參數(shù)數(shù)組中；
(5)采樣次數(shù)計數(shù)器減I，若未完成η次采樣，則重復(2廣(5)過程；若完成η次采樣，則對η次采樣獲得的η組校準參數(shù)進行均方根值運算求得最終校準參數(shù)，最后將校準參數(shù)保存到后綴為CSV文件格式的數(shù)據(jù)存儲文件中以供給交直流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上位機實際監(jiān)測轉(zhuǎn)換為實際值時讀取使用，也可以直接存入已有的數(shù)據(jù)庫中，校準過程結(jié)束。本發(fā)明公開的系統(tǒng)，上位機校準系統(tǒng)與各采集終端之間通過串口轉(zhuǎn)TCP/IP轉(zhuǎn)換器進行通信，且串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器為所有采集終端都分配了 IP地址，對于采集終端使用的是串行口通信，而對于后臺PC機則使用的是TCP/IP通信，既減輕了采集終端的通信線路及軟件編程復雜度，又提高了與后臺PC機間的通信穩(wěn)定性；
由于采集終端的微處理器性能及相應板載資源有限，采用上位機校準系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)校準既可以提高數(shù)據(jù)校準的精度，又可以對大量的采集終端(且采集終端本身又具有多個采集通道)同時進行 校準，減輕了每個采集終端單獨校準的操作復雜度；
校準參數(shù)可以直接存入已有的數(shù)據(jù)庫中，也可以保存到后綴為CSV格式的數(shù)據(jù)存儲文件中以供給交直流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上位機實際監(jiān)測轉(zhuǎn)換為實際值時讀取使用，即為各種不同的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供了良好的數(shù)據(jù)讀取兼容性。
權(quán)利要求
1.一種多通道交直流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)并行校準系統(tǒng)，其特征在于包括終端采集模塊、串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)和上位機校準系統(tǒng)；其中 所述終端采集模塊包括多個采集終端和基準源，并與所述串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)連接，進行電壓和電流采集，并將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)； 所述串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)包括多個串口轉(zhuǎn)TCP/IP轉(zhuǎn)換器和以太網(wǎng)交換機；并與所述上位機校準系統(tǒng)連接，將接收到的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換和封裝，并將封裝后的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述上位機校準系統(tǒng)； 所述上位機校準系統(tǒng)對接收到的數(shù)據(jù)進行分析、處理和存儲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道交直流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)并行校準系統(tǒng)，其特征在于所述串口轉(zhuǎn)TCP/IP轉(zhuǎn)換器一端分別與所述采集終端電連接，另一端分別與所述以太網(wǎng)交換機電連接，接收所述采集終端發(fā)送的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)換為TCP/IP協(xié)議，封裝后通過所述以太網(wǎng)交換機發(fā)送至所述上位機校準系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多通道交直流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)并行校準系統(tǒng)，其特征在于，所述串口轉(zhuǎn)TCP/IP轉(zhuǎn)換器與所述以太網(wǎng)交換機之間通過雙絞線進行電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多通道交直流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)并行校準系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機校準系統(tǒng)包括上位機校準計算機和數(shù)據(jù)庫服務器；其中 所述上位機校準計算機接收采樣數(shù)據(jù)，對采樣數(shù)據(jù)進行校準算法分析和處理，并將分析和處理后的數(shù)據(jù)存儲于所述數(shù)據(jù)庫服務器中。
5.一種多通道交直流數(shù)據(jù)采集并行校準方法，包括以下步驟 (1)上位機校準系統(tǒng)初始化后，首先與所有的數(shù)據(jù)采集終端建立TCP/IP連接，然后向其發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令； (2)所有數(shù)據(jù)采集終端收到數(shù)據(jù)采集命令后同時采集固定周期的數(shù)據(jù)并存儲； (3)上位機校準系統(tǒng)在發(fā)出采集命令后延時固定周期后向逐個數(shù)據(jù)采集終端發(fā)送數(shù)據(jù)上傳命令，收到上傳數(shù)據(jù)命令的數(shù)據(jù)采集終端開始上傳所有通道的采集數(shù)據(jù)； (4)上位機校準系統(tǒng)對采集數(shù)據(jù)進行校準算法分析與處理，最終將得到的校準參數(shù)保存到后綴為CSV格式的數(shù)據(jù)存儲文件中，以供給交直流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上位機實際監(jiān)測轉(zhuǎn)換為實際值時讀取使用，或直接存入已有的數(shù)據(jù)庫中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多通道交直流數(shù)據(jù)采集并行校準系統(tǒng)及方法，所述多通道交直流數(shù)據(jù)采集并行校準系統(tǒng)包括終端采集模塊、串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)和上位機校準系統(tǒng)；所述終端采集模塊包括多個采集終端和基準源，進行電壓和電流采集，并將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)；所述串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)包括多個串口轉(zhuǎn)TCP/IP轉(zhuǎn)換器和以太網(wǎng)交換機；將接收到的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換和封裝，并將封裝后的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述上位機校準系統(tǒng)；所述上位機校準系統(tǒng)對接收到的數(shù)據(jù)進行分析、處理和存儲。本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有校準系統(tǒng)校準精度低且很難對大量的采集終端同時進行校準的問題。
文檔編號G05B19/418GK103034195SQ20121051523
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者羅隆福, 張曉虎, 張志文 申請人:中鋁華大科技股份有限公司