專利名稱：一種子母型環(huán)保數(shù)據(jù)采集傳輸儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種子母型環(huán)保數(shù)據(jù)采集傳輸儀，用于水污染源在線監(jiān)測現(xiàn)場。
背景技術(shù)：
環(huán)境監(jiān)測部門常常需要對各類污水污染排放點進行實時監(jiān)測，目前我國 對于污水污染物排放點己采用在線自動監(jiān)測的方法，監(jiān)測系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)如 圖1所示。環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)由以下幾部分組成環(huán)境監(jiān)測信息化平臺(設(shè)置在 各級環(huán)保部門)、環(huán)境信息化監(jiān)測與管理終端、(排污)現(xiàn)場環(huán)保數(shù)據(jù)采集傳 輸儀以及底層(污染物)在線測量儀表等。監(jiān)測的基本過程是，現(xiàn)場環(huán)保數(shù) 據(jù)采集儀采集所在排污點在線測量儀表測得污水排放流量、COD (化學需氧 量)、NH3-N (氨氮)等參數(shù)，通過無線或者有線的方式，將數(shù)據(jù)發(fā)送到環(huán)境 監(jiān)測信息化平臺，由信息化平臺進行相應(yīng)處理及計算，各個環(huán)境信息化監(jiān)測 與管理終端根據(jù)相應(yīng)權(quán)限通過信息化平臺獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。
環(huán)保數(shù)據(jù)采集傳輸儀需要采集各種在線測量儀表測量后輸出的4-20mA 或0-5V模擬量信號，通常環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀具有固定的模擬量采集通道數(shù)，在 某些復(fù)雜的監(jiān)測現(xiàn)場，由于采集污水污染物參數(shù)較多，就很容易造成輸入信號 采集通道不足的情況發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述在某些監(jiān)測現(xiàn)場中發(fā)生的輸入信號采集通道不足的問題， 本發(fā)明專利提供了一種子母型環(huán)保數(shù)據(jù)采集傳輸儀，采用了一機多核的方式， 即數(shù)據(jù)傳輸母板采用嵌入式系統(tǒng)，以滿足網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲功 能的要求，而數(shù)據(jù)采集子板采用的是帶地址設(shè)定的單片機智能系統(tǒng)。
按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案， 一種子母型環(huán)保數(shù)據(jù)采集傳輸儀包括封裝 在殼體中的數(shù)據(jù)采集子板和數(shù)據(jù)傳輸母板。所述數(shù)據(jù)傳輸母板采用嵌入式系 統(tǒng)，用于網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲；所述數(shù)據(jù)采集子板采用帶地址設(shè) 定的單片機智能系統(tǒng)。所述數(shù)據(jù)傳輸母板與至少一塊數(shù)據(jù)采集子板相連，數(shù) 據(jù)采集子板與數(shù)據(jù)傳輸母板采用RS485總線通信，數(shù)據(jù)采集子板將采集數(shù)據(jù) 傳送給數(shù)據(jù)傳輸母板，數(shù)據(jù)傳輸母板將數(shù)據(jù)進行處理后進行協(xié)議封裝，通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)傳送給環(huán)境監(jiān)測信息化系統(tǒng)平臺。
所述數(shù)據(jù)傳輸母板包括EM9260嵌入式核心板，所述EM9260核心板分別 連接RS232通信接口、 RJ45網(wǎng)絡(luò)接口、 USB接口模塊、RS485通信模塊、 GPRS/GSM通信模塊和擴展存儲模塊，所述RS485通信模塊連接數(shù)據(jù)采集子 板。
所述數(shù)據(jù)采集子板包括單片機，所述單片機分別連接模擬量采集模塊、 開關(guān)量采集模塊、開關(guān)量輸出模塊、RS485通信模塊和用于地址設(shè)定的4位 撥動開關(guān)，所述RS485通信模塊連接數(shù)據(jù)傳輸母板。
本發(fā)明的優(yōu)點是將傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集傳輸儀中的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸單 元分離，數(shù)據(jù)采集子板可以獨立地采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸母板可以連接多個數(shù) 據(jù)采集單元，對不同的使用場合或用戶需求，可以方便地進行輸入采集通道 的擴展，適用于對各種污水污染源的實時科學監(jiān)測。采用無線(GPRS/GSM) 網(wǎng)絡(luò)通信能夠滿足大容量數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸快捷安全，且覆蓋地區(qū)范圍廣， 運行成本低，安裝與維護簡單，較好地滿足了環(huán)保采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?，?以適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境監(jiān)測現(xiàn)場。


圖1是目前國內(nèi)污水污染物監(jiān)測系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖。 圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。 圖3是數(shù)據(jù)采集子板結(jié)構(gòu)框圖。 圖4是數(shù)據(jù)傳輸母板結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
如圖2所示本發(fā)明采用了一機多核的方式，包括數(shù)據(jù)采集子板和數(shù)據(jù) 傳輸母板。數(shù)據(jù)傳輸母板通過RS485總線與至少一塊數(shù)據(jù)采集子板相連，并 將采集數(shù)據(jù)通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)傳送到環(huán)境監(jiān)測信息化系統(tǒng)平臺。
數(shù)據(jù)傳輸母板采用的是嵌入式系統(tǒng)，以滿足網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù) 存儲功能的要求，而數(shù)據(jù)采集子板采用的是帶地址設(shè)定的單片機智能系統(tǒng)，
每一塊數(shù)據(jù)采集子板除具備(中華人民共和國環(huán)境保護行業(yè)標準數(shù)據(jù)采集
傳輸儀技術(shù)要求)規(guī)定的模擬量輸入通道及開關(guān)量輸入通道的要求外，還具
備多路開關(guān)量輸出通道；此外各數(shù)據(jù)采集子板均設(shè)計了4位撥動開關(guān)，具有 地址設(shè)定的功能，可以設(shè)定0-15地址，即一塊數(shù)據(jù)傳輸母板可以連接多達 16塊數(shù)據(jù)采集子板。這樣本數(shù)據(jù)采集傳輸儀就有能力配備多塊數(shù)據(jù)采集子
4板，數(shù)據(jù)采集傳輸儀模擬量輸入通道及開關(guān)量輸入輸出通道的數(shù)量是可以根
據(jù)用戶的需求方便地增或減。數(shù)據(jù)采集子板與數(shù)據(jù)傳輸母板采用RS485總線 通信，各塊數(shù)據(jù)采集子板將采集數(shù)據(jù)傳送給環(huán)保數(shù)據(jù)傳輸母板，環(huán)保數(shù)據(jù)傳 輸母板將所有數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后，以相應(yīng)文件格式存儲到擴展存儲模塊中，并 且環(huán)保數(shù)據(jù)傳輸母板將處理后的數(shù)據(jù)進行一定的協(xié)議封裝后通過有線或無線 網(wǎng)絡(luò)傳送給環(huán)境監(jiān)測信息化系統(tǒng)平臺。
如圖4所示，數(shù)據(jù)傳輸母板采用ARM9構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)，如EM9260核 心板，所述EM9260核心板分別連接RS232通信接口 、 RJ45網(wǎng)絡(luò)接口 、 USB(通 用串行總線)接口模塊、RS485通信模塊、GPRS/GSM通信模塊和存儲擴展模 塊，所述RS485通信模塊連接數(shù)據(jù)采集子板。數(shù)據(jù)傳輸母板主要負責數(shù)據(jù)的 處理、數(shù)據(jù)存儲、網(wǎng)絡(luò)通信等，將獲得的污水污染物參數(shù)經(jīng)過數(shù)據(jù)計算處理 后，存儲到擴展存儲模塊中，并將處理后的數(shù)據(jù)進行協(xié)議封裝后通過網(wǎng)絡(luò)將 數(shù)據(jù)發(fā)送到環(huán)境監(jiān)測信息化系統(tǒng)平臺，網(wǎng)絡(luò)通信包括有線(如以太網(wǎng))和無 線(如GPRS/GSM)網(wǎng)絡(luò)通信。
環(huán)保數(shù)據(jù)傳輸母板配備了工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口 (如圖中的RJ45網(wǎng)絡(luò)接 口)，外部數(shù)據(jù)存儲器擴展接口 (如圖中的擴展存儲模塊)，標準異步串口 (如 圖中的RS232通信接口)， USB接口，內(nèi)部集成GPRS/GSM通信模塊，實現(xiàn) 數(shù)據(jù)的協(xié)議封裝與加密傳輸；并內(nèi)嵌實時多任務(wù)操作系統(tǒng)，以滿足數(shù)據(jù)采集 控制、數(shù)據(jù)處理、文件數(shù)據(jù)存儲、有線和無線通信等功能。
如圖3所示，數(shù)據(jù)采集子板采用獨立的單片機智能系統(tǒng)，具備獨立數(shù)據(jù) 采集的能力。所述單片機分別連接模擬量采集模塊、開關(guān)量采集模塊、開關(guān) 量輸出模塊、RS485通信模塊和用于地址設(shè)定的4位撥動開關(guān)，所述RS485 通信模塊連接數(shù)據(jù)傳輸母板。單片機將采集到的信號數(shù)據(jù)通過標準RS485總 線傳送給環(huán)保數(shù)據(jù)采集傳輸儀母板。每塊數(shù)據(jù)采集子板除具備規(guī)定的模擬量 輸入通道及開關(guān)量輸入通道的要求外，還具備4路開關(guān)量信號輸出通道，具 有開關(guān)量輸出功能，可以對監(jiān)測現(xiàn)場突發(fā)狀況進行相應(yīng)處理，每塊數(shù)據(jù)采集 子板RS485地址可以通過自帶撥動開關(guān)進行設(shè)置。監(jiān)測信息化系統(tǒng)平臺根據(jù) 接收到的污染源現(xiàn)場的超標數(shù)據(jù)，可以通過對環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀對現(xiàn)場狀況采 取一定的處理措施。例如，控制環(huán)保數(shù)據(jù)采集傳輸儀輸出開關(guān)量報警信號、 啟動COD儀測量命令或發(fā)出提取超標污水水樣信號等。
根據(jù)污染源現(xiàn)場實際狀況需要，每套環(huán)保數(shù)據(jù)采集傳輸儀可選一塊或多 塊數(shù)據(jù)采集子板作擴充配置，多塊的數(shù)據(jù)采集子板均通過RS485總線與環(huán)保數(shù)據(jù)傳輸母板相連，每塊數(shù)據(jù)采集子板具有不同的地址，通過地址設(shè)定模塊
進行設(shè)置，采用4位撥動開關(guān)，可以實現(xiàn)0-15的地址設(shè)定，從而方便地實現(xiàn) 了信號輸入通道和開關(guān)量輸出通道的擴展。
權(quán)利要求
1、一種子母型環(huán)保數(shù)據(jù)采集傳輸儀，包括封裝在殼體中的數(shù)據(jù)采集子板和數(shù)據(jù)傳輸母板，其特征是所述數(shù)據(jù)傳輸母板采用嵌入式系統(tǒng)，用于網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲；所述數(shù)據(jù)采集子板采用帶地址設(shè)定的單片機智能系統(tǒng)；所述數(shù)據(jù)傳輸母板與至少一塊數(shù)據(jù)采集子板相連，數(shù)據(jù)采集子板與數(shù)據(jù)傳輸母板采用RS485總線通信，數(shù)據(jù)采集子板將采集數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)傳輸母板，數(shù)據(jù)傳輸母板將數(shù)據(jù)進行處理后進行協(xié)議封裝，通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)傳送給環(huán)境監(jiān)測信息化系統(tǒng)平臺。
2、 如權(quán)利要求1所述的子母型環(huán)保數(shù)據(jù)采集傳輸儀，其特征是所述數(shù) 據(jù)傳輸母板包括EM9260嵌入式核心板，所述EM9260核心板分別連接RS232 通信接口、 RJ45網(wǎng)絡(luò)接口、 USB接口模塊、RS485通信模塊、GPRS/GSM通信 模塊和擴展存儲模塊，所述RS485通信模塊連接數(shù)據(jù)采集子板。
3、 如權(quán)利要求1所述的子母型環(huán)保數(shù)據(jù)采集傳輸儀，其特征是所述數(shù) 據(jù)采集子板包括單片機，所述單片機分別連接模擬量采集模塊、開關(guān)量采集 模塊、開關(guān)量輸出模塊、RS485通信模塊和用于地址設(shè)定的4位撥動開關(guān)， 所述RS485通信模塊連接數(shù)據(jù)傳輸母板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種子母型環(huán)保數(shù)據(jù)采集傳輸儀，用于水污染源在線監(jiān)測現(xiàn)場，其包括封裝在殼體中的數(shù)據(jù)采集子板和數(shù)據(jù)傳輸母板。所述數(shù)據(jù)傳輸母板采用嵌入式系統(tǒng)，用于網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲；所述數(shù)據(jù)采集子板采用帶地址設(shè)定的單片機智能系統(tǒng)；所述數(shù)據(jù)傳輸母板通過RS485總線與至少一塊數(shù)據(jù)采集子板相連，數(shù)據(jù)采集子板將采集數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)傳輸母板，數(shù)據(jù)傳輸母板將數(shù)據(jù)進行處理后進行協(xié)議封裝，通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)傳送給環(huán)境監(jiān)測信息化系統(tǒng)平臺。其優(yōu)點是數(shù)據(jù)采集子板可以獨立地采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸母板可以連接多個數(shù)據(jù)采集單元，方便地進行輸入采集通道的擴展，采用無線網(wǎng)絡(luò)通信，可以適應(yīng)各種復(fù)雜的污水污染源的實時監(jiān)測現(xiàn)場。
文檔編號G08C17/00GK101540092SQ20091003074
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月15日
發(fā)明者周杏鵬, 孔祥偉, 楊光東 申請人:無錫大禹科技有限公司