專利名稱：多通道數(shù)據(jù)采集集中器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)測量領(lǐng)域，特別涉及一種多通道數(shù)據(jù)采集集中器，該種數(shù)據(jù)采集 集中器用于建筑能耗數(shù)據(jù)采集，光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)采集，環(huán)境溫濕度，太陽輻射 度，風(fēng)速等數(shù)據(jù)采集。
背景技術(shù)：
測量過程正向復(fù)雜化高速化大型化的方向發(fā)展，隨著計算機(jī)技術(shù)，信息技術(shù)，網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)等高新技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)采集集中在測量和控制角色的儀器的智能化程度越來越 高。同時在很多場合被采集集中的數(shù)據(jù)不止一種，需要采集集中器同時進(jìn)行多個數(shù)據(jù)的采 集和集中并對采集儀器進(jìn)行監(jiān)控，要求的采集集中器需要擁有多通道高效率的采集集中功 能。目前數(shù)據(jù)采集集中器都采用單片機(jī)微處理技術(shù)構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)，實現(xiàn)對對信號和數(shù)據(jù) 的采集和集中，由于受到單片機(jī)微處理器芯片性能和技術(shù)局限，現(xiàn)有的單片機(jī)微處理器芯 片最多能提供7個串口，這種單片機(jī)微處理器芯片價格高昂，造成產(chǎn)品成本高不利于產(chǎn)品 推廣。同時采集集中16組串口數(shù)據(jù)和2組模擬信號需要多個采集集中儀器協(xié)作完成造成 成本高，可靠性差，后期維護(hù)不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，通過提供一種多通道數(shù)據(jù)采集集中器，采用模塊組合電路，使 其具有19組串行總線通訊和2組4-20mA模擬信號采樣功能的數(shù)據(jù)采集集中器。實現(xiàn)數(shù)據(jù) 信號傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾能力強(qiáng)，適合在惡劣的環(huán)境下數(shù)據(jù)采集集中。本發(fā)明多通道數(shù)據(jù)采集集中器是這樣實現(xiàn)的一種多通道數(shù)據(jù)采集集中器，包括包括依次連接的數(shù)據(jù)采集集中模塊，第一電平 轉(zhuǎn)換模塊，第一光電隔離模塊，數(shù)據(jù)處理模塊，第二光電隔離模塊，第二電平轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù) 上傳模塊，電流/電壓轉(zhuǎn)換模塊，串口擴(kuò)展模塊；數(shù)據(jù)采集集中模塊包括多組RS485串行總 線通訊協(xié)議電路和多組模擬信號輸入電路，每組RS485串行總線通訊協(xié)議電路與由瞬態(tài)電 壓抑制器和過流保護(hù)用正溫度系數(shù)熱敏電阻器件組成的保護(hù)電路相連接，該數(shù)據(jù)采集集中 模塊分別與第一電平轉(zhuǎn)換模塊和電流/電壓轉(zhuǎn)換模塊相連接；數(shù)據(jù)上傳模塊包括多組串行 總線通訊協(xié)議電路，該電路包括多組RS232串行總線通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)上傳電路，每組串行 總線通訊協(xié)議電路與都由瞬態(tài)電壓抑制器和過流保護(hù)用正溫度系數(shù)熱敏電阻器件組成的 保護(hù)電路相連接，該數(shù)據(jù)上傳模塊與第二電平轉(zhuǎn)換模塊相連接；數(shù)據(jù)處理模塊包括含有時 鐘芯片電路的單片機(jī)微處理器芯片電路；第一電平轉(zhuǎn)換模塊、第二電平轉(zhuǎn)換模塊包括多組 RS485串行總線通訊協(xié)議信號電平轉(zhuǎn)換電路；前述的多通道包括19組串行總線標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議數(shù)據(jù)交換口和2組模擬信號輸入□。前述的數(shù)據(jù)采集集中模塊包括16組RS485串行總線通訊協(xié)議電路和2組4_20mA 模擬信號輸入電路。
前述的第一光電隔離模塊、第二光電隔離模塊各包括38組光電隔離芯片電路。前述的電流/電壓轉(zhuǎn)換模塊包括2組將外部輸入的電流模擬信號轉(zhuǎn)換為便于單片 機(jī)處理的電壓信號電流/電壓轉(zhuǎn)換電路。前述的數(shù)據(jù)上傳模塊包括3組串行總線通訊協(xié)議電路，該3組電路包括2組RS485 和1組RS232串行總線通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)上傳電路。前述的第一電平轉(zhuǎn)換模塊、第二電平轉(zhuǎn)換模塊各包括18組RS485和1組RS232串 行總線通訊協(xié)議信號電平轉(zhuǎn)換電路。本發(fā)明一種多通道數(shù)據(jù)采集集中器，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯的優(yōu)勢和有 益的效果1.具有靈活的數(shù)據(jù)采集集中功能，實現(xiàn)16組RS485串行總線通訊協(xié)議數(shù)據(jù)集中和 2組4-20mA模擬信號實時采集的功能。2. 2組模擬信號輸入端口適應(yīng)2線制和3線制的4_20mA電流信號。3.標(biāo)準(zhǔn)2組RS485和1組RS232串行總線通訊接口方便采集集中器數(shù)據(jù)上傳。4.采用RS-485串行總線標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議和4_20mA的工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)信號的數(shù)據(jù)采集集 中方式的技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾能力強(qiáng)，適合在惡劣的環(huán)境下數(shù)據(jù)采集集 中。5.該多通道數(shù)據(jù)采集集中器具有級聯(lián)功能。


圖1為本發(fā)明邏輯框圖；圖2為數(shù)據(jù)采集集中模塊的邏輯框圖；圖3為數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)采集集中模塊連接邏輯框4為數(shù)據(jù)上傳模塊邏輯框圖。
具體實施例以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。一種多通道數(shù)據(jù)采集集中器實施例，參見圖1、圖2、圖3、圖4，所述數(shù)據(jù)采集集中 器包括數(shù)據(jù)采集集中模塊1，第一電平轉(zhuǎn)換模塊2，第一光電隔離模塊3，數(shù)據(jù)處理模塊4， 第二光電隔離模塊5，第二電平轉(zhuǎn)換模塊6，數(shù)據(jù)上傳模塊7，串口擴(kuò)展模塊8，電流/電壓轉(zhuǎn) 換模塊9。所述的數(shù)據(jù)采集集中模塊1包括16組RS485串行總線通訊協(xié)議電路11和2組 4-20mA模擬信號輸入電路12，每一組串行總線通訊協(xié)議電路都與由瞬態(tài)電壓抑制器(TVS 管)和過流(過載)保護(hù)用正溫度系數(shù)熱敏電阻器件組成的保護(hù)電路相連接，該數(shù)據(jù)采集 集中模塊1分別與第一電平轉(zhuǎn)換模塊2和電流/電壓轉(zhuǎn)換模塊9相連接。所述的第一電平轉(zhuǎn)換模塊2包括16組RS485電平信號轉(zhuǎn)換電路。所述的第一光電隔離模塊3包括32組光電隔離芯片電路。所述的電流/電壓轉(zhuǎn)換模塊9包括2組電流/電壓轉(zhuǎn)換電路(I/V)，此電路實現(xiàn)將 外部輸入的電流模擬信號轉(zhuǎn)換為便于單片機(jī)處理的電壓信號的功能。所述的數(shù)據(jù)處理模塊4包括意法半導(dǎo)體公司一顆高性能，低功耗內(nèi)部集成實時時
4鐘芯片電路的單片機(jī)微處理器芯片電路。所述的第二光電隔離模塊5包括6顆光電隔離芯片電路。所述的第二電平轉(zhuǎn)換模塊6包括2組RS485和1組RS232電平信號轉(zhuǎn)換電路。所述的數(shù)據(jù)上傳模塊7包括2組RS485串行總線通訊協(xié)議電路71和1組RS232 串行總線通訊協(xié)議電路72，每一路串行總線通訊協(xié)議電路都與由瞬態(tài)電壓抑制器(TVS管) 和過流(過載)保護(hù)用正溫度系數(shù)熱敏電阻器件組成的保護(hù)電路相連接，該數(shù)據(jù)上傳模塊 7與第二電平轉(zhuǎn)換電路6相連接。所述的串口擴(kuò)展模塊8包括利用4顆串口擴(kuò)展芯片實現(xiàn)16組串口通訊協(xié)議的電 路，4顆串口擴(kuò)展芯片和數(shù)據(jù)處理模塊相連擴(kuò)展16組串口，并且每顆串口擴(kuò)展芯片都具有 中斷功能。本實施例所述的數(shù)據(jù)采集集中模塊、電平信號轉(zhuǎn)換模塊、光電隔離模塊、串口擴(kuò)展 模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)上傳模塊，采用統(tǒng)一電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)置于同一個殼體內(nèi)，采用外部 直流電源24V輸入，經(jīng)過內(nèi)部電源電路處理為各個功能模塊提供電源。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù) 方案；因此，盡管本說明書參照上述的各個實施例對本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換；而一切不脫離發(fā) 明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
一種多通道數(shù)據(jù)采集集中器，包括包括依次連接的數(shù)據(jù)采集集中模塊，第一電平轉(zhuǎn)換模塊，第一光電隔離模塊，數(shù)據(jù)處理模塊，第二光電隔離模塊，第二電平轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù)上傳模塊，電流/電壓轉(zhuǎn)換模塊，串口擴(kuò)展模塊；其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集集中模塊包括多組RS485串行總線通訊協(xié)議電路和多組模擬信號輸入電路，每組RS485串行總線通訊協(xié)議電路與由瞬態(tài)電壓抑制器和過流保護(hù)用正溫度系數(shù)熱敏電阻器件組成的保護(hù)電路相連接，該數(shù)據(jù)采集集中模塊分別與第一電平轉(zhuǎn)換模塊和電流/電壓轉(zhuǎn)換模塊相連接；所述的數(shù)據(jù)上傳模塊包括多組串行總線通訊協(xié)議電路，每組串行總線通訊協(xié)議電路與由瞬態(tài)電壓抑制器和過流保護(hù)用正溫度系數(shù)熱敏電阻器件組成的保護(hù)電路相連接，該數(shù)據(jù)上傳模塊與第二電平轉(zhuǎn)換模塊相連接；所述的數(shù)據(jù)處理模塊包括含有時鐘芯片電路的單片機(jī)微處理器芯片電路；所述的第一電平轉(zhuǎn)換模塊、第二電平轉(zhuǎn)換模塊包括多組RS485串行總線通訊協(xié)議信號電平轉(zhuǎn)換電路；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道數(shù)據(jù)采集集中器，其特征在于所述多通道包括19組 串行總線標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議數(shù)據(jù)交換口和2組模擬信號輸入口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道數(shù)據(jù)采集集中器，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集集中 模塊包括16組RS485串行總線通訊協(xié)議電路和2組4_20mA模擬信號輸入電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道數(shù)據(jù)采集集中器，其特征在于所述的第一光電隔離 模塊、第二光電隔離模塊各包括38組光電隔離芯片電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道數(shù)據(jù)采集集中器，其特征在于所述的電流/電壓轉(zhuǎn) 換模塊包括2組將外部輸入的電流模擬信號轉(zhuǎn)換為便于單片機(jī)處理的電壓信號電流/電壓 轉(zhuǎn)換電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道數(shù)據(jù)采集集中器，其特征在于所述的數(shù)據(jù)上傳模塊 包括3組串行總線通訊協(xié)議電路，該3組電路包括2組RS485和1組RS232串行總線通訊 協(xié)議的數(shù)據(jù)上傳電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的所述多通道數(shù)據(jù)采集集中器，其特征在于所述的第一電平轉(zhuǎn)換 模塊、第二電平轉(zhuǎn)換模塊各包括18組RS485和1組RS232串行總線通訊協(xié)議信號電平轉(zhuǎn)換 電路。
全文摘要
一種多通道數(shù)據(jù)采集集中器，包括包括數(shù)據(jù)采集集中模塊，電平轉(zhuǎn)換模塊，光電隔離模塊，數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)上傳模塊，電流/電壓轉(zhuǎn)換模塊，串口擴(kuò)展模塊；包括多組RS485串行總線通訊協(xié)議電路和多組模擬信號輸入電路，每組RS485串行總線通訊協(xié)議電路與由瞬態(tài)電壓抑制器和過流保護(hù)用正溫度系數(shù)熱敏電阻器件組成的保護(hù)電路相連接，該數(shù)據(jù)采集集中模塊分別與第一電平轉(zhuǎn)換模塊和電流/電壓轉(zhuǎn)換模塊相連接；數(shù)據(jù)上傳模塊包括多組串行總線通訊協(xié)議電路，數(shù)據(jù)處理模塊包括單片機(jī)微處理器芯片電路；電平轉(zhuǎn)換模塊包括多組RS485串行總線通訊協(xié)議信號電平轉(zhuǎn)換電路；實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾能力強(qiáng)，適合在惡劣的環(huán)境下數(shù)據(jù)采集集中。
文檔編號G08C19/00GK101916506SQ20101023784
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者翟雪超, 肖永明, 薛志峰 申請人:北京唯綠建筑節(jié)能科技有限公司