專利名稱：一種多通訊方式的數(shù)據(jù)采集處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，具體涉及一種多通訊方式的數(shù)據(jù)采集處理裝置。
背景技術(shù)：
在工業(yè)自動化中，數(shù)據(jù)采集處理和通訊技術(shù)已經(jīng)成為其重要的一個研究問題，它已經(jīng)與計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號處理技術(shù)共同構(gòu)成了現(xiàn)代檢測技術(shù)的基礎(chǔ)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，人們對數(shù)據(jù)采集裝置的的技術(shù)指標(biāo)， 如采樣速率、分辨率、精度、輸入電壓范圍、控制方式以及通訊方式等方面，都提出了越來越高的要求，尤其是通訊方式，更是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計者和使用者最關(guān)心的一項重要指標(biāo)。在電力系統(tǒng)自動化領(lǐng)域，數(shù)據(jù)采集以及傳輸是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，它直接影響整個自動化裝置的性能和搭建速度。因此，尋找合適的數(shù)據(jù)處理裝置和通訊方式一直是自動化系統(tǒng)軟件開發(fā)人員要解決的首要?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)處理裝置一般又以下幾個類型1、單一的數(shù)據(jù)采集裝置，不能獨立運行需要上位機發(fā)出指令，才能工作，這種裝置組成的系統(tǒng)安全性比較低。一旦上位機出現(xiàn)問題，很容易導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。2、用CPU主板，數(shù)據(jù)采集板組成數(shù)據(jù)采集處理裝置，可以獨立完成控制功能，但價格高，體積龐大，不能按照控制要求定制。3、類似可編程邏輯控制器(PLC)的數(shù)據(jù)采集處理模塊，沒有有好的人機界面和交互按鍵，需要外圍電路才能完成顯示和輸入。4、通訊接口只有RS485或工業(yè)以太網(wǎng)，不能進行通過電力線進行通訊。
實用新型內(nèi)容發(fā)明目的針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實用新型的目的是提供一種多通訊方式的數(shù)據(jù)采集處理裝置，以有效解決現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集處理裝置中存在的沒有獨立運行能力、要靠上位機才能工作、主板和數(shù)據(jù)采集板分開、價格昂貴、體積大、安裝比較困難、通訊方式單一等問題。完善數(shù)據(jù)采集處理裝置的通訊方式，實現(xiàn)多通訊方式的數(shù)據(jù)采集處理裝置。技術(shù)方案為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下一種多通訊方式的數(shù)據(jù)采集處理裝置，其系統(tǒng)由ARM9處理器、電源模塊(12V)、DI 信號調(diào)理模塊、光電隔離模塊、8路數(shù)字量輸入DI模塊、4路模擬量輸入AI模塊、AI信號調(diào)理模塊、MAX485芯片、RS485接口、以太網(wǎng)控制器、RJ-45接口、電力載波模塊、電力線接口、 鍵盤、液晶顯示單元、AO信號調(diào)理模塊、4路模擬量輸出AO模塊、8路數(shù)字量輸出DO模塊、 DO信號調(diào)理模塊、調(diào)試模塊、存儲單元、電力調(diào)制解調(diào)模塊組成。外部傳感器采集到的8路數(shù)字信號通過8路數(shù)字量輸入DI模塊，然后經(jīng)過光電隔離模塊的隔離作用和DI信號調(diào)理模塊的信號調(diào)理送入ARM9處理器中，同時外部傳感器采集到的4路模擬信號通過4路模擬量輸入AI模塊，然后經(jīng)過光電隔離模塊的隔離作用和AI信號調(diào)理模塊的信號調(diào)理送入 ARM9處理器中，經(jīng)過ARM9處理器處理之后，如果程序需要，則再將處理后的數(shù)字信號通過 DO信號調(diào)理模塊的信號調(diào)理和光電隔離模塊的隔離后，送到8路數(shù)字量輸出DO模塊中。或者經(jīng)過ARM9處理器處理之后，再將處理后的模擬信號通過AO信號調(diào)理模塊的信號調(diào)理和光電隔離模塊的隔離后和，送到4路模擬量輸出AO模塊中。有益效果與現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集處理裝置相比，本實用新型的多通訊方式的數(shù)據(jù)采集處理裝置具有的突出優(yōu)點。包括此多通訊方式的數(shù)據(jù)采集處理裝置真正實現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理的多通訊化，使數(shù)據(jù)采集處理裝置的通訊方式達到了新的水平。一種多通訊方式的數(shù)據(jù)采集處理裝置的通訊接口除了 RJ-45接口、RS485通訊接口外，還設(shè)有電力線接口，電力線接口可以將采集到的數(shù)據(jù)信號加載在現(xiàn)有電力線上，通過電力線進行傳輸，到達用戶端時在通過電力調(diào)制解調(diào)模塊將加載在電力線上的數(shù)據(jù)信號解調(diào)出來，以供用戶使用。應(yīng)用的電力載波技術(shù)利用了現(xiàn)有的電力線，無需重新架設(shè)網(wǎng)線，既避免了施工難度，也節(jié)省了經(jīng)濟成本。并在原有的裝置中加入了 RS485通訊接口，使其通訊方式更加豐富。此裝置中設(shè)有存儲單元，便于存儲報警數(shù)據(jù)和用戶設(shè)置信息等。具有獨立的可編程功能，可以獨立運行程序，處理數(shù)據(jù)，發(fā)出控制命令。體積小、價格低、使用方便、可以根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場定制本裝置的外形，安裝方便。通訊接口豐富、驅(qū)動程序完備，具有很好的實用性，能夠產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

圖1是一種多通訊方式的數(shù)據(jù)采集處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。如圖1所示，其系統(tǒng)由ARM9處理器(1)、電源模塊(12VM2)、DI信號調(diào)理模塊(3)、光電隔離模塊(4)、8路數(shù)字量輸入DI模塊( 、4路模擬量輸入AI模塊(6)、AI信號調(diào)理模塊(7)、 MAX485芯片(8)、RS485接口(9)、以太網(wǎng)控制器(10)、RJ_45接口(11)、電力載波模塊(12)、 電力線接口(13)、鍵盤(14)、液晶顯示單元(15)、A0信號調(diào)理模塊(16)、4路模擬量輸出AO 模塊(17)、8路數(shù)字量輸出DO模塊(18)、DO信號調(diào)理模塊(19)、調(diào)試模塊Q0)、存儲單元 (21)、電力調(diào)制解調(diào)模塊02)組成。電源模塊(12V) (2)連接到ARM9處理器(1)，為ARM9 處理器(1)提供電源；連接鍵盤(14)連接ARM9處理器(1)，可進行信息數(shù)據(jù)輸入；液晶顯示單元(1 連接ARM9處理器(1)，可進行信息數(shù)據(jù)顯示；調(diào)試模塊00)連接ARM9處理器 (1)，可進行程序調(diào)試仿真；存儲單元連接ARM9處理器(1)，可進行信息數(shù)據(jù)存儲；外部數(shù)字量傳感器采集到的8路數(shù)字信號通過8路數(shù)字量輸入DI模塊(5)，然后經(jīng)過光電隔離模塊的隔離作用和DI信號調(diào)理模塊(3)的信號調(diào)理送入ARM9處理器(1)中；外部模擬量傳感器采集到的4路模擬信號通過4路模擬量輸入AI模塊(6)，然后經(jīng)過光電隔離模塊(4)的隔離作用和AI信號調(diào)理模塊(7)的信號調(diào)理送入ARM9處理器(1)；程序運行過程中，需要數(shù)字量輸出，則經(jīng)過ARM9處理器(1)處理之后，再將處理后的數(shù)字信號通過DO 信號調(diào)理模塊(19)的信號調(diào)理和光電隔離模塊的隔離后，送到8路數(shù)字量輸出DO模塊(1 中；程序運行過程中，需要模擬量輸出，則經(jīng)過ARM9處理器(1)處理之后，再將處理后的模擬信號通過AO信號調(diào)理模塊(16)的信號調(diào)理和光電隔離模塊的隔離后和，送到4路模擬量輸出AO模塊(17)中。ARM9處理器(1)連接MAX485芯片(8)，控制RS485信號，MAX485芯片(8)連接RS485接口(9)與外界RS485信息通訊；ARM9處理器(1)連接以太網(wǎng)控制器(10)，控制以太網(wǎng)信號，以太網(wǎng)控制器(10)連接RJ-45接口(11)，與外界以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信息通訊；ARM9處理器(1)連接電力載波模塊(12)，將數(shù)據(jù)變成電力載波信號，電力載波模塊(12)連接電力線接口(13)，與電力線進行信息數(shù)據(jù)通訊，電力線接口(13)通過電力線連接電力調(diào)制解調(diào)模塊0 電力調(diào)制解調(diào)模塊組成0 將載波信號解調(diào)成以太網(wǎng)信號，以便于用戶讀取信息數(shù)據(jù)。此多通訊方式的數(shù)據(jù)采集處理裝置采用具有更高的指令和數(shù)據(jù)處理能力的處理器ARM9和三種通訊接口。ARM9處理器，提供1. lMIPS/MHz的哈佛結(jié)構(gòu)；支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集；支持32位的高速AMBA總線接口 ；全性能的MMU，支持windows CE, Linux, Palm OS等多種主流嵌入式操作系統(tǒng)；MPU支持實時操作系統(tǒng)；支持?jǐn)?shù)據(jù)Cache和指令Cache，具有更高的指令和數(shù)據(jù)處理能力。三種通訊接口分別為以太網(wǎng)接口、RJ_45接口、 設(shè)電力線接口，電力線接口可以將數(shù)據(jù)信號加載在現(xiàn)有電力線上，通過電力線進行傳輸，到達用戶端時在通過電力調(diào)制解調(diào)模塊將加載在電力線上的數(shù)據(jù)信號解調(diào)出來，以供用戶使用。應(yīng)用的電力載波技術(shù)利用了現(xiàn)有的電力線，無需重新架設(shè)網(wǎng)線，既避免了施工難度，也節(jié)省了經(jīng)濟成本。并在原有的裝置中加入了 RS485通訊接口，使其通訊方式更加豐富。液晶屏顯示當(dāng)前采集數(shù)據(jù)和工業(yè)現(xiàn)場控制對象的狀態(tài)等畫面，當(dāng)發(fā)生故障時可進行在線維護，存儲器便于存儲報警數(shù)據(jù)或者用戶設(shè)置信息，系統(tǒng)丌放性好，并等待數(shù)據(jù)發(fā)送請求，相應(yīng)其他裝置或系統(tǒng)的數(shù)據(jù)請求。數(shù)據(jù)通訊接口除了傳統(tǒng)的以太網(wǎng)接口外，還設(shè)有 RS485通訊接口，使通訊方式更加豐富。便于多種多樣的數(shù)據(jù)通訊。通訊方式更加靈活。以太網(wǎng)采用統(tǒng)一的TCP/IP協(xié)議，避免的不同協(xié)議間通訊不了的困擾，可以直接和局域網(wǎng)的計算機互連而不要額外的硬件設(shè)備，且傳輸速度快，實時性強。通訊協(xié)議按照國際通用主流協(xié)議，以確保本裝置的兼容性，并給用戶提供ActiveX控件和DLL動態(tài)鏈接庫，用戶快發(fā)上位機程序快速方便，該裝置體積小、價格低、使用方便、可以根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場定制本裝置的外形，安裝方便。并按照國標(biāo)要求嚴(yán)格測試，保證通訊更加可靠穩(wěn)定。該多通訊方式的數(shù)據(jù)采集處理裝置具有以下創(chuàng)新點(1)處理器采用ARM9處理器，支持實時操作系統(tǒng)，具有更高的指令和數(shù)據(jù)處理能力，具有獨立的可編程，可以獨立運行等功能。(2)通訊中，采用電力載波技術(shù)。將以數(shù)據(jù)信號加載在現(xiàn)有電力線上，通過電力線進行傳輸，利用了現(xiàn)有的電力線，無需重新架設(shè)網(wǎng)線。節(jié)省施工難度和經(jīng)濟成本。(3)數(shù)據(jù)通訊接口除了傳統(tǒng)的以太網(wǎng)接口外，還設(shè)有RS485通訊接口，使通訊方式更加豐富。便于多種多樣的數(shù)據(jù)通訊。通訊方式更加靈活。(4)在所述的裝置中設(shè)有存儲單元，便于存儲報警數(shù)據(jù)或者用戶設(shè)置信息。系統(tǒng)開放性好，可以相應(yīng)其他裝置或系統(tǒng)的數(shù)據(jù)請求。(5)液晶屏顯示當(dāng)前采集數(shù)據(jù)和工業(yè)現(xiàn)場控制對象的狀態(tài)等畫面，人機界面友好。 當(dāng)發(fā)生故障時可進行在線維護。(6)體積小、價格低、使用方便、可以根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場定制本裝置的外形，安裝方便。
5[0027] (7)給用戶提供ActiveX控件和DLL動態(tài)鏈接庫，用戶快發(fā)上位機程序快速方便。
權(quán)利要求1.一種多通訊方式的數(shù)據(jù)采集處理裝置，其系統(tǒng)由ARM9處理器(1)、DC12V電源模塊 (2)、DI信號調(diào)理模塊C3)、光電隔離模塊(4)、8路數(shù)字量輸入DI模塊( 、4路模擬量輸入 AI模塊(6)、AI信號調(diào)理模塊(7)、MAX485芯片(8)、RS485接口(9)、以太網(wǎng)控制器(10)、 RJ-45接口(11)、電力載波模塊(12)、電力線接口(13)、鍵盤(14)、液晶顯示單元(15)、AO 信號調(diào)理模塊(16)、4路模擬量輸出AO模塊(17)、8路數(shù)字量輸出DO模塊(18)、D0信號調(diào)理模塊(19)、調(diào)試模塊00)、存儲單元、電力調(diào)制解調(diào)模塊0 組成；DC12V電源模塊 (2)連接到ARM9處理器(1)，為ARM9處理器(1)提供電源；連接鍵盤(14)連接ARM9處理器(1)，可進行信息數(shù)據(jù)輸入；液晶顯示單元(1 連接ARM9處理器(1)，可進行信息數(shù)據(jù)顯示；調(diào)試模塊OO)連接ARM9處理器(1)，可進行程序調(diào)試仿真；存儲單元連接ARM9處理器(1)，可進行信息數(shù)據(jù)存儲；外部數(shù)字量傳感器采集到的8路數(shù)字信號通過8路數(shù)字量輸入DI模塊(5)，然后經(jīng)過光電隔離模塊(4)的隔離作用和DI信號調(diào)理模塊(3)的信號調(diào)理送入ARM9處理器(1)中；外部模擬量傳感器采集到的4路模擬信號通過4路模擬量輸入 AI模塊(6)，然后經(jīng)過光電隔離模塊(4)的隔離作用和AI信號調(diào)理模塊(7)的信號調(diào)理送入ARM9處理器(1)；程序運行過程中，需要數(shù)字量輸出，則經(jīng)過ARM9處理器(1)處理之后， 再將處理后的數(shù)字信號通過DO信號調(diào)理模塊(19)的信號調(diào)理和光電隔離模塊(4)的隔離后，送到8路數(shù)字量輸出DO模塊(18)中；程序運行過程中，需要模擬量輸出，則經(jīng)過ARM9 處理器(1)處理之后，再將處理后的模擬信號通過AO信號調(diào)理模塊(16)的信號調(diào)理和光電隔離模塊⑷的隔離后和，送到4路模擬量輸出AO模塊(17)中；ARM9處理器⑴連接 MAX485芯片(8)，控制RS485信號，MAX485芯片(8)連接RS485接口(9)與外界RS485信息通訊；ARM9處理器(1)連接以太網(wǎng)控制器(10)，控制以太網(wǎng)信號，以太網(wǎng)控制器(10)連接RJ-45接口(11)，與外界以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信息通訊；ARM9處理器⑴連接電力載波模塊(12)， 將數(shù)據(jù)變成電力載波信號，電力載波模塊(1 連接電力線接口(13)，與電力線進行信息數(shù)據(jù)通訊，電力線接口(1 通過電力線連接電力調(diào)制解調(diào)模塊0 電力調(diào)制解調(diào)模塊組成 (22)將載波信號解調(diào)成以太網(wǎng)信號，以便于用戶讀取信息數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通訊方式的數(shù)據(jù)采集處理裝置，其特征在于其通訊接口有以太網(wǎng)接口 RJ-45(ll)、RJ-45接口 (9)和電力線接口(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通訊方式的數(shù)據(jù)采集處理裝置，其特征在于電力線接口 (13)通過電力線連接電力調(diào)制解調(diào)模塊0 載波信號解調(diào)成以太網(wǎng)信號。
專利摘要實用新型公開了一種多通訊方式的數(shù)據(jù)采集處理裝置，其系統(tǒng)由ARM9處理器、DC12V電源模塊、信號調(diào)理及處理模塊、光電隔離模塊、RS485接口、以太網(wǎng)控制器、RJ-45接口、電力載波模塊、電力線接口、鍵盤、液晶顯示單元、存儲單元、電力調(diào)制解調(diào)模塊等組成。電力線接口可以將數(shù)據(jù)信號加載在現(xiàn)有電力線上，通過電力線進行傳輸，到達上位機時再通過電力調(diào)制解調(diào)模塊將加載在電力線上的數(shù)據(jù)信號解調(diào)出來，以供用戶使用。此多通訊方式的數(shù)據(jù)采集處理裝置中的液晶屏、存儲器、鍵盤等。液晶屏顯示當(dāng)前采集數(shù)據(jù)和工業(yè)現(xiàn)場控制對象的狀態(tài)等畫面。本裝置能解決大部分無專用通訊電纜現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集問題，能夠產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益和社會效益。
文檔編號G08C19/00GK202339627SQ20112042201
公開日2012年7月18日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者莊肖波 申請人:鎮(zhèn)江比太系統(tǒng)工程有限公司