專利名稱：一種數(shù)據(jù)采集裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于測控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)據(jù)采集裝置及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集裝置，輸入端口的輸入信號類型一般固定為模擬量輸入通道，或者數(shù)字量輸入通道，在作為模擬量輸入通道時，一般端口固定為O 10VDC，4 20mA，電阻型等中的一種，不能通過軟件對各個輸入通道進(jìn)行靈活配置，實現(xiàn)模擬量和數(shù)字量的相互轉(zhuǎn)換，或者模擬量類型的任意選擇。不方便實現(xiàn)不同類型的輸入信號在同一個采集模塊上的混接。因此，只能采集模擬量數(shù)據(jù)或者數(shù)字量數(shù)據(jù)中的一種，不能應(yīng)用于多種場所。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種數(shù)據(jù)采集裝置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)提供的數(shù)據(jù)采集裝置的輸入端口類型固定，不能應(yīng)用于多種場所的問題。本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種數(shù)據(jù)采集裝置，所述裝置包括總線通訊單元和電源單元，所述裝置還包括模擬量輸入通道；數(shù)字量輸入通道；與所述模擬量輸入通道和所述數(shù)字量輸入通道分別連接，切換所述模擬量輸入通道和所述數(shù)字量輸入通道的通道切換電路；與所述通道切換電路連接的數(shù)據(jù)隔離單元；與所述數(shù)據(jù)隔離單元連接的A/D轉(zhuǎn)換單元；與所述A/D轉(zhuǎn)換單元連接的微控制單元；所述微控制單元與所述總線通訊單元連接。進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集裝置還包括與所述模擬量輸入通道連接，設(shè)置所述模擬量輸入通道的各個輸入端口的輸入信號的類型的信號類型設(shè)置單元。進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集裝置還包括與所述微控制單元連接的存儲單元。進(jìn)一步地，所述微控制單元包括與所述總線通訊單元連接，控制所述數(shù)據(jù)采集裝置的通訊波特率的通訊波特率調(diào)整模塊。進(jìn)一步地，所述微控制單元包括與所述總線通訊單元連接，設(shè)置所述數(shù)據(jù)采集裝置的通訊地址的地址設(shè)置模塊。進(jìn)一步地，所述電源單元包括4組獨(dú)立電源。進(jìn)一步地，所述裝置還包括與所述微控制單元連接，記錄數(shù)據(jù)采集時間的RTC外部時鐘電路。
3[0023]本實用新型的另一目的在于提供一種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括上位機(jī)，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還包括如上所述的數(shù)據(jù)采集裝置。進(jìn)一步地，所述上位機(jī)包括發(fā)送切換指令至數(shù)據(jù)采集裝置的通道切換電路的切換指令發(fā)送單元，所述切換指令是切換模擬量輸入通道和數(shù)字量輸入通道的指令。進(jìn)一步地，所述上位機(jī)還包括發(fā)送設(shè)置指令的設(shè)置指令發(fā)送單元，所述設(shè)置指令包括輸入信號類型設(shè)置指令、 通訊地址設(shè)置指令和通訊波特率設(shè)置指令中的一種或多種。在本實用新型中，數(shù)據(jù)采集裝置具備模擬量輸入通道和數(shù)字輸入通道，通過通道切換電路可以實現(xiàn)兩種通道之間的切換，實現(xiàn)了通道的自由配置，可以應(yīng)用在多種場所。

圖1是本實用新型實施例提供的數(shù)據(jù)采集裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實用新型實施例提供的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本實用新型實施例提供的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)溫室大棚溫濕度以及其他相關(guān)參數(shù)的采集中的應(yīng)用示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。在本實用新型實施例中，數(shù)據(jù)采集裝置具備模擬量輸入通道和數(shù)字輸入通道，通過通道切換電路可以實現(xiàn)兩種通道之間的切換，實現(xiàn)了通道的自由配置，可以應(yīng)用在多種場所。圖1是本實用新型實施例提供的數(shù)據(jù)采集裝置的結(jié)構(gòu)框圖，為了便于說明，僅示出了本實用新型實施例相關(guān)的部分。在本實施例中，該數(shù)據(jù)采集裝置包括模擬量輸入通道 11、數(shù)字量輸入通道12、通道切換電路13、數(shù)據(jù)隔離單元14、A/D轉(zhuǎn)換單元15、微控制單元 16和總線通訊單元17。模擬量輸入通道11用于采集模擬量數(shù)據(jù)，包括各種電壓型、電流型、電阻型傳感器的數(shù)據(jù)，也可以采集溫度、濕度、壓力、流量、風(fēng)速等各種類型的數(shù)據(jù)。數(shù)字量輸入通道12用于采集數(shù)字量數(shù)據(jù)。通道切換電路13與模擬量輸入通道11和數(shù)字量輸入通道12分別連接，用于切換模擬量輸入通道11和數(shù)字量輸入通道12，當(dāng)輸入通道切換至模擬量輸入通道11時，數(shù)據(jù)采集裝置可以采集模擬量數(shù)據(jù)，當(dāng)輸入通道切換至數(shù)字量輸入通道12時，數(shù)據(jù)采集裝置可以采集數(shù)字量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)隔離單元14與通道切換電路13連接，A/D轉(zhuǎn)換單元15與數(shù)據(jù)隔離單元14連接，微控制單元16與A/D轉(zhuǎn)換單元15連接，微控制單元16與總線通訊單元17連接。在本實施例中，總線通訊單元17采用RS485總線通訊。作為本實用新型的一個優(yōu)選實施例，該數(shù)據(jù)采集裝置還包括信號類型設(shè)置單元18，該信號類型設(shè)置單元18與模擬量輸入通道11連接，用于設(shè)置模擬量輸入通道11的各個輸入端口的輸入信號的類型，該輸入信號的類型包括0 10VDC、4 20mA、PT1000、 PT100、Nil000、NTC10K、NTC20K等各種電壓型、電流型、電阻型傳感器以及溫度、濕度、壓力、 流量、風(fēng)速等各種類型的輸入信號。作為本實用新型的另一個優(yōu)選實施例，該數(shù)據(jù)采集裝置還包括與微控制單元16 連接的存儲單元19，該存儲單元19用于記錄數(shù)據(jù)采集裝置的通訊地址和數(shù)據(jù)采集的時間， 在本實施例中，該存儲單元19采用防掉電的EEPR0M，防止通訊網(wǎng)絡(luò)故障或停電時數(shù)據(jù)丟失。其中，RTC外部時鐘電路20可以記錄數(shù)據(jù)采集時間，因此，數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的時間通過RTC外部時鐘電路20來精確計時，并存儲在存儲單元19中，防止通訊網(wǎng)絡(luò)故障或停電時數(shù)據(jù)丟失。作為本實用新型的第三個優(yōu)選實施例，該數(shù)據(jù)采集裝置的微控制單元16包括通訊波特率調(diào)整模塊，該通訊波特率調(diào)整模塊與總線通訊單元17連接，用于控制數(shù)據(jù)采集裝置的通訊波特率。作為本實用新型的第四個優(yōu)選實施例，該數(shù)據(jù)采集裝置的微控制單元16還包括地址設(shè)置模塊，該地址設(shè)置模塊與總線通訊單元17連接，用于設(shè)置數(shù)據(jù)采集裝置的通訊地址。作為本實用新型的第四個優(yōu)選實施例，該數(shù)據(jù)采集裝置的電源單元包括4組獨(dú)立電源，和常規(guī)的數(shù)據(jù)采集裝置采用2 3組獨(dú)立電源相比，本實用新型采用4組獨(dú)立電源， 分別給微控制單元16和數(shù)據(jù)采集裝置的外圍電路供電，實現(xiàn)了微控制單元16和外圍電路的電源完全分離，大大提高了產(chǎn)品的抗干擾能力。作為本實用新型的第五個優(yōu)選實施例，該數(shù)據(jù)采集裝置還包括復(fù)位/看門狗/監(jiān)控單元。圖2是本實用新型實施例提供的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，為了便于說明，僅示出了本實用新型實施例相關(guān)的部分。在本實施例中，該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括如圖1所示的數(shù)據(jù)采集裝置21和切換指令發(fā)送單元22，該切換指令發(fā)送單元內(nèi)置于PC機(jī)中，所述PC機(jī)是數(shù)據(jù)采集裝置21的上位機(jī)2。切換指令發(fā)送單元22用于發(fā)送切換指令至數(shù)據(jù)采集裝置21，該切換指令是切換數(shù)據(jù)采集裝置21的模擬量輸入通道和數(shù)字量輸入通道的指令，發(fā)送至數(shù)據(jù)采集裝置的通道切換電路。數(shù)據(jù)采集裝置21的通道切換電路接收到該切換指令后，即可實現(xiàn)模擬量輸入通道和數(shù)字量輸入通道之間的切換。作為本實用新型的一個優(yōu)選實施例，該系統(tǒng)還包括設(shè)置指令發(fā)送單元23，該設(shè)置指令發(fā)送單元23用于發(fā)送設(shè)置指令，所述設(shè)置指令包括輸入信號類型設(shè)置指令、通訊地址設(shè)置指令和通訊波特率設(shè)置指令中的一種或多種。其中，設(shè)置指令發(fā)送單元23也可以內(nèi)置于PC機(jī)中，所述PC機(jī)是數(shù)據(jù)采集裝置21的上位機(jī)。數(shù)據(jù)采集裝置21的信號類型設(shè)置單元接收到輸入信號類型設(shè)置指令后，即可對數(shù)據(jù)采集裝置21的模擬量輸入通道的輸入信號的類型進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置；數(shù)據(jù)采集裝置21的微控制單元接收到通訊地址設(shè)置指令和/或通訊波特率設(shè)置指令后，即可設(shè)置數(shù)據(jù)采集裝置21的通訊地址和/或通訊波特率。圖3是本實用新型實施例提供的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的在農(nóng)業(yè)溫室大棚溫濕度以及其他相關(guān)參數(shù)的采集中的應(yīng)用示意圖。其中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的上位機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)控制器與數(shù)據(jù)采集裝置連接，可以發(fā)送指令至數(shù)據(jù)采集裝置，數(shù)據(jù)采集裝置根據(jù)接收到的指令實時采集溫室內(nèi)溫度、濕度、光照、土壤溫度、土壤濕度、C02濃度、露點(diǎn)溫度等環(huán)境參數(shù)，以直觀的圖表和曲線的方式顯示給用戶，并根據(jù)種植作物的需求提供各種聲光報警信息。當(dāng)溫濕度超過設(shè)定值的時候，自動開啟或者關(guān)閉指定設(shè)備。本實用新型實施例，數(shù)據(jù)采集裝置具備模擬量輸入通道和數(shù)字輸入通道，通過通道切換電路可以實現(xiàn)兩種通道之間的切換，實現(xiàn)了通道的自由配置，可以應(yīng)用在多種場所， 如食品、電子生產(chǎn)車間、冷庫、庫房、實驗室、藥房、工業(yè)暖通、機(jī)房、圖書館、檔案室、博物館、 孵房、溫室大棚、煙草、糧庫、醫(yī)院等領(lǐng)域的環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測。其中的一種應(yīng)用是在農(nóng)業(yè)溫室大棚溫濕度以及其它相關(guān)參數(shù)的采集中的應(yīng)用，可實時采集溫室內(nèi)溫度、濕度、光照、土壤溫度、土壤濕度、C02濃度、露點(diǎn)溫度等環(huán)境參數(shù)，以直觀的圖表和曲線的方式顯示給用戶，并根據(jù)種植作物的需求提供各種聲光報警信息。當(dāng)溫濕度超過設(shè)定值的時候，自動開啟或者關(guān)閉指定設(shè)備。另一種是在檔案館溫濕度采集中的應(yīng)用。檔案館溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)包括溫濕度變送器、自由配置數(shù)據(jù)采集模塊、上位機(jī)、檔案館溫濕度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件。支持就地溫濕度數(shù)字顯示、密碼輸入、報警設(shè)置、控制輸出等、其中輸出功能可以設(shè)置復(fù)雜控制邏輯。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種數(shù)據(jù)采集裝置，所述裝置包括總線通訊單元和電源單元，其特征在于，所述裝置還包括模擬量輸入通道； 數(shù)字量輸入通道；與所述模擬量輸入通道和所述數(shù)字量輸入通道分別連接，切換所述模擬量輸入通道和所述數(shù)字量輸入通道的通道切換電路；與所述通道切換電路連接的數(shù)據(jù)隔離單元； 與所述數(shù)據(jù)隔離單元連接的A/D轉(zhuǎn)換單元； 與所述A/D轉(zhuǎn)換單元連接的微控制單元； 所述微控制單元與所述總線通訊單元連接。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置還包括與所述模擬量輸入通道連接，設(shè)置所述模擬量輸入通道的各個輸入端口的輸入信號的類型的信號類型設(shè)置單元。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置還包括 與所述微控制單元連接的存儲單元。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述微控制單元包括與所述總線通訊單元連接，控制所述數(shù)據(jù)采集裝置的通訊波特率的通訊波特率調(diào)整模塊。
5.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述微控制單元包括 與所述總線通訊單元連接，設(shè)置所述數(shù)據(jù)采集裝置的通訊地址的地址設(shè)置模塊。
6.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述電源單元包括4組獨(dú)立電源。
7.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述裝置還包括 與所述微控制單元連接，記錄數(shù)據(jù)采集時間的RTC外部時鐘電路。
8.一種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括上位機(jī)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還包括如權(quán)利要求 1至7任一項所述的數(shù)據(jù)采集裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機(jī)包括發(fā)送切換指令至數(shù)據(jù)采集裝置的通道切換電路的切換指令發(fā)送單元，所述切換指令是切換模擬量輸入通道和數(shù)字量輸入通道的指令。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機(jī)還包括發(fā)送設(shè)置指令的設(shè)置指令發(fā)送單元，所述設(shè)置指令包括輸入信號類型設(shè)置指令、通訊地址設(shè)置指令和通訊波特率設(shè)置指令中的一種或多種。
專利摘要本實用新型適用于測控技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種數(shù)據(jù)采集裝置及系統(tǒng)，所述裝置包括總線通訊單元和電源單元，所述裝置還包括模擬量輸入通道；數(shù)字量輸入通道；與所述模擬量輸入通道和所述數(shù)字量輸入通道分別連接，切換所述模擬量輸入通道和所述數(shù)字量輸入通道的通道切換電路；與所述通道切換電路連接的數(shù)據(jù)隔離單元；與所述數(shù)據(jù)隔離單元連接的A/D轉(zhuǎn)換單元；與所述A/D轉(zhuǎn)換單元連接的微控制單元；所述微控制單元與所述總線通訊單元連接。本實用新型的數(shù)據(jù)采集裝置具備模擬量輸入通道和數(shù)字輸入通道，通過通道切換電路可以實現(xiàn)兩種通道之間的切換，實現(xiàn)了通道的自由配置，可以應(yīng)用在多種場所。
文檔編號H04L12/40GK201984627SQ20112000272
公開日2011年9月21日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月6日
發(fā)明者談朝陽 申請人:談朝陽