專利名稱：PC/104-Plus多功能數(shù)據(jù)采集卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種PC/104-P1US多功能數(shù)據(jù)采集卡，屬于數(shù)據(jù)采集、車載通訊和定 位技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
(1)CAN，全稱為“Controller Area Network”，即控制器局域網(wǎng)，是一種國際標(biāo)準(zhǔn) 的，高性價的現(xiàn)場總線，是由研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國BOSCH公司開發(fā)，并最終 成為國際標(biāo)準(zhǔn)，是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。在北美和西歐，CAN總線協(xié)議已經(jīng)成 為汽車計算機控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)總線。CAN是一種多主方式的串行 通訊總線，具有較高的實時性能，近年來，其所具有的高可靠性和良好的錯誤檢測能力受到 重視，被廣泛應(yīng)用于汽車計算機控制系統(tǒng)和環(huán)境溫度惡劣、電磁輻射強和振動大的工業(yè)環(huán)
^Ml O(2)RS-232是PC機與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。RS-232被定義為 一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。RS-232采取不平衡傳輸方式，即所謂 單端通訊。收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號是相對于信號地。所以RS-232適合本地設(shè)備之間的通信。(3)GPS是全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System)的簡稱，是美國從本世紀(jì) 70年代開始研制，歷時20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全 方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。經(jīng)近使用表明，GPS以全天 候、高精度、自動化、高效益等顯著特點，贏得廣大測繪工作者的信賴，并成功地應(yīng)用于大地 測量、工程測量、航空攝影測量、運載工具導(dǎo)航和管制、地殼運動監(jiān)測、工程變形監(jiān)測、資源 勘察、地球動力學(xué)等多種學(xué)科，從而給測繪領(lǐng)域帶來一場深刻的技術(shù)革命。(4)GPRS是通用無線分組業(yè)務(wù)(General Packet RadioService)的簡稱，是一種基 于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無線IP連接。簡單的說，GPRS是一 項高速數(shù)據(jù)處理的技術(shù)，其方法是以“分組”的形式傳送數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)容量只在所需時分配， 不要時就釋放，這種發(fā)送方式稱為統(tǒng)計復(fù)用。目前，GPRS移動通信網(wǎng)的傳輸速度可達(dá)115k/ s。GPRS是在GSM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的技術(shù)，是介于第二代數(shù)字通信和第三代分組型移動業(yè)務(wù) 之間的一種技術(shù)。(5)PC/104是一種專門為嵌入式控制而定義的工業(yè)控制總線，是一種優(yōu)化的、小 型、堆棧式結(jié)構(gòu)的嵌入式控制系統(tǒng)。PC/104與普通PC總線控制系統(tǒng)的主要不同是①小尺寸結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)模塊的機械尺寸是3. 6X3. 8英寸，即96 X 90mm。②堆棧式連接去掉總線背板和插板滑道，總線以“針”和“孔”形式層疊連接，即 PC/104總線模塊之間總線的連接是通過上層的針和下層的孔相互咬和相連，這種層疊封裝 有極好的抗震性。③輕松總線驅(qū)動減少元件數(shù)量和電源消耗，4mA總線驅(qū)動即可使模塊正常工作， 每個模塊1-2瓦能耗。
現(xiàn)有技術(shù)方案現(xiàn)有的技術(shù)方案是獨立實現(xiàn)的CAN與RS-232智能轉(zhuǎn)換卡，和獨立實現(xiàn)的集成GPRS 和GPS的PC/104結(jié)構(gòu)的無線通訊模塊，并沒有將這幾個功能集成在一起的PC/104結(jié)構(gòu)的 板卡。1、現(xiàn)有技術(shù)的缺點 (1)現(xiàn)有技術(shù)主要是獨立實現(xiàn)的CAN與RS-232智能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換卡，和獨立實現(xiàn)的集 成GPRS和GPS的PC/104結(jié)構(gòu)的無線通訊模塊，集成度不高。(2)工控機作為車載產(chǎn)品使用時，如果工控機隨著車子啟動或停止而隨時開機或 關(guān)機，時間長時會對工控機系統(tǒng)造成毀滅性的傷害，導(dǎo)致工控機無法正常工作。CAN總線數(shù)據(jù)與RS-232串行總線數(shù)據(jù)智能轉(zhuǎn)換卡主要實現(xiàn)CAN數(shù)據(jù)與RS-232 數(shù)據(jù)的智能轉(zhuǎn)換，能在通常的帶RS-232串口的設(shè)備上使用CAN網(wǎng)絡(luò)，方便的通過PC或帶 RS-232串口的設(shè)備與帶CAN總線的設(shè)備通訊。但目前此類板卡只是作為單獨的產(chǎn)品使用。 如果想要通過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送，還要再另接無線通訊設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種PC/104-Plus多功能數(shù)據(jù)采集卡。本發(fā)明設(shè)計了一款高集成度的PC/104-Plus多功能數(shù)據(jù)采集卡(簡稱本板卡)，其 功能主要包括CAN與RS-232智能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、GPS定位、GPRS無線網(wǎng)絡(luò)和工控機自動開/關(guān) 機，保證系統(tǒng)正常運行。本板卡在CAN與RS-232智能轉(zhuǎn)換卡的基礎(chǔ)上集成了 GPS全球定位和GPRS無線網(wǎng) 絡(luò)模塊。實現(xiàn)了 GPS定位功能和CAN網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集功能，并能將數(shù)據(jù)通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò) 傳輸至控制室內(nèi)，方便管理人員及時了解各種數(shù)據(jù)信息。本板卡采用PC/104結(jié)構(gòu)，其在電氣特性和機械特性上可靠性極高，功耗低，產(chǎn)生 熱量少，具有極高的靈活性。板卡與板卡之間通過自堆棧進(jìn)行可靠地連接，抗震能力強。此外本板卡作為車載工控產(chǎn)品使用時，實現(xiàn)了讓工控機隨著車子的啟動或停止而 自動開機或關(guān)機的功能，從而保護(hù)工控機讓其正常工作，延長其使用壽命。一種PC/104-Plus多功能數(shù)據(jù)采集卡包括CAN與RS-232智能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、GPS定 位、GPRS無線網(wǎng)絡(luò)和工控機自動開/關(guān)機，保證系統(tǒng)正常運行。其主要技術(shù)方案如下一種PC/104-Plus多功能數(shù)據(jù)采集卡，包括CAN總線與RS-232串口的轉(zhuǎn)換模塊 硬件電路、GPS模塊、GPRS模塊和工控機自動開關(guān)機檢測模塊硬件電路；CAN總線與RS-232串口的轉(zhuǎn)換模塊硬件電路由帶CAN控制器的微處理器 MC9S08DZ60、高速CAN隔離收發(fā)器模塊CTM1050T以及TTL電平與RS-232電平轉(zhuǎn)換器 MAX3223 組成，微處理器MC9S08DZ60的CAN控制器，通過高速CAN隔離收發(fā)器模塊CTM1050T連 接帶CAN總線的設(shè)備。同時微處理器MC9S08DZ60的串口由于是TTL電平，需要電平轉(zhuǎn)換芯 片MAX3223，轉(zhuǎn)換成RS-232電平，連接其他帶RS-232串口的設(shè)備。GPS模塊和GPRS模塊之間的連接關(guān)系為本板卡集成的GPS模塊由PC/104結(jié)構(gòu)的主板PCM-3353的ISA總線供電，其電壓 為5V。該模塊通過兩個串口與主板PCM-3353相連，一個串口用于接收指令及傳輸數(shù)據(jù) ’另一個串口為單向通信，用于接收差分?jǐn)?shù)據(jù)，差分后可以提高其定位精度，達(dá)到小于5米。GPRS模 塊由板卡上的微控制器MC9S08DZ60控制啟動，通過串口與主板PCM-3353 相連，用于接收指令及傳輸數(shù)據(jù)。兩者之間沒有直接的連接關(guān)系，主要通過主板PCM-3353 的串口進(jìn)行通訊。工控機自動開關(guān)機檢測模塊硬件電路由單片機通過信號檢測，控制繼電器的開 關(guān)，從而實現(xiàn)工控機的自動開機和關(guān)機。繼電器的輸出端一端連接車輛電瓶，另一端連接工 控機電源。本板卡引出一條信號線，用于檢測車輛鑰匙門信號，該信號經(jīng)光耦隔離干擾后， 連接單片機的一個輸入輸出管腳，根據(jù)此管腳的信息通過配置另一個管腳的狀態(tài)來控制繼 電器的開關(guān)。CAN與RS-232智能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)軟件程序方法；主要包括CAN節(jié)點及RS-232初始化子程序、CAN報文發(fā)送子程序、RS-232報文發(fā) 送子程序、CAN報文中斷接收子程序以及RS-232報文中斷接收子程序。系統(tǒng)軟件程序方法步驟為其中串口初始化主要包括對波特率，停止位，中斷使能等配置。CAN控制器初始化 主要包括對波特率，數(shù)據(jù)幀、濾波器等配置。循環(huán)等待中斷，可分為CAN接收中斷和串口接收中斷。如果是CAN接收中斷，則將通過CAN總線接收到的數(shù)據(jù)，通過此轉(zhuǎn)換模塊，將CAN 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)，并通過串口發(fā)送給主機，等待主機處理。如果是串口中斷，則將通過串口接收的主機數(shù)據(jù)，通過此轉(zhuǎn)換模塊，將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換為CAN數(shù)據(jù)，發(fā)送給CAN設(shè)備。自動關(guān)機功能的系統(tǒng)軟件程序方法該功能主要由單片機通過信號檢測，控制繼電器的開關(guān)，從而實現(xiàn)工控機的自動 開機和關(guān)機。如果車輛啟動，檢測鑰匙門有信號，單片機檢測管腳為高電平，則控制繼電器 輸出端的工控機電源與車輛電瓶導(dǎo)通，工控機通電。如果車輛停止，檢測鑰匙門沒有信號， 單片機檢測管腳為低電平，則控制繼電器輸出端的工控機電源與車輛電瓶斷開，工控機斷 電。從而實現(xiàn)工控機自動開機和關(guān)機。本發(fā)明的優(yōu)點1、將CAN與RS-232智能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、GPS定位、GPRS無線網(wǎng)絡(luò)和工控機自動開/關(guān) 機四種功能集成在一塊PC/104結(jié)構(gòu)的板卡上，其體積小，功耗低，集成度高。2、發(fā)明了自動開/關(guān)機功能。作為車載產(chǎn)品使用時，可以隨著車輛的啟動或停止 而實現(xiàn)工控機自動開機或關(guān)機，保護(hù)工控機系統(tǒng)不受破壞，延長其使用壽命。3、本發(fā)明為標(biāo)準(zhǔn)PC/104 Plus結(jié)構(gòu)，可與其他PC/104或PC/104Plus板卡兼容。


圖ICAN總線與RS-232串口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊原理圖；圖2CAN總線與RS-232串口轉(zhuǎn)換模塊程序流程圖；圖3GPS15L模塊連接圖；圖4GPRS模塊連接圖；圖5. 1開關(guān)機信號檢測接口 ；
圖5. 2開關(guān)機檢測信號隔離處理；圖5. 3單片機檢測接口；
圖5. 4繼電器驅(qū)動器圖；圖6CAN總線與RS-232串口的轉(zhuǎn)換模塊硬件電路圖；圖7PC/104-P1US多功能數(shù)據(jù)采集卡結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式結(jié)合圖1-圖7，對本發(fā)明的實施例進(jìn)行說明。顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。本發(fā)明設(shè)計了一款高集成度的PC/104結(jié)構(gòu)的板卡，其功能主要包括CAN與RS-232 智能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、GPS定位、GPRS無線網(wǎng)絡(luò)和工控機自動開/關(guān)機，保證系統(tǒng)正常運行。本板卡在CAN與RS-232智能轉(zhuǎn)換卡的基礎(chǔ)上集成了 GPS全球定位和GPRS無線網(wǎng) 絡(luò)模塊。實現(xiàn)了 GPS定位功能和CAN網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集功能，并能將數(shù)據(jù)通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò) 傳輸至控制室內(nèi)，方便管理人員及時了解各種數(shù)據(jù)信息。本板卡采用PC/104結(jié)構(gòu)，其在電氣特性和機械特性上可靠性極高，功耗低，產(chǎn)生 熱量少，具有極高的靈活性。板卡與板卡之間通過自堆棧進(jìn)行可靠地連接，抗震能力強。此外本板卡作為車載工控產(chǎn)品使用時，實現(xiàn)了讓工控機隨著車子的啟動或停止而 自動開機或關(guān)機的功能，從而保護(hù)工控機讓其正常工作，延長其使用壽命。一種PC/104-Plus多功能數(shù)據(jù)采集卡包括本發(fā)明設(shè)計了一款高集成度的PC/104結(jié)構(gòu)的板卡，其功能主要包括CAN與RS-232 智能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、GPS定位、GPRS無線網(wǎng)絡(luò)和工控機自動開/關(guān)機，保證系統(tǒng)正常運行。其主 要技術(shù)方案如下1、CAN與RS-232智能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(1)硬件設(shè)計CAN總線與RS-232串口的轉(zhuǎn)換模塊硬件電路如圖6 CAN總線與RS-232串口的轉(zhuǎn)換模塊硬件電路主要由Freescale公司的帶CAN控 制器的微處理器MC9S08DZ60、高速CAN隔離收發(fā)器模塊CTM1050T以及TTL電平與RS-232 電平轉(zhuǎn)換器MAX3223組成。理論上，只要完成CAN總線與RS-232串口協(xié)議的互相轉(zhuǎn)換，即 可完成PC機與CAN的通信。設(shè)計原理圖如圖1所示。RS-232接口上的數(shù)據(jù)經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換 后變成TTL電平輸入到微處理器進(jìn)行處理；CAN總線數(shù)據(jù)的收發(fā)則由CAN總線收發(fā)器和CAN 總線控制器來完成。協(xié)議的控制和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換則由微控制器來完成。CAN總線電路采用獨 立的DC-DC電源模塊，進(jìn)行光電隔離，具有很強的抗干擾能力，大大提高了系統(tǒng)在惡劣環(huán)境 中使用的可靠性。CTM1050T是一款帶隔離的高速CAN收發(fā)器模塊，該模塊內(nèi)部集成了所有必需的 CAN隔離及CAN收、發(fā)器件，主要功能是將CAN控制器的邏輯電平轉(zhuǎn)換為CAN總線的差分電 平。其電磁輻射低，電磁抗干擾性高，無需外加元件可直接使用，減小了模塊體積，縮短了開 發(fā)時間。MC9S08DZ60是Freescale公司的內(nèi)嵌CAN的微控制器，并將內(nèi)嵌的CAN、EPR0M和片上仿真/調(diào)試模塊組合在一起，集成了所有的功能，設(shè)計人員可以便捷地轉(zhuǎn)向其設(shè)計流 程。MC9S08DZ60型單機片可提供60KB的片上flash、4KB的片上RAM、2KB的E2PR0M。它具 有串行通信接口(SCI)、串行外設(shè)接口(SPI)、看門狗定時器(COP Watch-Dog)，另外還有多 個定時器和計數(shù)器等。其獨特的片上仿真/調(diào)試模塊(BDG)更是大大簡化設(shè)計，從而確保 了 MC9S08DZ60在汽車和工控的應(yīng)用地位。MAX3223是實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換的芯片。由于RS-232是用正負(fù)電壓來表示邏輯狀態(tài)，與 TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠同計算機接口或終端的TTL器件 連接，必須在RS-232與TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。實現(xiàn)這種變換的方法可 用分立元件，也可用集成電路芯片。MAXIM公司的MAX3223是為滿足RS-232的標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計 的，具有功耗低、波特率高、價格低等優(yōu)點，外接電容僅為0. luF，為雙組RS-232收發(fā)器。
(2)軟件實現(xiàn)系統(tǒng)軟件程序設(shè)計主要包括CAN節(jié)點及RS-232初始化子程序、CAN報文發(fā)送子程 序、RS-232報文發(fā)送子程序、CAN報文中斷接收子程序以及RS-232報文中斷接收子程序。 其設(shè)計流程圖如圖2所示。其中循環(huán)等待中斷，可分為CAN接收中斷和串口接收中斷。如果是CAN接收中斷， 則將通過CAN總線接收到的數(shù)據(jù)，通過此轉(zhuǎn)換模塊，將CAN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)，并通過串 口發(fā)送給主機，等待主機處理。如果是串口中斷，則將通過串口接收的主機數(shù)據(jù)，通過此轉(zhuǎn) 換模塊，將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CAN數(shù)據(jù)，發(fā)送給CAN設(shè)備。2、GPS 模塊本板卡中采用GARMIN公司的GPS15L模塊，負(fù)責(zé)捕獲、跟蹤衛(wèi)星，接收、放大、記錄 GPS信號并對信號進(jìn)行解調(diào)和濾波處理，還原出GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文，解求定位信號在 站間的傳播時間和載波相位差，實時地獲得導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)或采用測后處理的方式，獲得定 位、測速、定時等數(shù)據(jù)。GPS15L為12通道的GPS接收機，也就是同時可以跟蹤多達(dá)12顆GPS衛(wèi)星，從而能 夠快速的定位。GPS15L接收機功耗非常小，數(shù)據(jù)更新率為每秒一次，其優(yōu)良的性能既能夠滿 足陸地導(dǎo)航的靈敏度需求，也能夠滿足飛行器的動態(tài)需求。在設(shè)計上，GPS15L接收機使用 了最新的科技和高水平的電路集成技術(shù)，在達(dá)到高性能的同時減小了體積和功耗。GPS15L 接收機無論從硬件和軟件上都十分易于使用，非常適合做系統(tǒng)集成。GPS15L接收機由PC/104結(jié)構(gòu)的主板的ISA總線供電，其電壓為5V。使用接收機 上的2個RS-232串口，其中一個串口 PORTl與主機的串口相連，用于接收指令及傳輸數(shù)據(jù)； 另一個串口 P0RT2為單向通信，用于接收差分?jǐn)?shù)據(jù)，差分后可以提高其定位精度，達(dá)到小于 5米。其連接圖如圖3所示。其定位數(shù)據(jù)信息可由其自帶的軟件得到，也可通過上位機 編程得到。3、GI3RS 模塊本板卡采用SIMCOM公司的SIM300C的GPRS模塊，負(fù)責(zé)板卡和監(jiān)控中心服務(wù)器端 的通信，將板卡通過CAN總線采集的數(shù)據(jù)以及GPS定位信息傳送給服務(wù)器。SIM300C模塊的1、3、5、7、9腳為電源輸入引腳VBAT，2、4、6、8、10腳是地。由于模 塊的供電電壓為3. 4 4. 5V (典型值為4. 2V)，采用5V供電時，需要進(jìn)行5V到4. 2V的電壓轉(zhuǎn)換。設(shè)計中使用TI公司的PTH12000WAH為SIM300C提供4. 2V的電壓。SIM300C有多種啟動方式，本系統(tǒng)中使用PWRKEY引腳。啟動過程中必須先使 PWRKEY引腳有大于2s持續(xù)時間的低電平，然后再釋放PWRKEY引腳，使其為高電平。此過程 由微處理器MC9S08DZ60實現(xiàn)。SIM300C模塊為用戶提供了通用串口。因為模塊提供的串口都是TTL電平，需通過 電平轉(zhuǎn)換芯片，將TTL電平轉(zhuǎn)換成RS-232電平。通過此串口和AT命令，就可以對模塊進(jìn)行 配置。其連接圖如圖4所示。4、自動關(guān)機 車載工控機如果隨著車子啟動或停止而隨時開機或關(guān)機，時間長時會對工控機系 統(tǒng)造成毀滅性的傷害，導(dǎo)致工控機無法正常工作。本板卡實現(xiàn)了讓工控機隨著車子的啟動 或停止而自動開機或關(guān)機的功能，從而保護(hù)工控機讓其正常工作，延長其使用壽命。工控機自動開關(guān)機檢測模塊硬件電路為圖5. 1至圖5. 4 ；其主要實現(xiàn)過程如下該功能主要由單片機通過信號檢測，控制繼電器的開關(guān)，從而實現(xiàn)工控機的自動 開機和關(guān)機。繼電器的輸出端一端連接車輛電瓶，另一端連接工控機電源。其具體檢測過 程如下由本板卡引出一條信號線，如圖5. 1的1腳所示，用于檢測車輛鑰匙門信號。該信 號經(jīng)光耦隔離干擾后，如圖5. 2，連接單片機的一個輸入輸出管腳，如圖5. 3。根據(jù)此管腳的 信息通過配置另一個管腳的狀態(tài)來控制繼電器的開關(guān)。由于繼電器所需電流遠(yuǎn)大于單片機 輸出電流，所以在此使用了 ULN2003來驅(qū)動繼電器，如圖5. 4所示，SSR_CTL就是繼電器的 驅(qū)動控制信號。如果車輛啟動，檢測鑰匙門有信號，單片機檢測管腳為高電平，則控制繼電器輸出 端的工控機電源與車輛電瓶導(dǎo)通，工控機通電。如果車輛停止，檢測鑰匙門沒有信號，單片 機檢測管腳為低電平，則控制繼電器輸出端的工控機電源與車輛電瓶斷開，工控機斷電。從 而實現(xiàn)工控機自動開機和關(guān)機。術(shù)語解釋CAN(ControIler Area Network)控制器局域網(wǎng)GPS (Global Positioning System)全球定位系統(tǒng)GPRS (General Packet Radio Service)通用無線分組業(yè)務(wù)本發(fā)明中的GPS模塊、GPRS模塊和繼電器都使用已有的成熟模塊，用其他已有模 塊也可以實現(xiàn)本板卡的相應(yīng)功能。如上所述，對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明，但是只要實質(zhì)上沒有脫離本發(fā) 明的發(fā)明點及效果可以有很多的變形，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，這 樣的變形例也全部包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種PC/104 Plus多功能數(shù)據(jù)采集卡，其特征在于包括CAN總線與RS 232串口的轉(zhuǎn)換模塊硬件電路、GPS模塊、GPRS模塊和工控機自動開關(guān)機檢測模塊硬件電路；CAN總線與RS 232串口的轉(zhuǎn)換模塊硬件電路由帶CAN控制器的微處理器MC9S08DZ60、高速CAN隔離收發(fā)器模塊CTM1050T以及TTL電平與RS 232電平轉(zhuǎn)換器MAX3223連接組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PC/104-Plus多功能數(shù)據(jù)采集卡，其特征在于微處理器 MC9S08DZ60的CAN控制器，通過高速CAN隔離收發(fā)器模塊CTM1050T連接帶CAN總線的設(shè) 備；同時微處理器MC9S08DZ60連接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3223，轉(zhuǎn)換成RS-232電平，連接其他 帶RS-232串口的設(shè)備；GPS模塊和GPRS模塊之間的連接關(guān)系為GPS模塊由PC/104結(jié)構(gòu)的主板PCM-3353的ISA總線供電，通過兩個串口與主板 PCM-3353相連，一個串口用于接收指令及傳輸數(shù)據(jù)；另一個串口為單向通信，用于接收差 分?jǐn)?shù)據(jù)；GPRS模塊由板卡上的微控制器MC9S08DZ60控制啟動，通過串口與主板PCM-3353相連， 用于接收指令及傳輸數(shù)據(jù)；兩者之間沒有直接的連接關(guān)系，通過主板PCM-3353的串口進(jìn)行 通訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PC/104-Plus多功能數(shù)據(jù)采集卡，其特征在于工控機自 動開關(guān)機檢測模塊，硬件電路由單片機通過信號檢測，控制繼電器的開關(guān)，從而實現(xiàn)工控機 的自動開機和關(guān)機；繼電器的輸出端一端連接車輛電瓶，另一端連接工控機電源；本板卡 引出一條信號線，用于檢測車輛鑰匙門信號；該信號經(jīng)光耦隔離干擾后，連接單片機的一個 輸入輸出管腳，根據(jù)此管腳的信息通過配置另一個管腳的狀態(tài)來控制繼電器的開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PC/104-Plus多功能數(shù)據(jù)采集卡，其特征在于CAN總線 電路采用獨立的DC-DC電源模塊。
全文摘要
一種PC/104-Plus多功能數(shù)據(jù)采集卡，屬于數(shù)據(jù)采集、車載通訊和定位技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明高集成度的PC/104結(jié)構(gòu)的板卡包括CAN與RS-232智能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、GPS定位、GPRS無線網(wǎng)絡(luò)和工控機自動開/關(guān)機，保證系統(tǒng)正常運行。本板卡在CAN與RS-232智能轉(zhuǎn)換卡的基礎(chǔ)上集成了GPS全球定位和GPRS無線網(wǎng)絡(luò)模塊，實現(xiàn)了GPS定位功能和CAN網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集功能，并能將數(shù)據(jù)通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至控制室內(nèi)，方便管理人員及時了解各種數(shù)據(jù)信息。本板卡采用PC/104結(jié)構(gòu)，其在電氣特性和機械特性上可靠性極高，功耗低，產(chǎn)生熱量少，具有極高的靈活性。板卡與板卡之間通過自堆棧進(jìn)行可靠地連接，抗震能力強。
文檔編號H04L12/40GK101968643SQ20101026055
公開日2011年2月9日 申請日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者徐曉, 陳宜金 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)