[發明專利]多功能數據采集控制器

無效

• 申請號: 201110212239.1
• 申請日: 2011-07-27
• 公開（公告）號: CN102903222A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 杜長河;秦浩華;金鑫;孫海濤;程大偉;李萌;趙長江;趙小鵬;李秀福;李燕平;高勇;楊斌;任興來;陳財法;賀巖;王苗苗
• 申請（專利權）人: 青島高校信息產業有限公司
• 主分類號: G08C19/00
• 分類號: G08C19/00;G08C17/02
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

技術領域

本發明涉及一種數據采集器。

背景技術

遠程數據采集器，尤其是無線遠程數據采集器在許多的領域中擁有無可比擬的優勢，它可以解決許多有線方式無法解決的難題，給人們的工作和生活帶來更多便利。無線RTU模塊的研制可以應用無線數據采集和工業控制等多個場合。現有的數據采集控制器功能比較單一，其應用具有很大的局限性。

發明內容

本發明的技術效果能夠克服上述缺陷，提供一種多功能數據采集控制器，其可以直接采集現場儀器的數據。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：其包括數據采集網關、LCD觸摸屏、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、數字量輸入模塊、數字量輸出模塊現場485儀表，數據采集網關分別與LCD觸摸屏、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、數字量輸入模塊、數字量輸出模塊電氣連接，數據采集網關通過通信模塊與監控中心服務器通信，監控中心服務器與監控終端連接。

本采集控制器實現工業現場的無線數據采集和控制功能，模塊可以實現8路模擬量的輸入、2路模擬量輸出，8路開關量的輸入/輸出，脈沖信號的輸入輸出等功能。軟件支持Modbus通信協議(或類Modbus通信協議)，模塊內部可選擇集成實時時鐘和溫度檢測功能。

數據采集網關采用32位RISC的ARM芯片，數據采集網關采用STM32F103型號，具有非常快速的數據處理能力，可以應用在高性能和高速度的環境中。本無線采集控制器針對工業應用設計，在內部輸入輸出單元與控制單元之間采用光電隔離，極大降低了工業現場干擾對模塊正常運行的影響，使模塊具有良好的可靠性。采用帶隔離的RS-485通信接口，可以避免工業現場信號對微控制器通訊接口的影響，并具有ESD、過壓、過流保護。所有的模擬量和數字量的輸入輸出都是用光藕隔離以保證模塊穩定工作。

通信模塊采用有線方式和無線方式。

有線方式的通信模塊采用RS-232或RS-485或CAN或以太網。

無線方式的通信模塊采用ZigBee或GPRS或CDMA。

本發明的多功能數據采集控制器，接口豐富，支持多路數字、模擬量的輸入、輸出，設備成本低，應用廣泛。

附圖說明

圖1為本發明的電路模塊示意圖。

具體實施方式

本采集控制器包括數據采集網關、LCD觸摸屏、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、數字量輸入模塊、數字量輸出模塊、現場485儀表，數據采集網關分別與LCD觸摸屏、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、數字量輸入模塊、數字量輸出模塊電氣連接，數據采集網關通過通信模塊與監控中心服務器通信，監控中心服務器與監控終端連接。

數據采集網關采用STM32F103型號。

通信模塊采用有線方式和無線方式。

有線方式的通信模塊采用RS-232或RS-485或CAN或以太網。

無線方式的通信模塊采用ZigBee或GPRS或CDMA。

本數據采集控制器的主要功能是進行模擬量輸入信號采集、現場Modbus儀表數據的采集，并通過通信模塊發送到中心。模塊本身可以任意設置為主機和從機模式，而且可以切換無線通信模式。模塊也可以直接使用RS-485隔離通訊接口作為有線采集模塊使用。模塊有4路的AI差分通道，每一組差分通道也可配置為2路的單端輸入通道，以滿足不同場合需求，適用于采集工業現場的各種電壓和電流信號，采樣分辨率為12位；模塊還具有模擬量輸出、數字量輸入和數字量輸出輔助功能。模塊具有2路的模擬量輸出通道，可獨立控制輸出，也可進行同步輸出，輸出分辨率為12位；模塊還具有8路DI和8路DO通道。另外模塊還具備了兩路熱電阻輸入接口可以實現現場溫度的采集。

采集控制器實現如下功能：

1.現場模擬信號的采集

系統設計具備隔離的AD轉換器，可以直接測量現場儀表、傳感器和變送器輸出的模擬電壓/電流信號(1-5V/0-10V/4-20ma)。可直接測量兩路兩線熱電阻信號。在通信協議上也做成Modbus協議，是每一路AD輸入都具備單獨的寄存器地址，這樣用戶就可以通過Modbus協議對儀表的數據進行采集。系統可以設置為單端和差分輸入模式分別接受現場的單端和差分模擬信號。

2.現場數字儀表的數據采集

系統具備RS-485接口，可以實現RTU和現場Modbus儀表的通信，直接可以通過Modbus協議進行數據的讀取。

3.開關量的輸入/輸出的輸出