[發(fā)明專利]信號量采集端口的擴(kuò)展裝置和擴(kuò)展系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210058946.4
• 申請日: 2012-03-07
• 公開（公告）號: CN102608944A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡伯平;呼大明;鄭海鷗;倪駿;于天歌;何暢;徐昕;孫立斌
• 申請（專利權(quán)）人: 北京瀚景錦河科技有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張雪梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種擴(kuò)展裝置和一種擴(kuò)展系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于信號量采集端口的擴(kuò)展裝置和擴(kuò)展系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)等領(lǐng)域，越來越多的需要能夠采集大量模擬量信號及開關(guān)量信號的設(shè)備。在工程中已有的設(shè)備隨著工程規(guī)模擴(kuò)大和功能擴(kuò)充不能滿足使用要求的情況下，重新設(shè)計(jì)或修改設(shè)備硬件會造成資金和時間上的浪費(fèi)，因此需要一種能夠根據(jù)已有設(shè)備的資源來擴(kuò)充采集信號的端口的擴(kuò)展裝置和擴(kuò)展方法。這樣的擴(kuò)展裝置需要具備低管腳數(shù)，靈活，便于開發(fā)的特點(diǎn)，且具備根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)一步調(diào)整端口數(shù)量的能力。

現(xiàn)有技術(shù)中通常會使用嵌入式設(shè)備做現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集及控制監(jiān)測，因此通常情況下用于擴(kuò)充采集信號的端口的擴(kuò)展裝置需要與這類設(shè)備對接。當(dāng)然，用于擴(kuò)充采集信號的端口的擴(kuò)展裝置同樣可應(yīng)用在PC或工作站上。但無論與嵌入式設(shè)備連接還是與其他終端或采集器連接，在本說明書的上下文中，將這些設(shè)備或終端稱為擴(kuò)展裝置的上位機(jī)。

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于擴(kuò)展上位機(jī)的信號量采集端口的擴(kuò)展裝置和擴(kuò)展方法。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的擴(kuò)展裝置和擴(kuò)展方法可有效解決上述問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種信號量采集端口的擴(kuò)展裝置，該裝置包括：

與上位機(jī)通信的第一通信接口；

用于裝置擴(kuò)展的第二通信接口；

與第一通信接口和第二通信接口通信耦合的邏輯器件；

一個或多個模擬量采集單元，和/或

一個或多個開關(guān)量輸入輸出單元；

每個模擬量采集單元具有一個或多個模擬量輸入端口，用于采集一個或多個模擬量信號至該邏輯器件，并通過來自邏輯器件的控制信號對所述模擬量輸入端口進(jìn)行配置；

每個開關(guān)量輸入輸出單元具有一個或多個開關(guān)量輸入輸出端口，用于采集開關(guān)量輸入信號至該邏輯器件和/或輸出該邏輯器件驅(qū)動的開關(guān)量輸出信號，并通過來自邏輯器件的控制信號對開關(guān)量輸入輸出端口進(jìn)行配置。

優(yōu)選地，該裝置進(jìn)一步包括連接第一通信接口和邏輯器件的第一數(shù)字隔離器和/或連接第二通信接口和邏輯器件的第二數(shù)字隔離器。

優(yōu)選地，所述一個或多個模擬量采集單元分別通過串行數(shù)字接口與所述邏輯器件連接。

優(yōu)選地，所述模擬量采集單元包括A/D轉(zhuǎn)換器。

優(yōu)選地，所述模擬量采集單元進(jìn)一步包括與所述A/D轉(zhuǎn)換器和所述模擬量輸入端口耦合的多選一選擇器。

優(yōu)選地，所述模擬量采集單元進(jìn)一步包括與所述A/D轉(zhuǎn)換器和所述模擬量輸入端口耦合的級聯(lián)連接的8選1選擇器。

優(yōu)選地，所述模擬量采集單元進(jìn)一步包括耦合在模擬量輸入端口和A/D轉(zhuǎn)換器之間的電壓跟隨器和耦合在邏輯器件和A/D轉(zhuǎn)換器之間的數(shù)字隔離器。

優(yōu)選地，所述開關(guān)量輸入輸出單元包括一個或多個開關(guān)復(fù)用器，用于根據(jù)來自邏輯器件的控制信號配置所述一個或多個輸入輸出端口的方向。

優(yōu)選地，所述開關(guān)量輸入輸出單元進(jìn)一步包括耦合在開關(guān)復(fù)用器和邏輯器件之間的隔離器。

優(yōu)選地，所述隔離器是單向隔離器或雙向隔離器。

優(yōu)選地，所述開關(guān)量輸入輸出單元進(jìn)一步包括具有輸出使能端的隔離器，用于根據(jù)來自邏輯器件的控制信號配置所述一個或多個輸入輸出端口的方向。

優(yōu)選地，所述具有輸出使能的隔離器是具有輸出使能的單向隔離器，對于每個輸入輸出端口：

第一具有輸出使能的單向隔離器的輸入端與第二具有輸出使能的單向隔離器的輸出端短接，短接端接至該輸入輸出端口，第一具有輸出使能的單向隔離器的輸出端和第二具有輸出使能的單向隔離器的輸入端分別連接至邏輯器件；

第一和第二具有輸出使能的單向隔離器的使能端分別接收來自邏輯器件的控制信號以控制各自的輸出狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述開關(guān)量輸入輸出單元進(jìn)一步包括與所述輸入輸出端口耦合的調(diào)理電路。

優(yōu)選地，所述裝置進(jìn)一步包括隔離電源。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種信號量采集端口的擴(kuò)展系統(tǒng)，其特征在于，該擴(kuò)展系統(tǒng)包括：

用于與上位機(jī)通信的上位機(jī)通信接口；和

N個如上所述的信號量采集端口的擴(kuò)展裝置，N大于等于1；

其中第一信號量采集端口的擴(kuò)展裝置的第一通信端口用作所述上位機(jī)通信接口，

第i+1信號量采集端口的擴(kuò)展裝置的第一通信接口與第i信號量采集端口的擴(kuò)展裝置的第二通信接口連接對第i信號量采集端口的擴(kuò)展裝置實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展，1≤i＜N。