[發(fā)明專利]通用型數(shù)據(jù)采集接口板

在審

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• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN104199618A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設計）人: 廖天星;余陽;曾昭健;梁文智;冼國華;張廣昕;孟鶴
• 申請（專利權）人: 廣東長天思源環(huán)保科技股份有限公司
• 主分類號: G06F3/05
• 分類號: G06F3/05
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 溫旭

技術領域

本發(fā)明涉及環(huán)保領域，尤其涉及一種通用型數(shù)據(jù)采集接口板。

背景技術

在實際使用中，在線分析儀器的信號源種類多、控制功能繁雜，因此，往往需要采用幾種不同模塊來實現(xiàn)工程和設計目的。

但是，目前還沒有同時具備模擬量采集、繼電器輸出、數(shù)字量采集、串口通訊、PWM控制、模擬量輸出、USB端口等功能的數(shù)據(jù)采集接口板。

相應地，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集接口板只幾部分功能接口，接口功能單一，不能很好地集成必備的功能端口，實際使用中需要不同模塊組合使用；從而導致產品設計或工程應用需要面對不同功能模塊的控制使用、甚至出現(xiàn)不同供應商通訊協(xié)議不同導致控制軟件復雜的現(xiàn)象、設備配置復雜、占用空間過多。

同時，作為工程應用方面，過多的功能模塊容易導致應用企業(yè)物料管理混亂、且不便于日常物料的應用管理。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題在于，提供一種結構簡單、可靠性強的通用型數(shù)據(jù)采集接口板，可集成多種接口和功能，擴充了信號采集接口板的功能；把采集信號的轉換處理等功能放置到上級設備，提高了信號接口板的應用靈活性。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種通用型數(shù)據(jù)采集接口板，包括：主控芯片，所述主控芯片內置PWM控制模塊、A/D轉換模塊、D/A轉換模塊、串行通訊控制模塊、并行信號輸出控制模塊、數(shù)字信號輸入檢測模塊及USB信號模塊；PWM控制單元，用于調制脈沖寬度；模擬量采集單元，用于采集模擬量信號；模擬量輸出單元，用于輸出模擬量信號；RS232通訊控制單元，包括所述串行通訊控制模塊，用于接收、處理及轉換RS232信號；繼電器控制輸出單元，用于控制并行信號的輸出；數(shù)字量采集單元，用于采集數(shù)字量信號；RS485通訊控制單元，包括所述串行通訊控制模塊，用于接收、處理及轉換RS485信號；USB接口單元，包括USB信號模塊，用于通過阻抗匹配實現(xiàn)USB信號的通訊；所述PWM控制單元、模擬量采集單元、模擬量輸出單元、RS232通訊控制單元、繼電器控制輸出單元、數(shù)字量采集單元、RS485通訊控制單元及USB接口單元集成于所述主控芯片上。

作為上述方案的改進，所述PWM控制單元包括四路PWM控制模塊，在各路的PWM控制模塊內分別接入運算放大器及兩個光電隔離器。

作為上述方案的改進，所述模擬量采集單元包括八路A/D轉換模塊；在各路的A/D轉換模塊內分別接入分壓電阻、穩(wěn)壓二極管及運算放大器，模擬量信號經所述分壓電阻分壓后，通過所述穩(wěn)壓二極管進行穩(wěn)壓處理，并由所述運算放大器隔離緩沖后接入所述主控芯片對應信號輸入端口。

作為上述方案的改進，所述模擬量輸出單元包括兩路D/A轉換模塊；在各路的D/A轉換模塊內分別接入光電隔離器、π型濾波回路、運算放大器及穩(wěn)壓二極管，所述主控芯片輸出的模擬量信號通過所述光電隔離器后，經所述π型濾波回路濾除高頻信號，通過所述運算放大器進行濾波穩(wěn)定處理后，輸出穩(wěn)定的模擬量信號，并由所述穩(wěn)壓二極管對模擬量信號進行穩(wěn)壓處理。

作為上述方案的改進，所述繼電器控制輸出單元包括八路并行信號輸出控制模塊；在各路的并行信號輸出控制模塊內分別接入三極管、繼電器及二極管，通過小功率驅動所述三極管后，通過所述繼電器控制并行信號的輸出。

作為上述方案的改進，所述數(shù)字量采集單元包括四路數(shù)字信號輸入檢測模塊；在各路的數(shù)字信號輸入檢測模塊內分別接入光電耦合器，通過所述光電耦合采集外部輸入的數(shù)字量信號。

作為上述方案的改進，所述主控芯片的型號為STM32FL03。

作為上述方案的改進，所述A/D轉換模塊為12位A/D轉換模塊。

作為上述方案的改進，其特征在于，所述模擬量信號包括電壓信號、電流信號。

作為上述方案的改進，所述模擬量采集單元采取跨接短路方式將電壓信號與電流信號進行切換。

實施本發(fā)明，具有如下有益效果：

通用型數(shù)據(jù)采集接口板通過對主控芯片內置的PWM控制模塊、A/D轉換模塊、D/A轉換模塊、串行通訊控制模塊、并行信號輸出控制模塊、數(shù)字信號輸入檢測模塊及USB信號模塊進行改進，把PWM控制單元、模擬量采集單元、模擬量輸出單元、RS232通訊控制單元、繼電器控制輸出單元、數(shù)字量采集單元、RS485通訊控制單元、USB接口單元等多種接口和功能集成于同一主控芯片上，擴充了通用型數(shù)據(jù)采集接口板的功能，可以減少實際使用中因信號源種類多、控制功能繁雜而采用幾種不同模塊來實現(xiàn)工程和設計目的的局面。