数据采集终端的制作方法

本实用新型属于数据采集技术领域，尤其涉及数据采集终端。

背景技术：

传统的嵌入式数据采集主机只具备交流输入或者低压直流输入，输入单一，而嵌入式数据采集主机越来越需要多样化的电源输入，因此传统的嵌入式数据采集主机不能满足模块化数据中心的对于监控主机的设计要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了数据采集终端，以解决现有技术中数据采集主机输入单一不能满足模块化数据中心的对于监控主机的设计要求的问题。

本实用新型实施例提供了一种数据采集终端，包括：

至少两个交直流电源输入模块；

电池组；

电源管理模块，输入端分别与所述至少两个交直流电源输入模块和所述电池组连接；

外连接口，包括DC输出接口以及网络接口、RS232/RS485接口和干接点输入输出接口中的至少一个接口；所述外连接口与所述电源管理模块的输出端连接；

电子主板接口，与所述外连接口中除DC输出接口之外的接口连接，与所述外连接口中除DC输出接口之外的接口进行数据交互；

其中，所述电源管理模块为所述外连接口和所述电子主板接口供电。

可选的，所述电源管理模块包括：

电源管理电路，输入端与所述至少两个交直流电源输入模块、所述电池组电连接，输出端与所述外连接口电连接。

可选的，所述电源管理电路包括：

第一输入端口，与所述至少两个交直流电源输入模块、所述电池组电连接；

第一输出端口，与所述外连接口电连接；

第一输入外围电路，与所述第一输入端口连接，通过所述第一输入端口与所述至少两个交直流电源输入模块、所述电池组电连接；

第一输出外围电路，与所述第一输出端口连接，通过所述第一输出端口与所述外连接口电连接；

电源管理芯片，输入端与所述第一输入外围电路的输出端连接，输出端与所述第一输出外围电路的输入端连接。

可选的，所述电源管理芯片的型号为BQ24133，所述第一输入外围电路包括：

第一MOS管，漏极与所述第一输入端口电连接；

第二MOS管，源极与所述第一MOS管的源极连接，漏极与所述第一MOS管的漏极连接，且漏极与所述电源管理芯片的ACDRY引脚电连接，且源极与所述电源管理芯片的CMSRC引脚电连接，栅极与所述电源管理芯片的ACP引脚电连接；

第一电阻，一端连接所述第二MOS管的漏极，另一端与所述电源管理芯片的ACN引脚电连接；

第一二极管，正极与所述第一输入端口电连接，负极与所述电源管理芯片的AVCC引脚电连接。

可选的，所述电源管理芯片的型号为BQ24133，所述第一输出外围电路包括：

第一电感，一端分别与所述电源管理芯片的SW引脚和BTST引脚电连接；

第二电阻，第一端与所述第一电感的另一端连接，第二端与所述第一输出端口电连接；所述第二电阻的第一端还与所述电源管理芯片的SRP引脚电连接，所述第二电阻的第二端还与所述电源管理芯片的SRN引脚电连接；

第三MOS管，源极与第一外部电源电连接，漏极与所述第二电阻的第二端连接，栅极与所述电源管理芯片的BATDRV引脚电连接。

可选的，所述电源管理模块还包括：

隔离DC/DC电路，输入端与所述至少两个交直流电源输入模块和所述电池组电连接，输出端与所述电源管理电路的输入端电连接。

可选的，所述隔离DC/DC电路包括：

第二输入端，与所述至少两个交直流电源输入模块和所述电池组电连接；

第二输出端，与所述电源管理电路的输入端电连接；

电压隔离芯片；

并联的第一电容和第二电容，两端分别与所述电压隔离芯片的输入引脚和输入引脚电连接；其中，第一电容的正极与所述电压隔离芯片的输入引脚电连接，第一电容的负极与所述电压隔离芯片的接地引脚电连接；

第二电感，一端与所述第一电容的正极连接，另一端与所述电压隔离芯片的输入引脚电连接；

第三电容，两端分别与所述电压隔离芯片的OV引脚和+VOUT引脚电连接；所述电压隔离芯片的OV引脚接地。

可选的，所述电源管理模块还包括：

电压转换电路，输入端与所述电源管理电路的输出端电连接，输出端与所述外连接口电连接；所述电源管理电路的输出端通过所述电压转换模块与所述外连接口电连接。

可选的，所述电压转换电路包括：

第三输入端，与所述电源管理电路的输出端连接；

第三输出端，与所述外连接口电连接；

第二外围输入电路，与所述第三输入端连接，通过所述第三输入端与所述电源管理电路的输出端连接；

第二外围输出电路，与所述第三输出端连接，通过所述第三输出端与所述外连接口电连接；

电压转换芯片，输入端与所述第二外围输入电路连接，输出端与所述第二外围输出电路连接。

可选的，所述电压转换芯片的型号为TPS54231DR；

所述第二外围输入电路包括：

第四电容，正极与所述第三输入端连接，负极接地；且所述第四电容的正极还与所述电压转换芯片的VIN引脚连接；

第五电容，与所述第四电容并联；

串联的第三电阻和第四电阻；第三电阻的第一端与所述电压转换芯片的VIN引脚连接，第三电阻的第二端分别与第四电阻的一端和所述电压转换芯片的EN引脚连接；第四电阻的另一端接地；

所述第二外围输出电路包括：

第二二极管，正极与所述电压转换芯片的GND引脚连接；

第三电感，一端与所述第二二极管的负极连接，另一端与所述第三输出端电连接；

第六电容，一端与所述电压转换芯片的GND引脚连接，另一端与所述第三输出端电连接；

第七电容，正极与所述第三输出端电连接，负极与所述电压转换芯片的GND引脚连接；

分压电阻件，第一端与所述第三输出端电连接，第二端接地，第三端与所述电压转换芯片的VSENSE端口连接。

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本实用新型实施例中的数据采集终端，具有至少两个交直流电源输入模块，且外连接口包括DC输出接口，以及网络接口、RS232/RS485接口和干接点输入输出接口中的至少一个接口，能够解决现有技术中数据采集主机输入单一不能满足模块化数据中心的对于监控主机的设计要求的问题，提高供电可靠性，且在外部智能设备数量多、通讯串口RS232/RS485多变的情况下，能够提供相应的通信接口。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的数据采集终端的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的电源管理电路的电路图；

图3是本实用新型实施例提供的隔离DC/DC电路的电路图；

图4是本实用新型实施例提供的电压转换电路的电路图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

参见图1，一个实施例中，数据采集终端可以包括至少两个交直流电源输入模块100、电池组200、电源管理模块300、外连接口400和电子主板接口500。

其中，电源管理模块300的输入端分别与所述至少两个交直流电源输入模块100和所述电池组200连接。

外连接口400，包括DC输出接口401以及网络接口402、RS232/RS485接口403和干接点输入输出接口404中的至少一个接口；所述外连接口400与所述电源管理模块300的输出端连接。

电子主板接口500，与所述外连接口400中除DC输出接口401之外的接口连接，与所述外连接口400中除DC输出接口401之外的接口进行数据交互。

其中，所述电源管理模块300为所述外连接口400和所述电子主板接口500供电。

上述数据采集终端，具有至少两个交直流电源输入模块100，且外连接口400包括DC输出接口401，以及网络接口402、RS232/RS485接口403和干接点输入输出接口404中的至少一个接口，因此能够解决现有技术中数据采集主机输入单一不能满足模块化数据中心的对于监控主机的设计要求的问题，提高供电可靠性，且在外部智能设备数量多、通讯串口RS232/RS485多变的情况下，能够提供相应的通信接口。

可选的，所述电源管理模块300包括电源管理电路。电源管理电路的输入端与所述至少两个交直流电源输入模块、所述电池组电200连接，电源管理电路的输出端与所述外连接口400电连接。

参见图2，一个实施例中，所述电源管理电路包括：

第一输入端口VCC IN，与所述至少两个交直流电源输入模块100、所述电池组200电连接；

第一输出端口VBAT，与所述外连接口400电连接；

第一输入外围电路，与所述第一输入端口VCC IN连接，通过所述第一输入端口VCC IN与所述至少两个交直流电源输入模块100、所述电池组200电连接；

第一输出外围电路，与所述第一输出端口VBAT连接，通过所述第一输出端口VBAT与所述外连接口400电连接；

电源管理芯片，输入端与所述第一输入外围电路的输出端连接，输出端与所述第一输出外围电路的输入端连接。

具体的，所述电源管理芯片的型号为BQ24133，所述第一输入外围电路可以包括：

第一MOS管Q1，漏极与所述第一输入端口VCC IN电连接；

第二MOS管Q2，源极与所述第一MOS管Q1的源极连接，漏极与所述第一MOS管Q1的漏极连接，且漏极与所述电源管理芯片的ACDRY引脚电连接，且源极与所述电源管理芯片的CMSRC引脚电连接，栅极与所述电源管理芯片的ACP引脚电连接；

第一电阻，一端连接所述第二MOS管Q2的漏极，另一端与所述电源管理芯片的ACN引脚电连接；

第一二极管D2，正极与所述第一输入端口电VCC IN连接，负极与所述电源管理芯片的AVCC引脚电连接。

其中，第一电阻可以包括串联的电阻R26和电阻R25，电阻R26的另一端与所述第二MOS管Q2的漏极连接，电阻R25的另一端与所述电源管理芯片的ACN引脚电连接。

另外，所述第一输入外围电路还可以包括：

相串联的电阻R20和电阻R24，电阻R20的另一端与所述第一输入端口电VCC IN连接，电阻R24的另一端接地，且电阻R20和电阻R24的公共节点与所述电源管理芯片的OVPEST引脚电连接；

二极管D1，正极与第一输出端口VBAT连接，负极与第一二极管D2的负极连接，并通过电阻R41与所述电源管理芯片的AVCC引脚电连接；

相串联的电阻R38和电阻R39，电阻R38的另一端与第一MOS管Q1的源极连接，电阻R39的另一端与所述电源管理芯片的CMSRC引脚电连接；

电阻R37，两端分别与所述电源管理芯片的CMSRC引脚和ACDRY引脚连接；

电阻R48，一端连接第二MOS管Q2的漏极，另一端连接分别所述电源管理芯片的ACN引脚；

电容C27与电阻R48并联；电容C2一端与第二MOS管Q2的漏极连接，另一端接地；电容C18一端与电阻R48的另一端连接，另一端接地；

电阻R23，一端连接所述电源管理芯片的TS引脚，另一端连接所述电源管理芯片的VREF引脚；

电阻R7，一端连接所述电源管理芯片的TS引脚，另一端接地；

电阻R9，一端连接所述电源管理芯片的TS引脚，另一端接地；

电容C1，一端连接所述电源管理芯片的TTC引脚，另一端接地；

电容C4，一端连接所述电源管理芯片的VREF引脚，另一端接地；

所述电源管理芯片的VREF引脚和ISET引脚之间通过电阻R22连接，电阻R22连接所述电源管理芯片的ISET引脚的一端通过电阻R21接地。

具体的，所述第一输出外围电路可以包括：

第一电感L2，一端与所述电源管理芯片的SW引脚和BTST引脚均电连接；

第二电阻R47，第一端与所述第一电感L2的另一端连接，第二端与所述第一输出端口VBAT电连接；所述第二电阻R47的第一端还与所述电源管理芯片的SRP引脚电连接，所述第二电阻R47的第二端还与所述电源管理芯片的SRN引脚电连接；

第三MOS管Q3，源极与第一外部电源V-system电连接，漏极与所述第二电阻R47的第二端连接，栅极与所述电源管理芯片的BATDRV引脚电连接。

另外，所述第一输出外围电路还可以包括：

电容C16，一端与所述电源管理芯片的BTST引脚电连接，另一端所述电源管理芯片的SW引脚电连接；

并联的两各电容C9，一端与所述电源管理芯片的REGN引脚电连接，另一端接地；

与第二电阻R47并联的电容C24；

电容C29，一端与第一电感L2和第二电阻R47的公共节点连接，另一端接地；

并联的电容C17和电容C13，一端与第二电阻R47和所述第一输出端口VBAT的公共节点连接，另一端接地；

电阻R40，一端与第三MOS管Q3的栅极连接，另一端与所述电源管理芯片的BATDRV引脚电连接。

本实施例中，所述电源管理芯片的两个PGDN引脚共地。

可选的，所述电源管理模块300还可以包括隔离DC/DC电路。隔离DC/DC电路的输入端与所述至少两个交直流电源输入模块100和所述电池组200电连接，隔离DC/DC电路的输出端与所述电源管理电路的输入端电连接。

具体的，参见图3，一个实施例中，隔离DC/DC电路可以包括：

第二输入端A，与所述至少两个交直流电源输入模块100和所述电池组200电连接；

第二输出端VGG IN，与所述电源管理电路的输入端电连接；

电压隔离芯片；

并联的第一电C22和第二电容C23，两端分别与所述电压隔离芯片的输入引脚和输入引脚电连接；其中，第一电容的正极与所述电压隔离芯片的输入引脚电连接，第一电容的负极与所述电压隔离芯片的接地引脚电连接；

第二电感L3，一端与所述第一电容C22的正极连接，另一端与所述电压隔离芯片的输入引脚电连接；

第三电容C26，两端分别与所述电压隔离芯片的OV引脚和+VOUT引脚电连接；所述电压隔离芯片的OV引脚接地。

本实施例中，电压隔离芯片的型号为URB2405YMD-10WR3。

可选的，所述电源管理模块300还可以包括电压转换电路。电压转换电路的输入端与所述电源管理电路的输出端电连接，输出端与所述外连接口400电连接；所述电源管理电路的输出端通过所述电压转换模块与所述外连接口400电连接。

参见图4，一个实施例中，所述电压转换电路可以包括：

第三输入端VBAT，与所述电源管理电路的输出端连接；

第三输出端V-out，与所述外连接口400电连接；

第二外围输入电路，与所述第三输入端VBAT连接，通过所述第三输入端VBAT与所述电源管理电路的输出端连接；

第二外围输出电路，与所述第三输出端V-out连接，通过所述第三输出端V-out与所述外连接口400电连接；

电压转换芯片，输入端与所述第二外围输入电路连接，输出端与所述第二外围输出电路连接。

本实施例中，所述电压转换芯片的型号为TPS54231DR；

参见图4，所述第二外围输入电路具体可以包括：

第四电容C36，正极与所述第三输入端VBAT连接，负极接地；且所述第四电容的正极还与所述电压转换芯片的VIN引脚连接；

第五电容C35，与所述第四电容C36并联；

串联的第三电阻R55和第四电阻R51；第三电阻R55的第一端与所述电压转换芯片的VIN引脚连接，第三电阻R55的第二端分别与第四电阻的一端和所述电压转换芯片的EN引脚连接；第四电阻R51的另一端接地。

参见图4，所述第二外围输出电路具体可以包括：

第二二极D6，正极与所述电压转换芯片的GND引脚连接；

第三电感L5，一端与所述第二二极管D6的负极连接，另一端与所述第三输出端V-out电连接；

第六电容C34，一端与所述电压转换芯片的GND引脚连接，另一端与所述第三输出端V-out电连接；

第七电容C40，正极与所述第三输出端V-out电连接，负极与所述电压转换芯片的GND引脚连接；

分压电阻件，第一端与所述第三输出端V-out电连接，第二端接地，第三端与所述电压转换芯片的VSENSE端口连接。

其中，分压电阻件可以包括串联的电阻R53、电阻R57和电阻R54。电阻R53一端与所述第三输出端V-out电连接，另一端与电阻R57的一端连接；电阻R57的另一端与所述电压转换芯片的VSENSE端口连接，还与电阻R54的一端连接；电阻R54的另一端接地。

另外，所述第二外围输出电路还可以包括：

电容C28，第一端与所述电压转换芯片的CONP电连接；

串联的电阻R49和电阻R50，电阻R49的一端与电容C28的第二端连接，另一端与电阻R50的一端连接；电阻R50的另一端接地；

电容C30，一端与所述电压转换芯片的CONP电连接，另一端接地。

本实施例中，可以根据实际需要设置所述电压转换电路中各个电子器件的参数，以实现对输入所述电压转换电路的电压的转换。另外，所述电压转换电路的个数可以为两个以上，分别输出不同的电压给对应的外连接口。例如，第一电压转换电路将输入电压转化为5V的输出电压，第二电压转换电路将输入电压转化为3.3V的输出电压，则第一电压转换电路将5V的输出电压通过电子主板接口为电子主板供电以及为RS485接口供电，第二电压转换电路将3.3V的输出电压为网络接口、RS232接口和干接点输入输出接口供电。其中，通过模拟开关集成块SN74LV4053AD控制实现RS485接口和RS232接口输入信号的切换，实现串口通信方式可配置。

本实施例中，电池组200可以为由多个锂电池组成的电池组。电子主板接口500可以用于连接ARM(Advanced RISC Machines)核心板。

上述数据采集终端，具有至少两个交直流电源输入模块100，且外连接口400包括DC输出接口401，以及网络接口402、RS232/RS485接口403和干接点输入输出接口404中的至少一个接口，因此能够解决现有技术中数据采集主机输入单一不能满足模块化数据中心的对于监控主机的设计要求的问题，提高供电可靠性，且在外部智能设备数量多、通讯串口RS232/RS485多变的情况下，能够提供相应的通信接口。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。