专利名称：数据采集传输控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数据釆集传输控制系统。
技术背景在现今用ARM板来开发数据传输控制系统的，普遍存在系统兼容不 稳定，传输不连续，经常性死机等问题，总得来说稳定性不高。另外在实 用性和可扩展方面，由于一些系统设计于早期，功能跟不上现今要求。实用新型专利02285316.2公开了一种数据自动采集传输装置，包括壳 体，由壳体内的电源、主控制器、控制接口、通讯模块和集成在壳体上的 显示器、外接设备接口组成；外接设备接口包括电源接口、按键、电话接 口、扫描器接口和扬声器；控制接口集成有主控制电路、通讯控制电路、 显示器控制电路、辅助电路和主控制器复位电路；该技术方案的稳定性和 实用性不高。发明内容本实用新型提供了一种数据采集传输控制系统，可实现无人职守自动 工作，支持对下端仪器的反控。一种数据采集传输控制系统，包括机箱、电源、数据采集模块、嵌入 式处理器、显示屏和外接设备接口，所述的数据采集模块包括模拟信号采 集模块和信号转换模块，模拟信号采集模块和信号转换模块的数据引脚对 应串联，其工作电压引脚和接地引脚对应并联后接入电源；信号转换模块 接入嵌入式处理器；嵌入式处理器的电压输入端和"l妄地端接入电源；显示 屏连接嵌入式处理器，显示屏的电压输入端和接地端接入电源。所述的嵌入式处理器包括初始化才莫块，完成对各个端口的初始化设置，读入数据库各参数值， 使程序正常启动运行；数据接收模块，接收信号转换模块传送的485信号数据，将模拟信号 采集模块中八通道的数据分开；
数据处理模块，将各通道的模拟量值，换算成一次仪表的真实值后，写入数据库中；数据显示模块，将数据处理模块处理好的数据进行显示； 数据传输模块，将数据打包成各种格式，传输到指定地点； 数据统计模块，实现报表的输出，报警查询、历史数据查询、年月日的平均值与累积值的计算。所述的嵌入式处理器内置实时时钟。 所述的嵌入式处理器内置看门狗定时器。 所述的嵌入式处理器内置有报警装置。所述的外接设备接口包括数据接口 、模拟接口 、网络接口 、 USB接口 、 通讯接口 。本实用新型具有8个标配通道，最多可扩展至255个通道，可以与带 有IEEE-485接口的数字多用表、仪器设备组成多通道测量与处理系统。 本实用新型具有全智能、低功耗、高稳定性、无人值守、全自动工作、可 远程软件升级等特点。在网络通讯方面，支持CDMA/1X、 GPRS、网络通 讯方式和短链接方式。本实用新型具有标准的电压、电流等模拟量、开关 量接口，支持系统与一次仪表接口，通过与下位系统的协议匹配，可对下 位仪器实施反控，同时对数据量接口可以实现模块(插件式)定制，接口 电气标准支持RS-232、 PS-485、 USB1.1-2.0、以太网等。
图1为本实用新型的系统结构示意图；图2为本实用新型系统模块结构示意图；图3为本实用新型嵌入式处理器的模块结构示意图；图4为本实用新型控制流程图。
具体实施方式
如图1、 2所示， 一种数据采集传输控制系统，包括机箱、电源、数 据采集模块、嵌入式处理器、显示屏和外接设备接口，数据釆集模块包括 模拟信号采集模块和信号转换模块，模拟信号采集模块和信号转换模块的 数据引脚(DATA+， DATA-)对应串联，其工作电压引脚(+Vs)和接地引4
脚(GND)对应并联后接入电源12V的(+, —)端；信号转换模块的串 口接口 (TXD, RXD， GND)接入嵌入式处理器COM2端；嵌入式处理 器的电压输入端(V)和接地端(GND)接入电源5V的(+, —)端；显 示屏的26针LCD接口连接入嵌入式处理器的LCD接口 ，其工作电压(V) 端和接地(GND )端分别接入电源12V的(+，一)端，1-7017模块的(Vin7+、 Vin7—……Vinl+、 Vinl —)八个通道接入一次仪表过来的信号。 如图3所示，嵌入式处理器内设有初始化模块，完成对各个端口的初始化设置，读入数据库各参数值， 使程序正常启动运行；数据接收模块，接收信号转换模块传送的485信号数据，将模拟信号 采集模块中八通道的数据分开；数据处理模块，将各通道的模拟量值，换算成一次仪表的真实值后， 写入数据库中；数据显示模块，将数据处理模块处理好的数据进行显示； 数据传输模块，将数据打包成各种格式，传输到指定地点； 数据统计模块，实现报表的输出，报警查询、历史数据查询、年月曰 的平均值与累积值的计算。嵌入式处理器内置实时时钟。 嵌入式处理器内置看门狗定时器。嵌入式处理器设有报警装置，具有报警功能，每个通道可设置报警上 下限值，并按照设置的报警上下限打开或者关闭报警功能。其中，嵌入式处理器选用型号为ARMSYS2410的开发板，其具体参 数如下CPU:型号为S3C2410A-20处理器，工作频率达203MHz;Flash Memory: 64MB Nand Flash,可选配16MB、 32MB或128MB 的NandFlash,内带电池，当外部AC220V掉电时，内部电池可保证历史 数据不遗失。SDRAM: 2片4Banks x 4Mbits x 16bits SDRAM, PC100/pc133兼容； 4个可编程的绿色贴片LED;时钟晶振12MHz系统外部始终源；32.768KHz的RTC的时钟源； 具有看门狗定时器；8路10位ADC,其中2路可以作为触摸屏接口； SO-DIMM200核心板接口 ，扳子约68mm x 42mm尺寸； 数据接口 2路RS-232、 l路RS-485; 网路接口 10BaseT; USB接口 2路USB接口； 工作电源5VDC数据采集模块包括模拟信号采集模块和信号转换模块，模拟信号采集 模块选用泓格1-7017,信号转换模块选用BS-RTU2015,其具体技术参数 ^口下泓格1-7017:通道8路差动或6路差动+2路单端(跳线选择) 分辨率16位输入类型mV, V,mA(接250Q外电阻)丰lr入范围士150mV、 ± 500mV、 ± IV、 ±5V、 ± IOV、 ± 20mA 采样速率10次/秒(total) 带宽15.7 Hz 精度±0.1% 零点漂移±20pV/°C 满程量漂移土25ppmTC CMR@ 50/60 Hz : 86 dB min NMR@ 50/60 Hz :画dB 输出阻抗20MQ 过电压保护±35V 隔离3000VDC 输入+10~+30VDC 功耗1.3W BS-RTU2015:INPUT/OUTPUT: RS232 RS-422/RS485 速度(bps): 1200，2400，4800，9600，19.2k，38.4k 电源(DC): +10v to +30v (Non-regulated) 温度范围-20 ~ 60 °C 显示屏选用7.8"STN液晶屏，带有26针的接口，与嵌入式处理器上 的26针LCD接口兼容，另配有触摸屏，可方便查看信息、设置参数等 7.8"STN液晶屏的主要技术规格如下 类型STN 尺寸7.8" 颜色256色 分辨率640x3(RGB)x480 背光1支CCFT 显示类型透射式 垂直一见角范围-30~+20度 水平^见角范围-45~+45度 4见角方向6 O'clock 亮度60cd/m2 配套提供液晶数据资料 LCD适配板(包括背光逆变器)电源主要用来给嵌入式处理器、液晶屏、数据采集模块等供电。嵌入 式处理器ARM9的输入电压为5V，液晶屏的工作电压为12V，信号转换 模块2015和模拟信号采集模块7017为宽电压输入10V-30V。综合上面电 压范围，选择型号为D-60A的开关电源，主要技术参数如下十5V和COM端的输出电压为DC5V，输出电流为0.3-6.0A;十V和COM端的输出电压为DC12V,输出电流为0.2-4.0A;L和N为220V电源的输入端。外接设备接口包括数据接口、模拟接口、网络接口、 USB接口、通讯 接口，每个信道互为备用或并行使用，从而实现多信道通讯以及通讯实时 在线。系统通过232/485接口与下位仪器仪表系统连接控制，通过工业数据 采集模块实现信号采集，可通过宽带、拨号网络、GPRS/CDMA无线网络 与上位系统连接，可选择国家、浙江省、杭州市以及自定义多种数据传输 规约，具有高度的适应性和行业拓展性。系统的应用界面釆用标准的Win CE风格，并通过Office自动化技术实现标准报表的输出打印，为用户带 来极大的便利。
系统在工作前，首先搜到模拟信号采集模块，按如下要求设置a) 地址(Address): 1b) 输入范围(Input range ): +/-5Vc) 电阻选用250Q的阻值信号转换模块与ARM开发板上的串口 2 ( COM2引脚)相连，串口 线釆用交叉线，若采集的信号是4 20mA的标准电流输出信号，则在通道 端口接上一个250Q的电阻；若采集的是0~5V的电压信号则不需要短接 电阻了。系统正式运行工作时，数据采集模块采集一次仪表传输过来的信号 (包括0 5V, 4~20mA，开关量等)，并将这些模拟信号转换为485信号 传输给数据转换模块，数据转换模块再把接收的485信号转换为RS232 信号通过串口线传给ARM开发板，ARM开发板对读取的信号进行量程 换算后，进行采集因子的实际值显示，动态曲线画图以及将值写入数据库 等工作，写入数据库是便于日后进行历史数据的查询以及各种报表的生成。在数据传输过程中，将打包好的数据通过网络(包括宽带、 CDMA/GPRS、 Modem等形式)传送到指定地点。如图4所示，AMR开发板上电之后，随着Win一CE系统起来后，AMR 开发板内软件自动加载运行，首先进行初始化，接着判断串口是否有数据， 如果没有进入初始化循环，如果有就从串口中读入数据，然后把读入的数 据交给数据处理模块。数据处理模块将换算好的实际监测值显示出来以及 写入数据库，判断是否有网络连接，若有则把数据传送到上位机，若没有， 则与数据显示和存入数据库，流程结束。
权利要求1.一种数据采集传输控制系统，包括机箱、电源、数据采集模块、嵌入式处理器、显示屏和外接设备接口，其特征在于所述的数据采集模块包括模拟信号采集模块和信号转换模块，模拟信号采集模块和信号转换模块的数据引脚对应串联，其工作电压引脚和接地引脚对应并联后接入电源；信号转换模块接入嵌入式处理器；嵌入式处理器的电压输入端和接地端接入电源；显示屏连接嵌入式处理器，显示屏的电压输入端和接地端接入电源。
2. 如权利要求1所述的数据采集传输控制系统，其特征在于所述 的嵌入式处理器包括初始化模块，完成对各个端口的初始化设置，读入数据库各参数值， 使程序正常启动运行；数据接收模块，接收信号转换模块传送的485信号数据，将模拟信号 采集模块中八通道的数据分开；数据处理模块，将各通道的模拟量值，换算成一次仪表的真实值后， 写入数据库中；数据显示模块，将数据处理模块处理好的数据进行显示； 数据传输模块，将数据打包成各种格式，传输到指定地点； 数据统计模块，实现报表的输出，报警查询、历史数据查询、年月曰 的平均值与累积值的计算。
3. 如权利要求1所述的数据釆集传输控制系统，其特征在于所述 的嵌入式处理器内置实时时钟。
4. 如权利要求1所述的数据采集传输控制系统，其特征在于所述 的嵌入式处理器内置看门狗定时器。
5. 如权利要求1所述的数据采集传输控制系统，其特征在于所述 的嵌入式处理器内置有报警装置。
6. 如权利要求1所述的数据采集传输控制系统，其特征在于所述 的外接设备接口包括数据接口、模拟接口、网络接口、 USB接口、通讯接 o 。
专利摘要本实用新型公开了一种数据采集传输控制系统，包括机箱、电源、数据采集模块、嵌入式处理器、显示屏和外接设备接口，数据采集模块包括模拟信号采集模块和信号转换模块，模拟信号采集模块和信号转换模块的数据引脚对应串联，其工作电压引脚和接地引脚对应并联后接入电源；信号转换模块接入嵌入式处理器；嵌入式处理器的电压输入端和接地端接入电源；显示屏连接嵌入式处理器，显示屏的电压输入端和接地端接入电源。本实用新型具有全智能、低功耗、高稳定性、无人值守、全自动工作、可远程软件升级等特点。
文档编号G05B19/048GK201054091SQ20072010985
公开日2008年4月30日 申请日期2007年5月25日 优先权日2007年5月25日
发明者强 宗, 官宝红, 超 方, 程微滨, 邹有良 申请人:杭州浙大易泰环境科技有限公司;浙江大学