专利名称：一种多用途数据采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种多用途数据采集分析装置，属于数据采集分析技术领域。
背景技术：
目前，用于各领域参数监测和采集的仪器大多对外接口单一，停电后无法持续工 作，无人机交互界面，仪器占地面积大，监控数据传输不便且功耗大。本实用新型针对这诸 多缺点提出了一个完整的解决方案。
发明内容本实用新型针对现有的参数监测和采集的仪器所存在的上述缺陷，提供一种多用 途数据采集装置，其通过连接不同的外部设备形成一个智能化多参数采集分析装置，从而 达到测量参数多、配置灵活，智能化自动管理、耗能低的目的。具体来说，本实用新型所述的多用途数据采集装置，其特征在于所述的采集装置 包括以下部分1)连接市电并给所述采集装置供电的电源单元；2)连接电源单元、运行管理中心和接口单元，用于数据的采集、处理及对其它各单 元的控制的中央控制单元；3)与所述的中央控制单元连接并用于数据交换及远程控制的运行管理中心；4)与所述的中央控制单元连接，用于接收各类外部设备采集来的参数并将所述的 参数输入中央控制单元的接口单元。所述的多用途数据采集装置，其特征在于所述的采集装置还包括与所述的电源 单元电连接的在电源单元接电时储存电能，在电源单元断电时提供所述的采集装置工作电 源的储能单元。所述的多用途数据采集装置，其特征在于所述的中央控制单元包括主控单元、 分别连接到所述主控单元的存储单元、人机界面单元和传输单元。所述的多用途数据采集装置，其特征在于所述的接口单元包括RS232传输单元、 RS485传输单元、数字量输入输出单元、模拟量输入输出单元、干节点输入输出单元和USB 接口。所述的多用途数据采集装置，其特征在于所述的电源单元包括1)滤波器，其输入端连接到市电，用于对输入电流进行滤波；2)整流器，其输入端连接所述滤波器的输出端，其输出端连接所述的中央控制单 元及储能单元，所述的整流器的输入端还连接储能单元的输出端，用于将交流的输入电压 转换成直流的输出电压，并将输入电压变压为所述的多用途数据采集装置的运行电压；3)告警模块，其输出端连接所述的中央控制单元及储能单元，用于当电源单元或 者储能单元未能正常工作时，向所述的中央控制单元发出告警信号。所述的多用途数据采集装置，其特征在于所述的人机界面单元包括高分辨率的液晶显示器和电阻式触摸屏，1)所述的液晶显示器用于显示外部设备采集的参数和经过数据处理后产生的统 计报表以及仪器各单元的运行状态和告警信息；所述的液晶显示器包括高分辨率的LED背 光TFT液晶显示器；2)所述的触摸屏用以显示页面的切换和仪器配置信息的输入，现场采集实时数据 和历史记录数据。所述的多用途数据采集装置，其特征在于所述的传输单元包括无线传输单元和 有线传输单元。所述的传输单元用以实现与运行管理中心的通讯，实现多通讯制式的信号 传输。所述的多用途数据采集装置，其特征在于所述的主控单元为嵌入式高速CPU。所述的多用途数据采集装置，其特征在于所述的存储单元具有数个常用存储介 质接口(例如USB接口、SD卡接口)，用于进行参数及其他数据的导出和导入。本实用新型所述的多用途数据采集装置的优点在于1、能够实现多参数实时测量、灵活配置及智能化自动管理；2、提供的接口齐全，其中包括RS232、RS485、数字量输入输出、模拟量输入输出、干 节点输入输出、USB 口、SD卡接口等；3、可作为一台家庭网关，使用USB无线网卡便能轻松上网，同时还能实现在线下 载，并将下载的数据储存至SD卡内；4、支持多种通讯模式，包括有线传输和无线传输；其中，无线传输不仅支持GSM、 GPRS，还支持3G及4G通信模式；5、本实用新型所提供的多用途数据采集装置所具有的储能装置为锂电池，可以使 其在无外接电源的情况下正常工作8小时，方便对任意地点的数据进行采集；该储能装置 带有过充过放保护电路，延长了锂电池的寿命；6、带一块7寸的LED背光TFT液晶触摸屏，人机界面交互更直观便捷。7、低能耗，正常工作时功耗不超过IOW ；8、自带实时时钟功能，方便追溯历史数据；9、支持一组数据同时上传给最多10个数据中心，方便各个监测点同时监测。10、数字化传输方式与通讯技术达到传输抗扰性强、参数测量齐全、灵活配置及智 能化自动管理的目的；11、另外，本实用新型环境适应性强，其工作温度范围在-10 55°C之间，防护等 级达到IP55。
图1为本实用新型所述的多用途数据采集装置的各单元结构框图；图2为本实用新型所述的多用途数据采集装置中的电源单元的结构框图；图3为本实用新型所述的多用途数据采集装置中的中央控制单元的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本实用新型所述的多用途数据采集装置进行详细的描述和
4说明，目的是为了公众更好的理解本实用新型的技术内容，而不是对本实用新型所述技术 内容的限制。事实上，在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和 替代都将是显而易见的。因此，对本实用新型所述的多用途数据采集装置的各种元件的增 减、替换和改进都在本实用新型申请所要求保护的技术方案之内。如图1所示，本实用新型所提供的多用途数据采集装置包括电源单元、中央控制 单元、运行管理中心和接口单元；电源单元连接市电并给所述采集装置供电；中央控制单 元连接电源单元、运行管理中心和接口单元，用于数据的采集、处理及对其它各单元的控 制；运行管理中心与所述的中央控制单元连接，并用于数据交换及远程控制的，中央控制单 元包括传输单元，与运行管理中心相连，用以实现与运行管理中心的通讯，实现多通讯制式 的信号传输；接口单元与所述的中央控制单元连接并由中央控制单元控制，用于接收各类 外部设备采集来的参数并将所述的参数输入中央控制单元；作为本实用新型所述的技术方 案的优选的实施方式，本实用新型所提供的多用途数据采集装置还包括与电源单元连接的 储能单元，电源单元向储能单元充电，并在外部电源断电时由储能单元向中央控制单元供 电，实现装置不间断工作。所述的电源单元的结构如图2所示，其包括滤波器，滤波器的输入端连接外部电 源，输出端连接整流器的输入端，整流器的输出端连接中央控制单元及储能单元，所述的储 能单元的输出端连接到整流器。整流器将交流220V的外部电源转换为12V的直流电源。电 源单元还具有自动保护功能与电源管理功能，电源管理功能控制对储能单元的充放电。所述的储能单元连接至电源单元的整流器，当电源单元连接外部电源时，其在向 设备提供工作电源的同时也向储能单元充电；当电源单元断开外部电源时，则由储能单元 向整个设备提供工作电源，以保证多用途数据采集装置在不连接外部电源时也可在较长一 段时间内正常工作。所述的中央控制单元的结构框图如图3所示，其包括主控单元和分别连接到主控 单元的存储单元、人机界面单元、数据采集单元与传输单元；所述的主控单元分别连接上 述的电源单元、储能单元；其中，主控单元采用嵌入式高速CPU，处理能力达到220MIPS，其 功能为数据处理，同时控制仪器各单元的运行；存储单元具有常用的存储介质接口，包括 SD卡和USB接口，方便进行各种参数和数据的导出和导入；人机界面单元包括高分辨率的 LED背光TFT液晶屏和电阻式触摸屏，液晶显示屏用于显示外部设备采集的各种实时参数 和经过数据处理后产生的统计报表以及仪器各单元的运行状态和告警等信息，触摸屏用以 实现显示页面的切换和仪器配置信息的输入等操作，可现场采集实时数据和查询历史记录 数据；传输单元包括无线传输单元和有线传输单元，实现多通讯制式的信号传输，其中无线 传输单元支持所有的移动通讯方式，包括第二代移动通讯(如GSM/GPRS/EDGE，CDMA IS95 等)、第三代移动通讯(如⑶MA2000-3X，W⑶MA，TD-SCDMA等)、第四代移动通讯(如WIMAX、 LTE等)，有线传输单元支持10/100MbpS自适应的网口和ADSL两种传输方式，传输单元的 主要功能是实现中央控制单元的主控单元与运行管理中心的通讯方式。本实用新型所提供的多用途数据采集装置的接口单元包括干节点输入输出单元、 数字量输入输出单元、模拟量输入输出单元和设备级联单元。干节点输入输出单元支持多 路干节点输入输出电路，干节点输入单元用以接收外部设备的告警信息或者操作指令，干 节点输出单元用以控制外部设备的开关。数字量输入输出单元能够实现多路数字量的输入和输出，其精度高，线性度强。模拟量输入输出单元能够实现多路4-20mA模拟量的输入和 输出，其精度高，测量准确，方便扩展。设备级联单元支持多个设备之间的级联，级联的方式 可以选择CAN总线、以太网、RS232和RS485等。应用本实用新型所述的多用途数据采集装置时，可以通过运行管理中心或中央控 制单元的人机界面单元控制所需的设备工作，并将获得的信号传送到中央控制单元的主控 单元，并将结果传送到运行管理中心或人机界面单元。本实用新型的优点在于本实用新型所提供的多用途数据采集装置采用ARM9高 速处理器，数字化传输方式与通讯技术达到传输抗扰性强、参数测量齐全、灵活配置及智能 化自动管理的目的；并且，本实用新型所提供的多用途数据采集装置所具有的储能装置，可 以使其在无外接电源的情况下正常工作8小时，除应对停电等突发状况外还可用于野外数 据采集。另外，本实用新型环境适应性强，其工作温度范围在-10 55°C之间，防护等级达 到IP55，操作简单方便，具有广阔的应用前景。
权利要求1.一种多用途数据采集装置，其特征在于所述的采集装置包括以下部分1)连接市电并给所述采集装置供电的电源单元；2)连接电源单元、运行管理中心和接口单元，用于数据的采集、处理及对其它各单元的 控制的中央控制单元；3)与所述的中央控制单元连接并用于数据交换及远程控制的运行管理中心；4)与所述的中央控制单元连接，用于接收各类外部设备采集来的参数并将所述的参数 输入中央控制单元的接口单元。
2.根据权利要求1所述的多用途数据采集装置，其特征在于所述的采集装置还包括 与所述的电源单元电连接的在电源单元接电时储存电能，在电源单元断电时提供所述的采 集装置工作电源的储能单元。
3.根据权利要求1或2所述的多用途数据采集装置，其特征在于所述的中央控制单 元包括主控单元、分别连接到所述主控单元的存储单元、人机界面单元和传输单元。
4.根据权利要求1或2所述的多用途数据采集装置，其特征在于所述的接口单元包 括RS232传输单元、RS485传输单元、数字量输入输出单元、模拟量输入输出单元、干节点输 入输出单元和USB接口。
5.根据权利要求1或2所述的多用途数据采集装置，其特征在于所述的电源单元包括1)滤波器，其输入端连接到市电，用于对输入电流进行滤波；2)整流器，其输入端连接所述滤波器的输出端，其输出端连接所述的中央控制单元及 储能单元，所述的整流器的输入端还连接储能单元的输出端，用于将交流的输入电压转换 成直流的输出电压，并将输入电压变压为所述的多用途数据采集装置的运行电压；3)告警模块，其输出端连接所述的中央控制单元及储能单元，用于当电源单元或者储 能单元未能正常工作时，向所述的中央控制单元发出告警信号。
6.根据权利要求3所述的多用途数据采集装置，其特征在于所述的人机界面单元包 括高分辨率的液晶显示器和电阻式触摸屏，1)所述的液晶显示器用于显示外部设备采集的参数和经过数据处理后产生的统计报 表以及仪器各单元的运行状态和告警信息；2)所述的触摸屏用以显示页面的切换和仪器配置信息的输入，现场采集实时数据和历 史记录数据。
7.根据权利要求3所述的多用途数据采集装置，其特征在于所述的传输单元包括无 线传输单元和有线传输单元。
8.根据权利要求3所述的多用途数据采集装置，其特征在于所述的主控单元为嵌入 式高速CPU。
专利摘要本实用新型提供一种多用途数据采集装置，包括电源单元、中央控制单元、运行管理中心和接口单元，电源单元给所述采集装置供电，中央控制单元用于数据的采集、处理及对其它各单元的控制，运行管理中心与所述的中央控制单元连接并用于数据交换及远程控制，接口单元与，中央控制单元连接，用于接收各类外部设备采集来的参数并将所述的参数输入中央控制单元。本实用新型所述的多用途数据采集装置，通过连接不同的外部设备形成一个智能化多参数采集分析装置，从而达到测量参数多、配置灵活，智能化自动管理、耗能低的目的。
文档编号G05B19/418GK201876711SQ20102052328
公开日2011年6月22日 申请日期2010年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者陈海刚 申请人:周口市凯旺电子科技有限公司