专利名称：一种多通道数据采集控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子仪器制造领域，具体是数据采集过程中的多通道数据采集控 制装置。
背景技术：
目前越来越多的领域都需要数据采集，特别是多路数据的采集，例如在温室自动 控制系统中需要采集土壤水分含量、温室温度、二氧化碳浓度等参数。在现有的技术中， 对这些数据采集的控制通常的架构设计为在每一通道桥式、单端传感器后使用一路由单片 或两片高线性、高精度、低漂移的高端运算放大器作信号放大，其后再使用一个多路复用 器加单通道模数转换器(ADC)或直接选用多路输入的ADC，时序控制用另一个中央处理器 (MCU\DSP)。此种硬件架构中，每通道都使用单独的控制电路，这使电路的布局走线(特别是 底线的安排)有相当的复杂性，每通道的一致性无法达成，而且成本很高。
实用新型内容本实用新型的目的就是为克服现有技术存在的不足，提供一种简单可靠、成本低 的多通道数据采集控制装置。为实现上述目的本实用新型采用的技术方案是一种多通道数据采集控制装置， 包括，中央数据处理器、开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、拨码开关模 块、通讯端口模块、直流采样模块和电源模块；所述中央数据处理器输入端与开关量输入模 块和模拟量输入模块连接；所述中央数据处理器输出端与开关量输出模块和拨码开关模块 连接；所述中央数据处理器与通讯端口模块连接；所述中央数据处理器与直流采样模块连 接；所述中央数据处理器与电源模块连接。所述模拟量输入模块与监测传感器连接。所述中央数据处理器通过通讯端口模块与无线通讯模块连接。所述直流采样模块包括直流电压采样单元和直流电流采样单元；所述的直流电压 采样单元的输入信号为0-5V，精度为0. 2%FS士 1字；所述的直流电流采样单元的输入信号 范围为0-20mA或4-20mA，SOE分辨率为1ms。所述开关量输入模块为脉冲量输入；所述脉冲量输入的额定输入为12-48V，最高 计数频率为1000HZ，最小脉冲宽度为0. 2ms0所述通讯端口模块包括RS485通信接口和RS485或232通信口 ；所述通过RS485 或232通信口与PC机通讯连接本实用新型的有益效果是1、本实用新型直接可对多路数据采集进行控制，减少了多路数据采集控制所需器 件减少了 PCB板面积，降低成本。2、本实用新型多个数据采集控制通道处在一块PCB板上，采用相同的标准，提高 了通道的一致性。[0013]3、支持MODBUS规约或其他规约，扩展更加容易。4、适用性、通用性强，可以在任何需要多种、多路数据采集系统中应用。
图1为本实用新型整体结构示意图；图2为本实用新型的实施例中结构示意图；图3为本实用新型直流电源模块电路图；图4为本实用新型开关量输入模块电路图；图5为本实用新型开关量输出模块电路图；图6为本实用新型地址及通信模块电路图；图7为本实用新型中央数据处理器电路图；图8为本实用新型电源电路图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步的详细介绍。如图1-8所 示；一种多通道数据采集控制装置，包括，中央数据处理器、开关量输入模块、开关量输出模 块、模拟量输入模块、拨码开关模块、通讯端口模块、直流采样模块和电源模块；所述中央数 据处理器输入端与开关量输入模块和模拟量输入模块连接；所述中央数据处理器输出端与 开关量输出模块和拨码开关模块连接；所述中央数据处理器与通讯端口模块连接；所述中 央数据处理器与直流采样模块连接；所述中央数据处理器与电源模块连接。所述模拟量输入模块与监测传感器连接。所述监测传感器包括雨量传感器、空气 温湿度复合传感器、风速传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器、光照传感器；所述中央 数据处理器通过通讯端口模块与无线通讯模块连接。所述直流采样模块包括直流电压采样单元和直流电流采样单元；所述的直流电压 采样单元的输入信号为0-5V，精度为0. 2%FS士 1字；所述的直流电流采样单元的输入信号 范围为0-20mA或4-20mA，SOE分辨率为1ms。所述开关量输入模块为脉冲量输入；所述脉 冲量输入的额定输入为12-48V，最高计数频率为1000HZ，最小脉冲宽度为0. 2ms0所述通讯端口模块包括RS485通信接口和RS485或232通信口 ；所述通过RS485 或232通信口与PC机通讯连接。所述的拨码开关具备16种标示，并可利用软地址进行标 识，数量多达256种。如图1，为本实用新型基于MODBUS协议通用数据采集控制模块的一实施例。该实施例中，雨量传感器、空气温湿度复合传感器、风速传感器、土壤水分传感器、 土壤温度传感器、光照传感器被接入本实用新型的开关量输入接口或直流采样接口，无线 传输模块通过通讯模块与本数据采集控制装置相连并与农田气象信息数据采集系统相连 构成了农用气象站，从而实现对某个区域内气象信息的实时观测。如图4，该实施例中，直流采样模块包含2个并联500 Ω电阻、一个IOOkQ的电阻、 1个806200 Ω的电阻、一个100000PF的电容、1个跨接套开关。如图5，本实用新型实施例一中开关量输入模块电路包含1个二极管、2个3k Ω电 阻、1个IOkQ电阻、一个1000PF的电容，1个光电耦合器。[0031]所述基于MODBUS规约通用数据采集控制模块，可与三维力控、世纪星、组态王、易 控等组态软件相连，可更容易的满足客户需求。该实施例基于MODBUS规约通用数据采集控制模块，与土壤水分传感器、空气温度 传感器、二氧化碳浓度传感器、无线传输模块、三维力控软件相连，构成了一个简易的温室 监控系统。所述系统中，土壤水分传感器、空气温度传感器、二氧化碳浓度传感器接入本控制 装置的直流采样模块；水泵、水暖装置、二氧化碳生成器接入本控制增长的开关量输出模 块，通过配置三维力控软件里的数据库组态、IO设备组态的参数，将本控制装置与三维力控 软件连接起来，并通过无线传输模块实现数据采集信息的传输和开关量的控制。在三维力 控软件中通过配置IO设备组态参数、数据库组态参数，将监测传感器采集到的实时数据显 示到温室监控系统的界面上，并根据作物需求的生长环境设置报警参数，通过开关量的打 开和关闭来调节温室内作物生长的环境，实现了对温室内土壤水分、温度、二氧化碳浓度的 实时监控。如图2，本实用新型与三维力控软件相连的配置IO设备配置情况基于标准的 MODBUS 协议。如图3，本实用新型实施例二温室实时监控系统的运行截面图。如图6，本实用新型实施例二中开关量输出接口包含1个电容、1个继电器。以上所述仅是本实用新型的两个实施方式，应当指出，对于本技术领域的或普通 的技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改 进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种多通道数据采集控制装置，其特征是包括，中央数据处理器、开关量输入模 块、开关量输出模块、模拟量输入模块、拨码开关模块、通讯端口模块、直流采样模块和电源 模块；所述中央数据处理器输入端与开关量输入模块和模拟量输入模块连接；所述中央数据处理器输出端与开关量输出模块和拨码开关模块连接；所述中央数据处理器与通讯端口模块连接；所述中央数据处理器与直流采样模块连接；所述中央数据处理器与电源模块连接。
2.根据权利要求1所述的多通道数据采集控制装置，其特征在于所述模拟量输入模 块与监测传感器连接。
3.根据权利要求1所述的多通道数据采集控制装置，其特征在于所述中央数据处理 器通过通讯端口模块与无线通讯模块连接。
4.根据权利要求1所述的多通道数据采集控制装置，其特征在于所述直流采样模块 包括直流电压采样单元和直流电流采样单元；所述的直流电压采样单元的输入信号为0-5V，精度为0. 2%FS士 1字；所述的直流电流采样单元的输入信号范围为0-20mA或4-20mA，SOE分辨率为1ms。
5.根据权利要求1所述的多通道数据采集控制装置，其特征在于所述开关量输入模 块为脉冲量输入；所述脉冲量输入的额定输入为12-48V，最高计数频率为1000HZ，最小脉冲宽度为 0. 2ms ο
6.根据权利要求1所述的多通道数据采集控制装置，其特征在于所述通讯端口模块 包括RS485通信接口和RS485或232通信口 ；所述通过RS485或232通信口与PC机通讯连接。
专利摘要本实用新型公开了一种多通道数据采集控制装置，包括，中央数据处理器、开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、拨码开关模块、通讯端口模块、直流采样模块和电源模块；所述中央数据处理器输入端与开关量输入模块和模拟量输入模块连接；所述中央数据处理器输出端与开关量输出模块和拨码开关模块连接；所述中央数据处理器与通讯端口模块连接；所述中央数据处理器与直流采样模块连接；所述中央数据处理器与电源模块连接。本实用新型具备多个数据采集控制通道，减少所需要器件，降低了成本；数据采集控制通道的一致性增加；支持MODBUS协议规约，扩展更加容易；适用性、通用性强，可以适合任何需要多种、多路数据采集系统使用。
文档编号G05B19/04GK201886315SQ20102068915
公开日2011年6月29日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者刘作新, 孙文强, 尹光华, 张法升, 王振营, 袁枫 申请人:中国科学院沈阳应用生态研究所, 沈阳巍图农业科技有限公司