基于网络通信的实时数据采集系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了基于网络通信的实时数据采集系统，主要由依次相连的信号采样模块、控制模块以及网络模块组成，信号采样模块为采集工业设备数据信息的信号采集单元，网络模块则为与远程计算机相连的通信单元，在信号采样模块、控制模块以及网络模块上均设有电源电路。本实用新型利用以太网协议芯片搭建网络模块，实现了工业设备采样数据的实时传输，若接入以太网，则可实现系统的远程控制，具有传输速度快、传输距离远以及传输稳定性和准确性高等特点，由网络模块实现的数据传输还较采用电缆实现的传输方式而言，更有效的降低的制作成本。
【专利说明】 基于网络通信的实时数据采集系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及数据采集领域，具体的说，是基于网络通信的实时数据采集系统。【背景技术】
[0002]在各种工业现场中，由于长时间运行的设备容易出现故障，而为了监控这些设备，维持生产的顺利进行，我们通常需要对这些设备的相关信号进行采集并处理，以此判断当前运行设备的状况，进而采取相应措施。在上述过程中，数据采集作为信号处理的前提，其采样所得的数据对工业现场的实时控制十分重要。但在实际应用时，由于工业装置组成的结构较为复杂、需要测试的参数多、测试点分布广等特性，传统的有线采集方式却存在以下缺陷:传输电缆布置困难，需要的电缆量很大，不仅降低了系统的可靠性，增加了调试难度，同时，也提高了成本；在恶劣环境下，使用电缆传输信号时还会受到很大的干扰，需增加额外的抗干扰措施，结构复杂，因此，本实用新型应运而生。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供基于网络通信的实时数据采集系统，采用控制模块以及网络模块的搭建，不仅可实现工业设备信号的准确采样并向远程上位机实时传输数据，还可方便的实现系统的远程控制，具有稳定性高、准确性高以及成本低廉等诸多优点。
[0004]本实用新型通过下述技术方案实现:基于网络通信的实时数据采集系统，主要由依次相连的信号采样模块、控制模块以及网络模块组成，信号采样模块为采集工业设备数据信息的信号采集单元，网络模块则为与远程计算机相连的通信单元，在信号采样模块、控制模块以及网络模块上均设有电源电路，在实际运行过程中，信号采样模块可将现场采集到的工业设备数据信息传送至控制模块，再由控制模块通过网络模块传送至远程计算机中，完成数据的监控、处理以及控制等操作，可实现传输速度快、传输距离远以及传输稳定性和准确性高等特点，由网络模块实现的网络传输还较采用电缆实现的传输方式而言，更有效的降低了制作成本。
[0005]在本实用新型中，所述的控制模块为连接有缓冲控制模块的现场可编程门阵列器件，在缓冲控制模块上还连接有触发信号采集发生的感应器件，如:红外感应器等。
[0006]为更好的实现上述结构，本实用新型所述的信号采样模块包括传感器以及与传感器相连的A/D转换器，传感器作用于工业设备上，而A/D转换器则连接在现场可编程门阵列器件上，在实际使用时，A/D转换器可将传感器采集所得的模拟信号转换成数字信号，并传送至现场可编程门阵列器件上。
[0007]本实用新型硬件结构简单，所述网络模块为与现场可编程门阵列器件相连的以太网协议芯片，所述的远程计算机则与由以太网协议芯片搭建而成的以太网络相连接，在实际安装过程中，可将远程计算机直接连接在以太网络终端设备上，即:以太网集线器的RJ-45接头。
[0008]为更好的实现本实用新型，所述的现场可编程门阵列器件为XC3S400，主要完成A/D转换器时序生成、以太网协议芯片接口模块初始化和读写时序及与远程计算机的实时数据通信；所述的缓冲控制模块为74HC245，主要供红外感应器等器件的连接。
[0009]在本实用新型中，所述的A/D转换器为AD7357 ;所述的以太网协议芯片为W5300。
[0010]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0011](I)本实用新型设计合理，采用控制模块以及网络模块的搭建，不仅可实现工业设备信号的准确采样并向远程计算机实时传输数据，同时，还可方便的实现系统的远程控制，具有稳定性闻、准确性闻等特点，
[0012](2)本实用新型安装简单、快捷，由网络模块实现的网络传输可替代现有采用电缆进行传输的采集方式，不仅有效的降低了设备的成本，还对提高设备的通用性以及进一步提高系统性能发挥了重要的作用。
[0013](3)本实用新型硬件结构简单，由控制模块和以太网协议芯片实现数据的网络传输在硬件构架上也比较简单，容易实现且成本较低，在实际安装过程中，可将远程计算机直接连接在以太网络终端设备上，即:以太网集线器的RJ-45接头。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的原理框图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0016]实施例:
[0017]如图1所示，本实用新型提出了基于网络通信的实时数据采集系统，该系统采用模块化的设计，主要由信号采样模块、控制模块、网络模块组成，在信号采样模块、控制模块以及网络模块上均设有电源电路，由上述结构可知，本实用新型所述的信号采样模块为采集工业设备数据信息的信号采集单元，网络模块则为与远程计算机相连的通信单元，因此，在实际运行过程中，信号采样模块可将现场采集到的工业设备数据信息传送至控制模块，再由控制模块通过网络模块传送至远程计算机中，从而完成数据的监控、处理以及控制等操作，设计十分合理，由网络模块实现的数据传输不仅可替代现有采用电缆进行传输的采集方式，达到降低设备的成本的目的，还对提高设备的通用性以及系统性能发挥了重要的作用。
[0018]如图1所示，本实用新型的各功能模块具体可概括如下:
[0019]信号采样模块:包括依次相连的传感器以及A/D转换器，而电源电路则连接在传感器以及A/D转换器上，在上述结构中，传感器为作用于工业设备上的信号采集器件，可对工业设备上的相关数据参数进行采集，如:压力、温度、流量等；A/D转换器则连接在现场可编程门阵列器件上，可采用AD7357，在实际使用时，该器件可将传感器采集所得的模拟信号转换成数字信号，并传送至控制模块上。
[0020]控制模块:在本系统中，控制模块可采用与电源电路相连的现场可编程门阵列器件，如:XC3S400，该器件的主要作用为:完成A/D转换器时序生成、网络接口模块初始化和读写时序及与远程计算机的实时数据通信等，同时，该器件还具有丰富的I/O管脚，可以完全满足系统需要，且价格便宜。如图1所示，在XC3S400的管脚上还连接有缓冲控制模块(如:74HC245)，而在缓冲控制模块上则连接有触发信号采集发生的感应器件，如:红外感应
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[0021]网络模块:采用与电源电路相连的以太网协议芯片，连接在现场可编程门阵列器件上，远程计算机则与由以太网协议芯片搭建而成的以太网络相连接，在实际安装过程中，可将远程计算机直接连接在以太网络终端设备上，即:以太网集线器的RJ-45接头。
[0022]本实用新型利用以太网协议芯片搭建网络模块，实现了工业设备采样数据的实时传输，若接入以太网，则可实现系统的远程控制，具有传输速度快、传输距离远以及传输稳定性和准确性高等特点，由网络模块实现的数据传输还较采用电缆实现的传输方式而言，更有效的降低的制作成本。
[0023]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.基于网络通信的实时数据采集系统，其特征在于:主要由依次相连的信号采样模块、控制模块以及网络模块组成，信号采样模块为采集工业设备数据信息的信号采集单元，网络模块则为与远程计算机相连的通信单元，在信号采样模块、控制模块以及网络模块上均设有电源电路。
2.根据权利要求1所述的基于网络通信的实时数据采集系统，其特征在于:所述的控制模块为连接有缓冲控制模块的现场可编程门阵列器件，在缓冲控制模块上还连接有触发信号采集发生的感应器件。
3.根据权利要求2所述的基于网络通信的实时数据采集系统，其特征在于:所述的信号采样模块包括传感器以及与传感器相连的A/D转换器，传感器作用于工业设备上，而A/D转换器则连接在现场可编程门阵列器件上。
4.根据权利要求3所述的基于网络通信的实时数据采集系统，其特征在于:所述网络模块为与现场可编程门阵列器件相连的以太网协议芯片，所述的远程计算机则与由以太网协议芯片搭建而成的以太网络相连接。
5.根据权利要求4所述的基于网络通信的实时数据采集系统，其特征在于:所述的现场可编程门阵列器件为XC3S400 ;所述的缓冲控制模块为74HC245。
6.根据权利要求5所述的基于网络通信的实时数据采集系统，其特征在于:所述的A/D转换器为AD7357。
7.根据权利要求6所述的基于网络通信的实时数据采集系统，其特征在于:所述的以太网协议芯片为W5300。
【文档编号】G05B19/418GK203675132SQ201320754888
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】张洪远 申请人:成都飞逸计算机服务有限公司