本实用新型涉及采集设备技术领域,具体涉及一种数据采集器。
背景技术:
近年来,数据采集器在各行各业中有着重要应用,例如冶金、石油、化工、医学、军事、农业等需要对设备、环境进行监控的行业,其输出的模拟信号或数字信号需要进行采集、处理、存储、向上位机或服务器传送,再由上位机进行数据分析和处理、生成波形、报表,或者设定阈值再去控制其他设备等,这些工作都需要数据采集器来协调完成。
但是现有的数据采集器均存在功能单一、采集通道数少、采集速率低、操作复杂等弊端,人们急需一种应用范围广、功能强大、操作简单易学、高性价比的数据采集系统。基于嵌入式的数据采集系统可实现功能强大、处理速度快,性价比高等优点。可广泛用于工业控制、电信机房、仓储、医院等需要监控的场所。
技术实现要素:
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种数据采集器,具有较高的采集精度和通讯速率。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种数据采集器,包括数据采集模块、单片机、主控制单元、接口模块和电源管理模块;所述数据采集模块、单片机、主控制单元和接口模块依次连接,所述主控制单元与电源管理模块连接。
本实用新型的有益效果是:通过采用单片机和主控制单元的处理器协同工作,完成数据的采集、处理、传输,能够提高数据处理速度和通讯速率,且数据采集精度高,设备性能稳定。
在上述技术方案的基础上,本实用新型还可以做如下改进:
进一步,所述数据采集模块包括多个数据采集接口,每个数据采集接口与插接件形式的模拟量数据采集板、开关量数据采集板、继电器采集控制板中的一个连接。
采用上述进一步方案的有益效果是:采用多种数据采集板或控制板,能够满足不同的用户需求,并且各个采集板或控制板与数据采集接口为插接式连接,能够针对不同的用户需求更改数据采集板或数据控制板的类型和数量,满足用户定制,该数据采集模块最多能够达到48路模拟量采集或48路开关量采集或24路继电器输出;并且在实际生产中,不会因遇到一些易坏、不易拆卸的元器件而废弃整个电路板,只需将损坏的模块替换掉即可,从而有效地节约了生产成本。
进一步,所述数据采集接口为6个。
进一步,所述主控制单元包括处理器、以太网芯片、FLASH芯片和闪存芯片,所述以太网芯片、FLASH芯片和闪存芯片均与所述处理器连接。
进一步,所述接口模块包括以太网接口、RS485接口、RS232接口和USB接口中的一种或多种。
采用上述进一步方案的有益效果是:通过以太网接口和USB接口能够实现有线和无线通讯,以及通过RS485接口和RS232接口实现串行通讯。
进一步,还包括显示单元,所述显示单元与所述主控制单元连接。
采用上述进一步方案的有益效果是:采用显示单元能够直观显示采集通道值和当前控制状态,实现在现场实时观测数据,对监控环境参量一目了然。
进一步,所述单片机为LM3S800。
进一步,所述处理器为S3C2416ARM或Cortex内核的AM3352。
附图说明
图1为本实用新型一种数据采集器的结构示意图。
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1、数据采集模块,2、单片机,3、主控制单元,31、处理器,32、以太网芯片,33、FLASH芯片,34、SDRAM芯片,4、接口模块,41、以太网接口,42、RS485接口,43、RS232接口,44、USB接口,5、电源管理模块,6、显示单元。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本实用新型,并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示,一种数据采集器,包括数据采集模块1、单片机2、主控制单元3、接口模块4和电源管理模块5;所述数据采集模块1、单片机2、主控制单元3和接口模块4依次连接,所述主控制单元3与电源管理模块5连接。
所述数据采集模块1包括多个数据采集接口,每个数据采集接口与插接件形式的模拟量数据采集板、开关量采集板和继电器采集控制板中的一个连接。
数据采集接口为6个。数据采集接口上可插接6个模拟量数据采集板或6个开关量数据采集板或6个继电器采集控制板,或者模拟量数据采集板、开关量采集板和继电器采集控制板的组合。
模拟量数据采集器11采用16位AD芯片。
主控制单元3包括处理器31、以太网芯片32、FLASH芯片33和SDRAM芯片34,所述以太网芯片32、FLASH芯片33和SDRAM芯片34均与所述处理器31连接。其中,以太网芯片32为网卡芯片,提供以太网连接控制功能;FLASH芯片33为存储芯片,提供数据存储功能,SDRAM芯片为处理器31提供程序运行内存。
接口模块4包括以太网接口41、RS485接口42、RS232接口43和USB接口44中的一种或多种。其中,以太网接口41提供以太网连接通讯功能;USB接口44可以插入3G/4G上网卡或wifi上网卡进行无线连接通讯功能;RS485接口和RS232接口提供有线串行通讯功能。
单片机2为LM3S800。
处理器31为S3C2416ARM或Cortex内核的AM3352。
本实用新型的工作原理是:将模拟量数据采集板、开关量数据采集板和/或继电器采集控制板插接在数据采集接口中,单片机2负责采集模拟量数据、开关量数据和继电器状态,并通过串口与主控制单元3的处理器31通讯。主控制单元3的处理器31一方面与单片机2通过自定义的协议指令进行通讯,将获取的数据缓存到SDRAM芯片34的存储空间;另一方面通过接口模块4与上位机在物理层通讯链路,具体可以通过以太网、3G/4G无线网络、WIFI网络、RS485或RS232建立通讯,对来自上位机的数据请求和控制请求做出应答。单片机2与主控制单元3的处理器31协调合作,将耗时的数据采集与并发的通讯分开,单片机2负责采集数据,处理器31负责处理与上位机的数据通讯,既保证了数据的采集精度,又加快了系统对上位机请求的响应速度,提高了通讯速率,能够获得良好的用户体验。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。