用于工业现场的数据采集显示装置的制作方法

本实用新型具体涉及一种用于工业现场的数据采集显示装置。

背景技术：

随着经济技术的发展，工业现场的数据采集和显示已经成为了工业现场的一项最重要的任务之一。

目前，工业现场的数据采集和显示主要依靠的是工控机，即将需要采集和显示的数据通过工业现场总线的方式上传到工控机上，从而依靠工控机强大而稳定的性能对数据进行处理和显示，从而帮助工作人员及时了解工业现场设备的状态等信息。

但是，为了保证工控机的强大且稳定的性能并且适用于工业现场的恶劣环境，常用的工控机不仅体积巨大，而且重量极重，在工业现场移动时非常不便，而且成本相对较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种体积小、重量轻、移动方便且成本相对较低的用于工业现场的数据采集显示装置。

本实用新型提供的这种用于工业现场的数据采集显示装置，包括电源模块、控制器模块、设备连接模块和显示模块；设备连接模块和显示模块均与控制器模块连接；电源模块用于给所述用于工业现场的数据采集显示装置供电；设备连接模块用于连接工业现场的设备，获取数据并上传控制器模块；控制器模块用于接收上传的数据并将数据通过显示模块进行显示。

所述的用于工业现场的数据采集显示装置还包括按键模块；按键模块与控制器模块连接，用于工作人员对所述用于工业现场的数据采集显示装置进行按键操作和控制。

所述的用于工业现场的数据采集显示装置还包括无线通信模块；无线通信模块与控制器模块连接，用于将所述用于工业现场的数据采集显示装置的数据通过无线通信的方式对外发送，或者接收外部设备对所述用于工业现场的数据采集显示装置发送的数据。

所述的无线通信模块包括4G通信电路和WIFI通信电路；4G通信电路和 WIFI通信电路相互独立；4G通信电路用于与采用4G通信协议的外部设备连接并进行数据通信；WIFI通信电路用于与采用WIFI通信协议的外部设备连接并进行数据通信。

所述的4G通信电路为由型号为EC20的4G通信模块构成电路。

所述的显示模块为工业显示屏或工业触摸屏。

所述的设备连接模块包括USB连接模块、CAN总线模块和以太网模块； USB连接模块、CAN总线模块和以太网模块各自独立；USB连接模块用于以 USB接口的方式获取数据并上传控制器模块；CAN总线模块用于连接工业现场的采用CAN通信协议传输数据的工业设备、获取数据并上传控制器模块；以外网模块用于连接业现场的采用以太网通信协议传输数据的工业设备、获取数据并上传控制器模块。

所述的CAN总线模块为由型号为ISO1050的CAN总线通信芯片构成的电路。

所述的电源模块包括24V/5V转换电路和5V/3.3V转换电路；24V/5V转换电路和5V/3.3V转换电路依次串联；外部输入的24V电源信号通过24V/5V转换电路转换为稳定的5V电源信号并供电；5V的电源信号再通过5V/3.3V转换电路转换为稳定的3.3V电源并供电。

本实用新型提供的这种用于工业现场的数据采集显示装置，采用可靠的电路设计，通过通用的通信接口和显示屏，实现了对工业现场设备的实时采集和显示，而且本实用新型的体积较小，重量较轻，所以移动方便且成本相对较低。

附图说明

图1为本实用新型的功能模块图。

图2为本实用新型的4G通信电路的电路原理示意图。

图3为本实用新型的CAN总线模块的电路原理示意图。

图4为本实用新型的电源模块的电路原理示意图。

具体实施方式

如图1所示为本实用新型的功能模块图：本实用新型提供的这种用于工业现场的数据采集显示装置，包括电源模块、控制器模块、设备连接模块、显示模块、按键模块和无线通信模块；设备连接模块和显示模块均与控制器模块连接；电源模块用于给所述用于工业现场的数据采集显示装置供电；设备连接模块用于连接工业现场的设备，获取数据并上传控制器模块；控制器模块用于接收上传的数据并将数据通过显示模块进行显示；按键模块与控制器模块连接，用于工作人员对所述用于工业现场的数据采集显示装置进行按键操作和控制；无线通信模块与控制器模块连接，用于将所述用于工业现场的数据采集显示装置的数据通过无线通信的方式对外发送，或者接收外部设备对所述用于工业现场的数据采集显示装置发送的数据。

其中，无线通信模块包括4G通信电路和WIFI通信电路；4G通信电路和 WIFI通信电路相互独立；4G通信电路用于与采用4G通信协议的外部设备连接并进行数据通信；WIFI通信电路用于与采用WIFI通信协议的外部设备连接并进行数据通信；显示模块可以采用工业显示屏或工业触摸屏；设备连接模块则包括USB连接模块、CAN总线模块和以太网模块；USB连接模块、CAN总线模块和以太网模块各自独立；USB连接模块用于以USB接口的方式获取数据并上传控制器模块；CAN总线模块用于连接工业现场的采用CAN通信协议传输数据的工业设备、获取数据并上传控制器模块；以外网模块用于连接业现场的采用以太网通信协议传输数据的工业设备、获取数据并上传控制器模块。

如图2所示为本实用新型的4G通信电路的电路原理示意图：4G通信电路为由型号为EC20的4G通信模块构成电路；模块的1脚连接信号WAKEUP_IN，该信号为控制器模块输出的唤醒信号，用户唤醒EC20通信模块；模块的7脚连接电源信号VDD_EXT；模块的14脚连接SIM卡的电源信号USIM_VDD；模块的15脚连接信号USIM_DATA，该信号为SIM卡的数据引脚，用于EC20模块与SIM卡进行数据交互；模块的16脚为时钟信号引脚，其连接SIM卡的时钟信号引脚USIM_CLK，用于时钟信号的传递；模块的17脚为复位信号引脚，其连接到SIM卡的USIM_RET引脚，并为SIM卡提供复位信号；模块的 USB_BOOT引脚默认为悬空，而且当该引脚被拉高至高电平时，EC20模块进入下载模型，从而实现EC20模块的程序下载；模块的8、9、19、22、36、46、 48、50、51、52、53、54、56和72引脚均直接接地；模块的49脚连接信号 ANT_MAIN，该信号为天线，即芯片的49脚连接天线；模块的57～60引脚均直接连接电源信号EC20_VBAT并获取电能；模块的61脚为STATUS信号引脚，该引脚用于指示EC20模块的工作状态；模块的68和67脚为EC20模块的串口通信引脚，其直接连接控制器模块的串口通信引脚进行串口通信；模块的65脚为复位信号引脚，其连接控制器模块并获取复位信号EC20_RST；模块的69和 70引脚为调试引脚；模块的71脚连接电源信号USB_VBBS。

如图3所示为本实用新型的CAN总线模块的电路原理示意图：CAN总线通信电路为由型号为ISO1050的CAN总线通信芯片(图中标示U11)构成的电路；芯片的1脚连接电源信号VDD，芯片的2脚和3脚为CAN总线引脚，其通过匹配电阻R32和R33连接控制器电路的CAN通信引脚并传输数据；芯片的4脚和5脚均接地，同时芯片的电源信号VDD和ISOVCC均通过各自的滤波电容(图中标示C45和C46)接地并滤波；芯片8脚连接电源信号ISOVCC；芯片的6脚和7脚为CAN总线引脚，其直接连接CAN1H和CAN1L信号，同时，该两路信号也通过电阻R31、R34和电容C44接地并滤波，同时两路信号之间还连接有芯片U10(型号为PESD1CAN)，用于对CAN1H和CAN1L之间的静电冲击进行保护。

如图4所示为本实用新型的电源模块的电路原理示意图：外部输入的24V 电源信号(图中标示VIN+和VIN-)通过保险F1进行保护后，通过二极管D1 进行反接保护，然后通过电容C5和C3进行滤波，从而得到稳定的24V信号；然后再输入电源模组U1(型号为WRD24S05-10W)的1脚和2脚，电源模组 U1的输出3脚为地信号引脚，5脚则输出电源模组输出的5V电压信号VCC，同时该5V电压信号还通过两组电容C4和C6进行接地滤波，还要通过二极管 D2进行反接保护。5V电源信号除了对外供应5V电源外，还通过电容C11和 C151滤波后，输入到电源芯片U2(型号为MP1498DJ)的2脚，芯片的6脚为使能引脚，其直接通过上拉电阻R5连接输入的电源信号，同时也通过滤波电容 C154接地；芯片的7脚和1脚均通过各自的滤波电容(C155和C156)接地；芯片的3脚为输出引脚，其输出的3.3V电源信号通过电感L2、电容C153、C8～C10 滤波后，输出最终的稳定的3.3V电源信号；同时，芯片的3脚输出的3.3V电源信号，通过电感L2滤波后，通过电阻采样电路(图中电阻R6和R122)进行采样，并将采样电压信号通过电阻R121输入芯片的8脚作为反馈信号，从而实现芯片的输出电压的电压闭环控制；芯片的5脚则通过电阻R4和电容C152连接芯片的3脚。