专利名称：一种以sd卡和u盘为存储介质的数据采集器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种以SD卡和U盘为存储介质的数据采集器，主要应用于工业设备的数据采集、数据存储和数据转移领域。
背景技术：
当前各种工业设备的应用层出不穷，几乎涉及到各行各业，无论是高科技行业，还是低端应用领域均可看到工业设备的投入使用。但与此同时也出现了对各种设备运行状态数据的管理需求，尤其是对长时间连续运行的设备的运行状态需要长期监控，因此就需要派专人定时去现场记录，或者长期现场跟踪才行。这样不但监控不方便，管理维护的成本又很高，而且记录的数据量也有限、也不能连续监控，一旦出现故障也没法发现故障发生的详 细时间和设备的实际状态，因此也不利于后期的故障分析，而现有技术中尚未有解决这些问题的可行方案。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种以SD卡和U盘为存储介质的数据采集器，能够以低成本长时间的采集存储工业设备状态数据。本实用新型的目的是通过以下技术措施实现的一种以SD卡和U盘为存储介质的数据采集器，包括用于控制数据采集器工作的微电脑处理器、用于实现数据采集器与工业设备之间电气隔离通讯的隔离通讯模块、用于长时间存储采集到的工业设备状态数据的SD卡存储模块和用于为数据采集器提供合适工作电压的电源模块；所述隔离通讯模块、SD卡存储模块和电源模块分别连接到所述微电脑处理器的相应接口，在微电脑处理器控制下，从隔离通讯模块输入的工业设备状态数据存储到SD卡存储模块中。作为实施新型的一种实施方式，还包括用于连接外部USB设备的USB通讯模块；USB通讯模块连接到所述微电脑处理器的相应接口，在微电脑处理器控制下，存储在所述SD卡存储模块中的工业设备状态数据通过USB通讯模块输出到外部USB设备中。作为实施新型的一种实施方式，所述SD卡存储模块通过高速SSP总线连接到所述微电脑处理器的相应接口。作为实施新型的一种实施方式，还包括用于产生鸣叫的报警提示模块，所述报警提示模块连接到所述微电脑处理器的相应接口。作为实施新型的一种实施方式，还包括用于输出复位信号的复位电路模块，所述复位电路模块连接到所述微电脑处理器的相应接口。作为实施新型的一种实施方式，还包括用于连接与数据采集器配套使用的按键设备的按键显示接口模块，所俗话按键显示接口模块连接到所述微电脑处理器的相应接口。与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果本实用新型的数据采集器以大容量SD卡存储模块为存储介质，可以长时间大量的记录所采集的数据，为用户保存连续的设备状态数据，进行数据的存储和定期管理。本实用新型的数据采集器设有USB通讯模块，能通过外部U盘对数据进行读取和转储，为用户对设备连续的状态数据的读取提供了方便，满足了厂家和设备用户对设备运行状态的连续跟踪。本实用新型的数据采集器采用了具有完全电气隔离的通讯电路，能方便的与外界不同类型的设备进行通讯，并进行数据采集传输。以本实用新型数据采集器为硬件基础，配合软件部分，还可实现人机界面交互、系统参数的设置、数据的采集、数据的存储、数据的管理和转储等，并采用高效的嵌入式文件系统对数据进行有效管理。本实用新型的数据采集器在与上位机软件的控制配合下，用户可以根据需求，对 采集到的数据进行查询和分析，获得设备的运行情况，方便设备厂家或管理部门对所管理的设备进行必要的设置调整。以下结合附图
和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明图I为本实用新型数据采集器的原理框图；图2为本实用新型具体实施例中微电脑处理器的电路原理图；图3为本实用新型具体实施例中隔离通讯模块的电路原理图；图4为本实用新型具体实施例中SD卡存储模块的电路原理图；图5为本实用新型具体实施例中USB通讯模块的电路原理图；图6为本实用新型具体实施例中电源模块的电路原理图；图7为本实用新型具体实施例中报警提示模块和复位电路模块的原理图；图8为本实用新型具体实施例中按键显示接口模块的电路原理图。
具体实施方式
图I示出了本实用新型以SD卡和U盘为存储介质的数据采集器的一种具体实施方式
，包括用于控制数据采集器工作的微电脑处理器、用于实现数据采集器与工业设备之间电气隔离通讯的隔离通讯模块、用于长时间存储采集到的工业设备状态数据的SD卡存储模块和用于为数据采集器提供合适工作电压的电源模块；所述隔离通讯模块、SD卡存储模块和电源模块分别连接到所述微电脑处理器的相应接口，在微电脑处理器控制下，从隔离通讯模块输入的工业设备状态数据存储到SD卡存储模块中。还包括用于连接外部USB设备的USB通讯模块;USB通讯模块连接到所述微电脑处理器的相应接口，在微电脑处理器控制下，存储在所述SD卡存储模块中的工业设备状态数据通过USB通讯模块输出到外部USB设备中。还包括用于产生鸣叫的报警提示模块、用于输出复位信号的复位电路模块和用于连接与数据采集器配套使用的按键设备的按键显示接口模块，所述报警提示模块、复位电路模块和按键显示接口模块分别连接到所述微电脑处理器的相应接口。图2示出了本实用新型具体实施例中的微电脑处理器，本实施例中的微电脑处理器采用型号为LPC1766FBD100的高性能C0TEX-M3内核主控芯片U4A，其具有高速的处理能力，用于控制本实用新型数据采集器中各功能模块的工作，能够支持具有高速处理能力的微电脑控制系统，其相应的引脚引出为隔离通讯模块接口、SD卡存储模块接口、USB通讯模块接口、报警提示模块接口、按键显示模块接口和复位接口。图3示出了本实用新型具体实施例中的隔离通讯模块，为隔离RS485通讯电路，包括型号为ADM2483的磁隔离电平转换芯片U16、型号为RS485的总线防雷击TVS和型号为IB0505的隔 离电源芯片Ull及其外部电路，磁隔离电平转换芯片U16原边侧的引脚RXDl、引脚RISl和引脚TXDl连接到本实施例中主控芯片U4A的隔离通讯模块接口，即隔离通讯模块的输入、输出端接微电脑处理器通讯口的输出、输入端，磁隔离电平转换芯片U16副边侧的引脚BBO和引脚AAO分别通过电阻R52和电阻R53接入外部通讯总线，外部通讯总线为隔离通讯模块的外部通讯接口，用于与受采集的工业设备实现通讯连接，总线防雷击TVS的屏蔽线地引脚FGND和收发器地引脚GND2与外部通讯总线相连接；隔离电源芯片Ull能实现电压的高隔离转换，提供隔离通讯所需的隔离电源电压，即为磁隔离电平转换芯片U16提供5. 2V的隔离电源电压，由磁隔离电平转换芯片U16实现通讯信号的隔离传输和信号电平转换，从而实现从主控芯片U4A到本实施例数据采集器所接工业设备之间的通讯隔离，并由总线防雷击TVS对外部通讯总线进行防雷击保护，实现本实施例数据采集器与工业设备之间完全电气隔离的通讯方式，以适应实施例数据采集器对各种类型的工业设备进行数据采集。图4示出了本实用新型具体实施例中的SD卡存储模块，为大容量SD卡存储电路，包括类型为MICRO SD的SD卡SDl和型号为ESDA6V1W5的静电防护芯片El及其外部电路，SD卡SDl通过高速SSP总线连接到主控芯片U4A的SD卡存储模块接口，即SD卡存储模块的输入、输出端接主控芯片U4A的SSP接口的输出、输入端，电防护芯片El与SD卡接口芯片SDl的相应引脚相连接，SD卡存储模块用于保存采集到的工业设备状态数据，可采用现有的大容量的SD存储卡；SD卡SDl通过高速SSP总线能够对采集到的实时工业设备状态数据进行快速存储，并且本实施例通过系统程序中的文件系统对SD存储卡上的数据进行有效管理。图5示出了本实用新型具体实施例中的USB通讯模块，为USB2. 0通讯电路，包括型号为LM3526M-L的USB电源管理芯片U10、电阻和电容组成的外部电路以及主控芯片U4A内集成的USB HOST接口功能，USB电源管理芯片UlO的引脚USB_0VRCR、引脚USB_P0WER、引脚USB_D-、引脚USB_D+和引脚USB_PWRD连接到主控芯片U4A的USB通讯模块接口，即USB2.0通讯电路的输入、输出端接微电脑处理器串口的输出、输入端。，USB电源管理芯片UlO主要负责给USB接口提供适当的电流和电压，保证外部USB设备(主要指U盘)的电源供应，USB通讯的协议和电平在系统软件的配合下由主控芯片U4A内集成的USB HOST功能模块实现。本实施例的USB通讯模块用于用户对本实用新型内存储的数据和信息进行读取等，通过专用USB2. 0协议的Host接口与外部U盘连接,实现对U盘的访问，并通过U盘读取SD卡上存储的数据，方便用户分析使用，用户可以按照实际需求不定期的对采集到的数据进行拷贝转移，避免数据存储时间过长，采集到的数据超出了系统内部对数据的最大存储量，从而造成数据丢失。图6示出了本实用新型具体实施例中的电源模块，包括型号为LM1117-3. 3V的稳压芯片U26、稳压芯片U27和外部电路，稳压芯片U26和稳压芯片U27组成的电源电路分别提供一路3. 3V的电压输出，该电路中由上述器件组成可调输出电压的开关电源电路；SP，本实施例中的电源模块有两路不同电压等级的电源电路，这两个不同电压等级的电压输出端分别连接到本实用新型数据采集器中的相应模块的电源输入端，用于对硬件系统中各种不同电压等级的器件提供电源，满足了数据采集器内各模块对电源电压的不同要求。图7示出了本实用新型具体实施例中的报警提示模块和复位电路模块，报警提示模块包括三极管Ql、蜂鸣器BI、电阻R12、电阻R13和电阻R41，它们相连接组成报警提示电路，由三极管Ql驱动蜂鸣器BI产生鸣叫实现报警功能，报警提示模块的输入端BUZ连接到主控芯片U4A的报警提示模块接口 ；复位电路模块包括按键SI、二极管D3、电阻R9、电阻R40和电容C16，它们相连接组成复位电路，由电阻R40和电容C16组成的充放电电路在数据采集器上电时产生低电平复位信号，当手动按下按键时，电容C16被短接掉，电荷释放，同时产生了低电平手动复位信号，复位电路模块的复位输出端RST连接到主控芯片U4A的复位接口。图8示出了本实用新型具体实施例中的按键显示接口模块，该模块主要是为与本实用新型无线数据采集器配套使用的按键显示模块(按键显示模块是单独用来提供按键输 入和参数信息显示输出的外围设备)提供接口，该模块包括8引脚的接口端子P13，P13的引脚KEY_IN、PW_C、ST_CP、DK_OL、DISP_OUT和引脚DK_CLK分别连接到主控芯片U4A的输出、输入IO 口，其中KEY_IN为按键数据的输入引脚、DISP_0UT为显示数据的输出引脚、DK_CLK为数据输入输出通讯的时钟引脚、ST_CP为通讯时输入输出的方向控制引脚，以上几个引脚主要用来实现本实用新型和外围显示模块之间的通讯控制，PW_C用来实现控制外围按键显示模块的电源，DK_0L主要用来实现检测外围按键显示模块是否接入本实用新型的系统。本实用新型的实施方式不限于此，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均可实现本实用新型目的。
权利要求1.ー种以SD卡和U盘为存储介质的数据采集器，其特征在于包括用于控制数据采集器工作的微电脑处理器、用于实现数据采集器与エ业设备之间电气隔离通讯的隔离通讯模块、用于长时间存储采集到的エ业设备状态数据的SD卡存储模块和用于为数据采集器提供合适工作电压的电源模块；所述隔离通讯模块、SD卡存储模块和电源模块分别连接到所述微电脑处理器的相应接ロ，在微电脑处理器控制下，从隔离通讯模块输入的エ业设备状态数据存储到SD卡存储模块中。
2.根据权利要求I所述以SD卡和U盘为存储介质的数据采集器，其特征在于还包括用于连接外部USB设备的USB通讯模块；USB通讯模块连接到所述微电脑处理器的相应接ロ，在微电脑处理器控制下，存储在所述SD卡存储模块中的エ业设备状态数据通过USB通讯模块输出到外部USB设备中。
3.根据权利要求2所述以SD卡和U盘为存储介质的数据采集器，其特征在于所述SD卡存储模块通过高速SSP总线连接到所述微电脑处理器的相应接ロ。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的以SD卡和U盘为存储介质的数据采集器，其特征在于还包括用于产生鸣叫的报警提示模块，所述报警提示模块连接到所述微电脑处理器的相应接ロ。
5.根据权利要求I至3中任ー项所述的以SD卡和U盘为存储介质的数据采集器，其特征在于还包括用于输出复位信号的复位电路模块，所述复位电路模块连接到所述微电脑处理器的相应接ロ。
6.根据权利要求I至3中任一项所述的以SD卡和U盘为存储介质的数据采集器，其特征在于还包括用于连接与数据采集器配套使用的按键设备的按键显示接ロ模块，所述按键显示接ロ模块连接到所述微电脑处理器的相应接ロ。
专利摘要本实用新型公开了一种以SD卡和U盘为存储介质的数据采集器，包括用于控制数据采集器工作的微电脑处理器、用于实现数据采集器与工业设备之间电气隔离通讯的隔离通讯模块、用于长时间存储采集到的工业设备状态数据的SD卡存储模块和用于为数据采集器提供合适工作电压的电源模块；在微电脑处理器控制下，从隔离通讯模块输入的工业设备状态数据存储到SD卡存储模块中；还可包括用于连接外部USB设备的USB通讯模块；存储在所述SD卡存储模块中的工业设备状态数据通过USB通讯模块输出到外部USB设备中；本实用新型的数据采集器能够以低成本，长时间的采集存储工业设备状态数据，为用户对所采集数据的进一步存储和分析使用提供方便。
文档编号G06F17/40GK202394233SQ20112041609
公开日2012年8月22日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者冯建辉, 李宇, 熊益仲 申请人:中国电器科学研究院有限公司