专利名称：一种基于gprs通讯的无线数据采集器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于GPRS通讯的无线数据采集器，主要应用于工业设备的数据采集和实时传输领域。
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各种设备管理混乱和管理成本高的问题，尤其是对安装在野外或偏远地区的设备管理起来非常不方便，需要派专人现场管理维护，成本太高。另外厂家和用户也不能对设备的状态进行持续的跟踪，一旦出现故障也没法及时发现解决，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是提供一种基于GPRS通讯的无线数据采集器，能够以低成本远程实时采集工业设备状态数据。本实用新型的目的是通过以下技术措施实现的一种基于GPRS通讯的无线数据采集器，包括用于控制无线数据采集器工作的微电脑处理器、用于实现无线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、用于存储采集到的工业设备状态数据的存储模块、用于接入GPRS无线网络通讯连接的GPRS无线通讯模块和用于为无线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、存储模块、GPRS无线通讯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缓存在存储模块中，并通过GPRS无线通讯模块传输到远程终端。作为实用新型的一种实施方式，所述存储模块采用4M大容量铁电存储芯片，所述存储模块通过高速SSP总线连接到所述微电脑处理器的相应接口。作为实用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。作为实用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。作为实用新型的一种实施方式，还包括用于连接与无线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□。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无线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。本实用新型的无线数据采集器采用了 GPRS无线通讯电路，为工业设备状态数据的远程实时采集和传输提供了可能，满足了厂家和设备用户对设备运行状态的连续跟踪。[0013]本实用新型的无线数据采集器采用了 4M大容量铁电存储电路，可以快速的记录采集的工业设备状态数据，并可作为远程数据传输的数据大容量缓冲区。以本实用新型无线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、对所采集到的数据进行存储，并采用高效的嵌入式文件系统对数据进行有效管理。
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为本实用新型无线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存储模块的电路原理图；图5为本实用新型具体实施例中GPRS无线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示出了本实用新型无线数据采集器的一种具体实施方式
，包括用于控制无线数据采集器工作的微电脑处理器、用于实现无线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、用于存储采集到的工业设备状态数据的存储模块、用于接入GPRS无线网络通讯连接的GPRS无线通讯模块和用于为无线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、存储模块、GPRS无线通讯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缓存在存储模块中，并通过GPRS无线通讯模块传输到远程终端。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无线数据采集器配套使用的按键设备的按键显示接口模块，他们分别连接到所述微电脑处理器的相应接口。在此基础上配合本数据采集器的软件部分，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、数据的管理和数据的无线传输等。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无线数据采集器中各功能模块的工作，其相应的引脚引出为隔离通讯模块接口、存储模块接口、GPRS无线通讯模块接口、报警提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，包括型号为ADUM1201的磁隔离芯片U13、用于RS232与TTL电平转换的型号为ST3232的电平转换芯片U15和型号为IB0505的隔离电源芯片U12及其外部电路，磁隔离芯片U13原边侧的引脚RXDO和引脚TXDO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，磁隔离芯片U13副边侧的引脚RXD4和引脚TXD4与电平转换芯片U15的相应引脚相连接；电平转换芯片U15的引脚RlIN和引脚TlOUT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；隔离电源芯片U12能实现电压的高隔离转换，为磁隔离芯片U13和电平转换芯片U15提供5. IV的隔离电源电压，由磁隔离芯片U13实现通讯信号的隔离传输、电平转换芯片U15对隔离后的信号进行电平转换，从而实现从主控芯片U4A到本实施例无线数据采集器所接工业设备之间的通讯隔离，实现本实施例无线数据采集器与工业设备之间完全隔离的通讯方式，以适应实施例无线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存储模块，包括型号为FM24CL04-G的存储芯片U2和型号为FM25V02-G的4M大容量铁电存储芯片U3及其外部电路，存储芯片U2和铁电存储芯片U3通过高速SSP总线连接到主控芯片U4A的存储模块接口，存储芯片U2主要用于保存系统参数和无线数据采集器的状态参数，铁电存储芯片U3主要用于保存采集到的工业设备的状态数据，本实施例中的存储模块通过高速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，并且本实施例采用高效的嵌入式文件系统对工业设备转台数据进行有效管理。图5示出了本实用新型具体实施例中的GPRS无 线通讯模块，包括型号为M590的高性能工业用GPRS通讯芯片U19、SIM卡座U20、型号为ESDA6V1W5的静电防护器件E4以及外部电路，他们的相应引脚相连接，GPRS通讯芯片U19提供了高速串口、数据传输控制引脚、模块启停控制弓I脚等，GPRS通讯芯片U19的引脚GPRS_E _0FF、弓丨脚GPRS_0N_0FF、弓丨脚GPRS_TXD、引脚GPRS_RXD、引脚GPRS_DTR和引脚GPRS_RI连接到主控芯片U4A的GPRS无线通讯模块接口，即GPRS无线通讯模块的输入、输出端接微电脑处理器串口的输出、输入端，通过本实施例中主控芯片U4A的控制，从隔离通讯模块采集到的工业设备状态数据通过GPRS无线通讯模块可以接入公用GPRS网络进行数据的可靠无线传输，将工业设备状态数据传输到网络终端，方便用户对数据进行查询和分析，并可对设备运行时出现的故障进行远程报警提醒；本实施例的GPRS无线通讯模块还可在与远程控制软件的控制配合下，可以根据用户需求，自动读取设备状态数据，并能够对系统参数进行远程修改，方便设备厂家或管理部门对所管理的设备进行远程监控。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、型号为LM2596-ADJ的稳压芯片U18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，稳压芯片U18组成的电源电路提供一路3. 9V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，稳压芯片U18第二脚输出高速斩波信号，通过外部电感、电容、快恢复二极管组成的电路产生稳定电压输出，电压值由电阻R68和电阻R69组成的分压电路的分压值来控制。S卩，本实施例中的电源模块有三路不同电压等级的电源电路，这三个不同电压等级的电压输出端分别连接到无线数据采集器中的相应模块，用于对硬件系统中各种不同电压等级的器件提供电源，满足了无线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无线数据采集器 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1.一种基于GPRS通讯的无线数据采集器，其特征在于包括用于控制无线数据采集器工作的微电脑处理器、用于实现无线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、用于存储采集到的工业设备状态数据的存储模块、用于接入GPRS无线网络通讯连接的GPRS无线通讯模块和用于为无线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、存储模块、GPRS无线通讯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缓存在存储模块中，并通过GPRS无线通讯模块传输到远程终端。
2.根据权利要求I所述基于GPRS通讯的无线数据采集器，其特征在于所述存储模块采用4M大容量铁电存储芯片，所述存储模块通过高速SSP总线连接到所述微电脑处理器的相应接口。
3.根据权利要求I或2所述基于GPRS通讯的无线数据采集器，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口。
4.根据权利要求I或2所述基于GPRS通讯的无线数据采集器，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□。
5.根据权利要求I或2所述基于GPRS通讯的无线数据采集器，其特征在于还包括用于连接与无线数据采集器配套使用的按键设备的按键显示接口模块，所述按键显示接口模块连接到所述微电脑处理器的相应接口。
专利摘要本实用新型公开了一种基于GPRS通讯的无线数据采集器，包括微电脑处理器、隔离通讯模块、存储模块、GPRS无线通讯模块和电源模块；所述隔离通讯模块、存储模块、GPRS无线通讯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缓存在存储模块中，并通过GPRS无线通讯模块传输到远程终端；本实用新型的无线数据采集器能够以低成本，通过公用GPRS网络实现工业设备状态数据的可靠无线传输，为用户对所采数据的进一步存储和分析使用提供方便。
文档编号G08C17/02GK202362899SQ20112041608
公开日2012年8月1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