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環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器的制作方法

文檔序號(hào):6287897閱讀:324來源:國(guó)知局

專利名稱::環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
:本實(shí)用新型環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器,涉及一種用于環(huán)保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的信息數(shù)據(jù)采集與傳送裝置。
背景技術(shù)
:隨著環(huán)境監(jiān)控自動(dòng)化進(jìn)一步深化,運(yùn)用數(shù)字技術(shù)對(duì)環(huán)境周圍進(jìn)行大范圍監(jiān)測(cè),形成環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng),已是大事所趨。數(shù)字環(huán)保解決方案是集成環(huán)保應(yīng)用軟件與環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)軟硬件系統(tǒng)等形成的一套高效數(shù)字環(huán)保系統(tǒng),與環(huán)保局管理工作緊密結(jié)合,是以國(guó)家相關(guān)的法律、法令及國(guó)家環(huán)保行業(yè)規(guī)定為基礎(chǔ),充分考慮3S(GIS/GPS/RS)在管理環(huán)保空間信息資源優(yōu)勢(shì),將環(huán)境監(jiān)測(cè)和監(jiān)察、環(huán)保12369、環(huán)保調(diào)度指揮、排污收費(fèi)、環(huán)境預(yù)測(cè)及辦公自動(dòng)化系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起。數(shù)字環(huán)保,就是以環(huán)保為核心的,由基礎(chǔ)應(yīng)用、延伸應(yīng)用、高級(jí)應(yīng)用和戰(zhàn)略應(yīng)用的多層環(huán)保監(jiān)控管理平臺(tái)集成的系統(tǒng),提供對(duì)環(huán)境質(zhì)量的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、預(yù)警,環(huán)境狀況的查詢和統(tǒng)計(jì),以及對(duì)環(huán)境質(zhì)量模擬分析和環(huán)境變化趨勢(shì)分析的綜合管理、污染控制和環(huán)境決策指揮的數(shù)字信息系統(tǒng)。目前的環(huán)保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集設(shè)備,或者實(shí)時(shí)反控性能較差,或者人機(jī)交互匱乏,不能滿足數(shù)字環(huán)保監(jiān)測(cè)的要求。例如實(shí)用新型200820079601.6公開了一種環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器,包括MCU、接口電路、隔離電源、存儲(chǔ)設(shè)備、開關(guān)量輸入輸出接口、模擬量輸入接口、串行通信接口以及GPRS/CDMA通信模塊。其缺乏人機(jī)交流的平臺(tái),也無法實(shí)現(xiàn)環(huán)保管理部門對(duì)企業(yè)的反控管理。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的問題是針對(duì)已有技術(shù)的不足,提供一種數(shù)字化、人性化的環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器。為解決上述的技術(shù)方案,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器,包括顯示器、控制主板、數(shù)字量輸入轉(zhuǎn)接板、數(shù)字量輸出轉(zhuǎn)接板、模擬量輸入轉(zhuǎn)接板、直流電源,斷路器的輸出端連接直流電源的輸入端,直流電源的輸出端連接顯示器和控制主板,控制主板通過數(shù)據(jù)線分別與顯示器、數(shù)字量輸入轉(zhuǎn)接板、數(shù)字量輸出轉(zhuǎn)接板和模擬量輸入轉(zhuǎn)接板相連。所述的控制主板包括主控制器、顯示器接口模塊、通訊模塊、數(shù)字量輸入接口模塊、數(shù)字量輸出接口模塊、模擬量輸入接口模塊、時(shí)鐘電路模塊、存儲(chǔ)模塊和調(diào)試接口模塊,3控制主板的結(jié)構(gòu)為主控制器分別與顯示器接口模塊、通訊模塊、數(shù)字量輸入接口模塊、數(shù)字量輸出接口模塊、模擬量輸入接口模塊、時(shí)鐘電路模塊、存儲(chǔ)模塊和調(diào)試接口模塊相連。本實(shí)用新型采用高性能mcu為控制核心,具有多路模擬量、數(shù)字量采集和數(shù)字量輸出功能,基于現(xiàn)代先進(jìn)通訊網(wǎng)絡(luò),具有包括gprs在內(nèi)的多種通信手段,具有不受地理限制、性能穩(wěn)定可靠、功耗低等優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了對(duì)一次儀表的實(shí)時(shí)監(jiān)控,永遠(yuǎn)在線,并通過模擬信號(hào)接口、數(shù)字信號(hào)接口與流量計(jì)、cod、ra儀、氨氮、余氯、煙氣測(cè)量?jī)x等多種儀器連接,使得對(duì)一次儀表的監(jiān)控,更加方便快捷。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1為環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器的結(jié)構(gòu)示意圖2為環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器控制主板的結(jié)構(gòu)原理圖3為環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器的具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。l為數(shù)字量輸入轉(zhuǎn)接板,2為斷路器,3為直流電源,4為顯示器,5為控制主板,6為數(shù)字量輸出轉(zhuǎn)接板,7為模擬量輸入轉(zhuǎn)接板,IO為主控制器、ll為通訊模塊、12為數(shù)字量輸入接口模塊、13為數(shù)字量輸出接口模塊、14為顯示器接口模塊、15為模擬量輸入接口模塊、16為時(shí)鐘電路模塊、17為存儲(chǔ)模塊、18為調(diào)試接口模塊。具體實(shí)施方式圖l為環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器的結(jié)構(gòu)示意圖,圖中環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器,包括顯示器4、控制主板5、數(shù)字量輸入轉(zhuǎn)接板l、數(shù)字量輸出轉(zhuǎn)接板6、模擬量輸入轉(zhuǎn)接板7、直流電源3,其結(jié)構(gòu)為斷路器2的輸出端連接直流電源3的輸入端,直流電源3的輸出端連接顯示器4和控制主板5,控制主板5通過數(shù)據(jù)線分別與顯示器4、數(shù)字量iJ入轉(zhuǎn)接板l、數(shù)字量輸出轉(zhuǎn)接板6和模擬量輸入轉(zhuǎn)接板7相連。環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器由斷路器2接入直流電源3,經(jīng)過直流電源3的濾波整流為控制主板5、顯示器4提供24V的標(biāo)準(zhǔn)電壓。控制主板接收來自數(shù)字量輸入轉(zhuǎn)接板1、模擬量輸入轉(zhuǎn)接板7的輸入信號(hào),經(jīng)數(shù)據(jù)整理計(jì)算或者上位機(jī)的反控信號(hào)后,可以輸出控制信號(hào)至數(shù)字量輸出轉(zhuǎn)接板6驅(qū)動(dòng)負(fù)載,同時(shí)向顯示器4傳輸數(shù)據(jù)。圖2為環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器控制主板的結(jié)構(gòu)原理圖,主控制板5上安裝有主控制器IO、顯示器接口模塊14、通訊模塊ll、數(shù)字量輸入接口模塊12、數(shù)字量輸出接口模塊13、模擬量輸入接口模塊15、時(shí)鐘電路模塊16、存儲(chǔ)模塊17和調(diào)試接口模塊18,控制主板5的結(jié)構(gòu)為主控制器10分別與顯示器接口模塊14、通訊模塊ll、數(shù)字量輸入接口模塊12、數(shù)字量輸出接口模塊13、模擬量輸入接口模塊15、時(shí)鐘電路模塊16、存儲(chǔ)模塊17和調(diào)試接口模塊18相連。環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器的工作流程說明如下系統(tǒng)上電后,主控制器調(diào)用存儲(chǔ)模塊的預(yù)設(shè)程序啟動(dòng),完成初始化,并開始根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)定、現(xiàn)場(chǎng)工作人員的操作以及上位機(jī)通過通訊模塊傳回的控制信號(hào)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)數(shù)據(jù)采樣。其中,上位機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器可以通過以下三種方式通信GPRSDTU數(shù)據(jù)傳輸通道、RS232標(biāo)準(zhǔn)串行通信、RS485標(biāo)準(zhǔn)串行通信,極大的滿足了現(xiàn)場(chǎng)不同儀器儀表的需求。環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器與上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊主要采用《污染源在線自動(dòng)監(jiān)控(監(jiān)測(cè))系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸和接口標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范》,該協(xié)議為文本協(xié)議,具備誤碼率低,傳輸可靠,易于理解;與現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表通訊主要采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ModBus協(xié)議,可以滿足不同儀表的連接。現(xiàn)場(chǎng)操作人員的操作通過數(shù)字開關(guān)量輸入通道經(jīng)由數(shù)字量輸入轉(zhuǎn)接板1送入數(shù)字量輸入接口模塊12并最終存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊17中,數(shù)字量輸入接口模塊12采用光電隔離,輸入端為+24V輸入,有效防止過大電流電壓對(duì)環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器的損壞。采樣的結(jié)果中05V、010V電壓模擬量數(shù)據(jù)通過模擬量輸入轉(zhuǎn)接板7輸入控制主板5中的模擬量輸入接口模塊15,A/D模擬量轉(zhuǎn)換器將相應(yīng)的數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)模塊17中;420mA電流模擬量數(shù)據(jù)也是通過模擬量輸入轉(zhuǎn)接板7輸入控制主板5中的模擬量輸入接口模塊15,A/D模擬量轉(zhuǎn)換器將相應(yīng)的數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)模塊17中。12位A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)間為10txs,線性誤差在+lLSB,每1秒至少掃描一次。對(duì)于存儲(chǔ)模塊17中的數(shù)據(jù)指標(biāo)及現(xiàn)場(chǎng)操作人員的操作指令,環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器可以將現(xiàn)場(chǎng)需要的數(shù)據(jù)直觀的顯示在顯示器4上,也可以將數(shù)據(jù)整理傳送到上位機(jī),實(shí)現(xiàn)監(jiān)督管理。對(duì)于存儲(chǔ)模塊17中的上位機(jī)反控信號(hào),環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器可以驅(qū)動(dòng)負(fù)載、顯示在顯示器4上實(shí)施反控。幾種通訊方案比較如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>用戶可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況優(yōu)選通訊方案。圖3為環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器的具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖,環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器采用一個(gè)箱體,將所有元器件都設(shè)置在箱體內(nèi),控制主板5安裝在箱體內(nèi)的后壁上半部,斷路器2、數(shù)字量輸入轉(zhuǎn)接板l、數(shù)字量輸出轉(zhuǎn)接板6、模擬量輸入轉(zhuǎn)接板7依次并排安裝在箱體內(nèi)的后壁下半部;直流電源3由螺釘固定安裝在環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器的箱體內(nèi)的左壁上;在環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器的箱體的前面板上安裝有顯示器4;斷路器2的輸出端連接直流電源3的輸入端,斷路器2的輸入端外接供電電源,直流電源3的輸出端連接顯示器4和控制主板5,控制主板5通過數(shù)據(jù)線分別與顯示器4、數(shù)字量輸入轉(zhuǎn)接板l、數(shù)字量輸出轉(zhuǎn)接板6和模擬量輸入轉(zhuǎn)接板7相連。權(quán)利要求1.環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器,包括顯示器(4)、控制主板(5)、數(shù)字量輸入轉(zhuǎn)接板(1)、數(shù)字量輸出轉(zhuǎn)接板(6)、模擬量輸入轉(zhuǎn)接板(7)、直流電源(3),其特征在于斷路器(2)的輸出端連接直流電源(3)的輸入端,直流電源(3)的輸出端連接顯示器(4)和控制主板(5),控制主板(5)通過數(shù)據(jù)線分別與顯示器(4)、數(shù)字量輸入轉(zhuǎn)接板(1)、數(shù)字量輸出轉(zhuǎn)接板(6)和模擬量輸入轉(zhuǎn)接板(7)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器,其特征在于控制主板(5)包括主控制器(10)、顯示器接口模塊(14)、通訊模塊(11)、數(shù)字量輸入接口模塊(12)、數(shù)字量輸出接口模塊(13)、模擬量輸入接口模塊(15)、時(shí)鐘電路模塊(16)、存儲(chǔ)模塊(17)和調(diào)試接口模塊(18),控制主板(5)的結(jié)構(gòu)為主控制器(10)分別與顯示器接口模塊(14)、通訊模塊(11)、數(shù)字量輸入接口模塊(12)、數(shù)字量輸出接口模塊(13)、模擬量輸入接口模塊(15)、時(shí)鐘電路模塊(16)、存儲(chǔ)模塊(17)和調(diào)試接口模塊(18)相連。專利摘要本實(shí)用新型公開了一種環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器,涉及一種用于環(huán)保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的信息數(shù)據(jù)采集與傳送裝置,本實(shí)用新型要解決的問題是針對(duì)已有技術(shù)的不足,提供一種數(shù)字化、人性化的環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀器,采用的方案為斷路器的輸出端連接直流電源的輸入端,直流電源的輸出端連接顯示器和控制主板,控制主板通過數(shù)據(jù)線分別與顯示器、數(shù)字量輸入轉(zhuǎn)接板、數(shù)字量輸出轉(zhuǎn)接板和模擬量輸入轉(zhuǎn)接板相連;本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用到環(huán)保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。文檔編號(hào)G05B19/048GK201408347SQ20092010262公開日2010年2月17日申請(qǐng)日期2009年5月5日優(yōu)先權(quán)日2009年5月5日發(fā)明者弓志宇,瑋李,梁鵬飛,溫劍軍,王孝軍,堃賀申請(qǐng)人:太原羅克佳華工業(yè)有限公司
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