專利名稱：一種數(shù)據(jù)采集器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及自動(dòng)化控制系統(tǒng)，具體涉及ー種功能可擴(kuò)展的高速數(shù)據(jù)采集器。
背景技術(shù)：
隨著近年來測(cè)控自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，各種型號(hào)規(guī)格的數(shù)據(jù)采集器大量應(yīng)用于自來水、燃?xì)?、供電等行業(yè)，各類型數(shù)據(jù)采集器通過全天候?qū)\(yùn)行設(shè)備的參數(shù)、狀態(tài)等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，讓用戶具備了事故預(yù)防、故障快速響應(yīng)的能力，從而降低了設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本。隨著市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，在實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用中，各行業(yè)用戶也在不斷提出新的需求，而當(dāng)前各類型數(shù)據(jù)采集器大多功能単一，擴(kuò)展性較弱，很難適應(yīng)不同用戶環(huán)境下的眾多需求。為了滿足不同行業(yè)、不同領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)采集器的各種需求，廠家需投入大量人力、物力、時(shí)間 進(jìn)行研發(fā)，從而不斷的增加產(chǎn)品成本，也間接也増加了用戶的使用成本。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供ー種數(shù)據(jù)采集器，可針對(duì)不同需求靈活擴(kuò)展功能，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，并降低設(shè)計(jì)成本。本實(shí)用新型實(shí)施例提供ー種數(shù)據(jù)采集器，包括核心板、主控板和至少ー個(gè)擴(kuò)展板；所述核心板上設(shè)有微控制器，以及分別和所述微控制器連接的晶振、參數(shù)存儲(chǔ)芯片、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、電源芯片；所述主控板上設(shè)有模擬量輸入電路、開關(guān)量輸入電路、開關(guān)量輸出電路、RS232通信口和顯示屏；所述主控板、所述擴(kuò)展板中的至少ー個(gè)，和所述核心板連接。其中，所述擴(kuò)展板為模擬量輸入擴(kuò)展板、開關(guān)量輸入擴(kuò)展板、開關(guān)量輸出擴(kuò)展板或綜合擴(kuò)展板；所述模擬量輸入擴(kuò)展板上設(shè)有模擬量輸入電路；所述開關(guān)量輸入擴(kuò)展板上設(shè)有開關(guān)量輸入電路；所述開關(guān)量輸出擴(kuò)展板上設(shè)有開關(guān)量輸出電路；所述綜合擴(kuò)展板上設(shè)有模擬量輸入電路、開關(guān)量輸入電路和開關(guān)量輸出電路。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述核心板上還設(shè)有插針，所述插針和所述微控制器的I/Oロ連接；所述核心板通過所述插針和所述主控板連接，且所述核心板疊加在所述主控板的上方。進(jìn)ー步的，所述數(shù)據(jù)采集器還包括直插排針；所述主控板還通過所述直插排針和所述擴(kuò)展板級(jí)聯(lián)，且所述擴(kuò)展板位于所述主控板的下方。在另ー個(gè)實(shí)施方式中，所述核心板上還設(shè)有插針，所述插針和所述微控制器的I/Oロ連接；所述核心板通過插針和所述擴(kuò)展板連接，且所述核心板疊加在所述擴(kuò)展板的上方。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)采集器，包括核心板、主控板和擴(kuò)展板，通過板卡組合，可連接模擬信號(hào)輸出、開關(guān)信號(hào)輸出、開關(guān)信號(hào)輸入及實(shí)現(xiàn)RS232通信，支持多規(guī)格的儀表數(shù)據(jù)采集，且數(shù)據(jù)處理上相互獨(dú)立，互不干擾。該數(shù)據(jù)采集器的環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)，通信可靠性高，數(shù)據(jù)響應(yīng)速度快；可針對(duì)不同需求靈活配置各項(xiàng)通道的數(shù)量，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，且降低產(chǎn)品開發(fā)成本。

圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的核心板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例ニ提供的主控板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的擴(kuò)展板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例四提供的數(shù)據(jù)采集器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例五提供的數(shù)據(jù)采集器的結(jié)構(gòu)示意圖。下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)采集器，包括核心板、主控板和至少ー個(gè)擴(kuò)展板；通過板卡組合，可針對(duì)不同需求靈活配置各項(xiàng)通道的數(shù)量，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，且降低產(chǎn)品開發(fā)成本。參見圖1，是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的核心板的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例提供的核心板I上設(shè)有微控制器10，以及分別和所述微控制器10連接的晶振、參數(shù)存儲(chǔ)芯片13、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器14、電源芯片15。如圖I所示，核心板I上還設(shè)有插針，所述插針和微控制器12的I/O ロ連接。具體實(shí)施時(shí)，核心板I上設(shè)有兩排插針，包括插針16和插針17。核心板I通過插針，與主控板2或擴(kuò)展板3連接。當(dāng)然，核心板I還可以通過連接板、連接線纜等其他方式，與主控板2或擴(kuò)展板3連接。在一個(gè)可選的實(shí)施方式中，核心板I上的微控制器10(以下簡(jiǎn)稱MCU)為32位Cortex-M3單片機(jī)，可提供112個(gè)I/O管腳，具備MCU芯片溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，最高時(shí)鐘頻率達(dá)72MHz，ADC采樣精度為12位，內(nèi)置512KB程序存儲(chǔ)器和64KB隨機(jī)存儲(chǔ)器(Random AccessMemory, RAM)。核心板I上設(shè)有兩個(gè)晶振，包括8MHz時(shí)鐘晶振11和32. 769KHz時(shí)鐘晶振12 ;兩個(gè)晶振分別和MCU的時(shí)鐘接ロ連接。核心板I上的電源芯片15為AMSl117開關(guān)電源芯片；且核心板I上還設(shè)有RS232電平轉(zhuǎn)換芯片；該1 232電平轉(zhuǎn)換芯片和MCU的USARTl、USART2的收發(fā)I/O ロ連接。MAX3232芯片對(duì)串ロ信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，占用MCU的USART1、USART2的收發(fā)I/O ロ，共4個(gè)。核心板I具備2路RS232通信功能。核心板I上的參數(shù)存儲(chǔ)芯片為24C02芯片，該24C02芯片和MCU的I2C接ロ連接。24C02芯片對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，使用I2C接ロ，占用2路I/O ロ。核心板I上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為AT45DB161d芯片，該AT45DB161d芯片和MCU的SPI2通道連接，占用4個(gè)I/O ロ。MCU的I/O ロ，除了供給核心板I使用的I/O外，其余I/O全部通過排針引出，供主控板2及擴(kuò)展板3使用。參見圖 2，是本實(shí)用新型實(shí)施例ニ提供的主控板的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例提供的主控板2上設(shè)有模擬量輸入電路、開關(guān)量輸入電路、開關(guān)量輸出電路、RS232通信ロ和顯示屏?？蛇x的，所述顯示屏為IXD觸摸屏，例如使用I塊2. 8英寸TFT彩色觸摸屏，與核心板I配合使用后，具備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、參數(shù)配置、查詢等功能，可滿足用戶的需求。參見圖3，是本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的擴(kuò)展板的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例提供的擴(kuò)展板3可為模擬量輸入擴(kuò)展板、開關(guān)量輸入擴(kuò)展板、開關(guān)量輸出擴(kuò)展板或綜合擴(kuò)展板中之一。其中模擬量輸入擴(kuò)展板上設(shè)有模擬量輸入電路，即模擬量輸入(Al)為主配。具體實(shí)施時(shí)，還可以在模擬量輸入擴(kuò)展板上設(shè)置開關(guān)量輸入(DI)、開關(guān)量輸出(DO)，作為輔配。開關(guān)量輸入擴(kuò)展板上設(shè)有開關(guān)量輸入電路，即開關(guān)量輸入(DI)為主配。具體實(shí)施時(shí)，還可以在開關(guān)量輸入擴(kuò)展板上設(shè)置模擬量輸入(Al)、開關(guān)量輸出(DO)，作為輔配。開關(guān)量輸出擴(kuò)展板上設(shè)有開關(guān)量輸出電路，即開關(guān)量輸出(DO)為主配。具體實(shí)施時(shí)，還可以在開關(guān)量輸出擴(kuò)展板上設(shè)置模擬量輸入(Al)、開關(guān)量輸入(DI)，作為輔配。綜合擴(kuò)展板上設(shè)有模擬量輸入電路、開關(guān)量輸入電路和開關(guān)量輸出電路。具體的，四種擴(kuò)展板的配置如下表
ぺ模擬量開關(guān)量輸入開關(guān)量輸出綜合
W擴(kuò)展板(bl) 擴(kuò)展板(M) 擴(kuò)展板(W) 擴(kuò)展板(M)
數(shù)\Ai 數(shù)量IkSkSk
DI數(shù)量輔配主配輔配綜合
~do 數(shù)量mmmmIkmm在上述表格中，“綜合”是指電路板的主配和輔配功能搭配均勻，模擬量、開關(guān)量等接ロ都有一定擴(kuò)充，沒有主、輔功能之分。本實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)采集器，主控板和擴(kuò)展板搭載了對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)采集的基本電路，通過連接板或者連接線纜實(shí)現(xiàn)均與核心板的直接通信，以配合核心板完成數(shù)據(jù)采集與處理工作。由于主控板及擴(kuò)展板不用配備控制器、存儲(chǔ)器，從而節(jié)省了成本；且主控板和擴(kuò)展板搭配了核心板后可獨(dú)立工作，以滿足不同類型用戶的需求，降低了開發(fā)成本和周期。下面結(jié)構(gòu)圖4和圖5，對(duì)本實(shí)用新型提供的數(shù)據(jù)采集器的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。參見圖4，是本實(shí)用新型實(shí)施例四提供的數(shù)據(jù)采集器的結(jié)構(gòu)示意圖。核心板I通過插針和主控板2連接，且核心板I疊加在主控板2的上方。在另ー個(gè)實(shí)施方式中，核心板I通過插針和擴(kuò)展板3連接，且核心板I疊加在擴(kuò)展板3的上方。核心板I通過插針，與主控板2或擴(kuò)展板3連接，構(gòu)成兩層級(jí)聯(lián)板。核心板I可以和主控板2、擴(kuò)展板3組合構(gòu)成接ロ各不相同的產(chǎn)品類型，如下表格所示[0048]
權(quán)利要求1.一種數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，包括核心板、主控板和至少一個(gè)擴(kuò)展板； 所述核心板上設(shè)有微控制器，以及分別和所述微控制器連接的晶振、參數(shù)存儲(chǔ)芯片、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、電源芯片； 所述主控板上設(shè)有模擬量輸入電路、開關(guān)量輸入電路、開關(guān)量輸出電路、RS232通信口和顯不屏； 所述主控板、所述擴(kuò)展板中的至少一個(gè)，和所述核心板連接。
2.如權(quán)利要求I所述的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述擴(kuò)展板為模擬量輸入擴(kuò)展板、開關(guān)量輸入擴(kuò)展板、開關(guān)量輸出擴(kuò)展板或綜合擴(kuò)展板； 所述模擬量輸入擴(kuò)展板上設(shè)有模擬量輸入電路； 所述開關(guān)量輸入擴(kuò)展板上設(shè)有開關(guān)量輸入電路； 所述開關(guān)量輸出擴(kuò)展板上設(shè)有開關(guān)量輸出電路； 所述綜合擴(kuò)展板上設(shè)有模擬量輸入電路、開關(guān)量輸入電路和開關(guān)量輸出電路。
3.如權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述核心板上還設(shè)有插針，所述插針和所述微控制器的I/O 口連接； 所述核心板通過所述插針和所述主控板連接，且所述核心板疊加在所述主控板的上方。
4.如權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集器還包括直插排針； 所述主控板還通過所述直插排針和所述擴(kuò)展板級(jí)聯(lián)，且所述擴(kuò)展板位于所述主控板的下方。
5.如權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述核心板上還設(shè)有插針，所述插針和所述微控制器的I/O 口連接； 所述核心板通過插針和所述擴(kuò)展板連接，且所述核心板疊加在所述擴(kuò)展板的上方。
6.如權(quán)利要求I 5任一項(xiàng)所述的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述核心板上的微控制器為32位Cortex-M3單片機(jī)；所述核心板上的電源芯片為AMS1117開關(guān)電源芯片； 所述核心板上還設(shè)有RS232電平轉(zhuǎn)換芯片；所述RS232電平轉(zhuǎn)換芯片和所述微控制器的USART1、USART2的收發(fā)I/O 口連接。
7.如權(quán)利要求6所述的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述核心板上的參數(shù)存儲(chǔ)芯片為24C02芯片；所述24C02芯片和所述微控制器的I2C接口連接； 所述核心板上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為AT45DB161d芯片；所述AT45DB161d芯片和所述微控制器的SPI2通道連接。
8.如權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述核心板上設(shè)有兩個(gè)晶振，包括8MHz時(shí)鐘晶振和32. 769KHz時(shí)鐘晶振；兩個(gè)晶振分別和所述微控制器的時(shí)鐘接口連接。
9.如權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述主控板上的顯示屏為L(zhǎng)CD觸摸屏。
10.如權(quán)利要求9所述的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集器采用塑料外殼封裝。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種數(shù)據(jù)采集器，包括核心板、主控板和至少一個(gè)擴(kuò)展板；所述核心板上設(shè)有微控制器，以及分別和所述微控制器連接的晶振、參數(shù)存儲(chǔ)芯片、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、電源芯片；所述主控板上設(shè)有模擬量輸入電路、開關(guān)量輸入電路、開關(guān)量輸出電路、RS232通信口和顯示屏；所述主控板、所述擴(kuò)展板中的至少一個(gè)，和所述核心板連接。該數(shù)據(jù)采集器可針對(duì)不同需求靈活擴(kuò)展功能，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，并降低設(shè)計(jì)成本。
文檔編號(hào)G05B19/042GK202472308SQ20112057332
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者傅仁軒, 陳龍飛 申請(qǐng)人:廣州杰賽科技股份有限公司