本發(fā)明涉及一種智能數據采集系統(tǒng)及裝置，涉及一種應用在物聯(lián)網中的數據采集系統(tǒng)。

背景技術：

數據采集器，即實現(xiàn)數據采集功能的計算機擴展，可以通過usb、以太網、各種無線網絡等總線接入個人計算機。

現(xiàn)有的數據采集器具有以下缺點：在工業(yè)現(xiàn)場，通常會安裝很多各種類型的模擬或數字量傳感器，用于監(jiān)測設備及環(huán)境信息，如壓力、溫度、流量、速度、圖像、聲音、電性能等等，受現(xiàn)場環(huán)境的限制傳感器信號不能遠距離傳輸(如距離，布線，抗干擾等)，現(xiàn)有的數據采集器輸入方式僅能支持某些特定的模擬量或數字傳感器輸入，可擴展性及兼容性較差。比如有的傳感器僅支持12v電壓，如需接入24v傳感器更換必須重新設計數據采集器，不可以混用。

由于現(xiàn)有的數據采集器集成度較高，所以輸出方式僅能支持某些特定的一種或幾種通信協(xié)議，比如485、232、以太網。無法通過擴展支持其他協(xié)議。且現(xiàn)有的數據采集器缺乏智能數據采集功能，比如依據a傳感器采集的數據，控制b傳感器的數據采集，多傳感器的數據需要同步采集。

現(xiàn)有的數據采集卡內部總線采用傳統(tǒng)的互連方式，如處理器總線、如處理器總線、pci總線和以太網，都難以滿足新的高速高帶寬的數據傳輸需求，特別是大數據量采集與傳輸，如聲音和圖像，上述缺點成為現(xiàn)有數據采集器亟待解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是：為克服上述問題，提供一種采集速度快、處理精度高、適用范圍廣的智能數據采集系統(tǒng)及裝置。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種智能數據采集系統(tǒng)，包括中央處理單元，所述中央處理單元通過高速串行總線連接有數據存儲模塊、多個數據采集模塊、多個外部通信模塊和電源模塊；

所述高速串行總線包括并行設置的控制總線和數據傳輸總線；

所述數據采集模塊可實現(xiàn)對工業(yè)數據的高速同步采集、異步采集和條件采集；

所述數據存儲模塊用于擴展數據存儲，儲存所述數據采集模塊采集到的工業(yè)數據；

所述中央處理單元對數據采集過程進行控制，及采集后對采集到的工業(yè)數據進行處理；

所述外部通信模塊包含多種通信控制模塊，可驅動多種外部通信接口；

所述電源模塊用于整體供電。

優(yōu)選地，所述高速串行總線為rapidio高速串行總線。

優(yōu)選地，所述中央處理單元包括中央處理器，所述中央處理器連接有多個dsp、usb通信控制模塊、以太網通信控制模塊、flashrom和sdram，所述flashrom用于存儲程序，所述usb通信控制模塊和以太網通信控制模塊為外部編程接口，所述dsp負責高速信號處理及計算，所述sdram為計算提供內部存儲。

優(yōu)選地，所述數據采集模塊包括fpga芯片、高速ad轉換芯片、精確時鐘 芯片、sdram、8個模擬量采集通道和8個數字量采集通道，所述fpga芯片用于實現(xiàn)高速同步采集、異步采集和條件采集。

優(yōu)選地，所述外部通信模塊包括存儲器、場線通信控制模塊、rs232通信控制處理模塊和以太網通信控制處理模塊，所述存儲器用于通信數據緩沖；所述場線通信控制模塊針對不同的場線設置多種不同的配置，可支持powerlink，canopen，devicenet，profibus，profinet。

優(yōu)選地，所述電源集模塊有24v、12v和5v供電模塊。

優(yōu)選地，cpu采用intel32位cpu。

一種智能數據采集裝置，包括通過同一個導軌級聯(lián)在一起的中央處理箱、數據存儲箱、數據采集箱、外部通訊箱和電源箱，所述中央處理箱中安裝有所述中央處理單元，所述數據存儲箱中安裝所述數據存儲模塊，所述數據采集箱中安裝所述數據采集模塊，所述外部通訊箱中安裝所述外部通信模塊，所述電源箱中安裝所述電源模塊。

優(yōu)選地，所述導軌為din導軌。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明本可滿足大數據量的智能采集和傳輸，可擴展性大，兼容性好，可根據使用環(huán)境變換組合，設置相應數量的數據采集模塊和外部通信模塊，適用范圍廣。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明所述智能數據采集系統(tǒng)一個實施例的結構圖；

圖2是本發(fā)明所述智能數據采集系統(tǒng)另一個實施例的具體結構圖；

圖3是本發(fā)明所述智能數據采集裝置一個實施例的爆炸結構圖；

圖4是本發(fā)明所述智能數據采集裝置一個實施例的結構圖；

圖中標記：1-中央處理箱，2-外部通訊箱，3-數據采集箱，4-數據存儲箱，5-電源箱。

具體實施方式

現(xiàn)在結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結構，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構成。

實施例1

如圖1所示的本發(fā)明所述一種智能數據采集系統(tǒng)，包括中央處理單元，所述中央處理單元通過高速串行總線連接有數據存儲模塊、多個數據采集模塊、多個外部通信模塊和電源模塊，所述數據采集模塊和外部通信模塊的個數可根據需要進行設置，不進行具體限定，如需要采集的數據較多，則可以多設置；

所述高速串行總線包括并行設置的控制總線和數據傳輸總線，可以并行的進行控制和數據傳輸，相互不影響，并且可以提高效率，使整體的運行速度更迅捷；

所述數據采集模塊可實現(xiàn)對工業(yè)數據的高速同步采集、異步采集和條件采集，采用同步方式采集數據，在設定的數據采集完之前，程序會一直停在采集函數，直至采集完成后程序才向下執(zhí)行；而異步方式采集，在采集過程中還可以同時進行其它的動作，后面通常會用異步檢測函數來判斷采集有沒有完成，采集完成取數據進行后續(xù)處理，所述條件采集具體為：在滿足預設條件的情況下，通過同步觸發(fā)脈沖采集信號，比如模數轉換，數字采樣。例如常見的兩種情況，在高速高同步要求的情況下：

1.僅當a，b傳感器采集的信號，滿足一定條件后，才觸發(fā)c等其他傳感 器的采樣(通過fpga進行邏輯運算，并發(fā)出采樣指令，同步脈沖)。

2.將a傳感器反饋的脈沖信號，作為觸發(fā)b，和c的同步采樣信號，比如a每10個脈沖，b，c采樣一次(通過dsp信號處理，并向b和c發(fā)出同步脈沖采樣指令)。

所述數據存儲模塊用于擴展數據存儲，可根據需要擴展需要的數據容量，儲存所述數據采集模塊采集到的工業(yè)數據；

所述中央處理單元對數據采集過程進行控制，及采集后對采集到的工業(yè)數據進行處理；

所述外部通信模塊包含多種通信控制模塊，可驅動多種外部通信接口；

所述電源模塊用于整體供電；本發(fā)明本可滿足大數據量的智能采集和傳輸，可擴展性大，兼容性好，可根據使用環(huán)境變換組合，設置相應數量的數據采集模塊和外部通信模塊，適用范圍廣。

在優(yōu)選的實施方式中，所述高速串行總線優(yōu)選的為rapidio高速串行總線，rapidio是一種新型高性能、低引腳數、基于報文交換的互連體系結構，是為滿足現(xiàn)在和未來高性能嵌入式系統(tǒng)的獨特需求而設計的一種開放式互連技術標準，能廣泛滿足嵌入式系統(tǒng)應用的需求，包括微處理器、網絡設備中的存儲器映射i/o器件、存儲子系統(tǒng)和通用計算機平臺的互聯(lián)。本發(fā)明中應用rapidio使芯片與芯片之間、板與板之間的通信帶寬高達1gbps到60gbps的傳輸速率，提供了高帶寬、低延遲的互連解決方法。

在優(yōu)選的實施方式中，如圖2所示，所述中央處理單元包括中央處理器，所述中央處理器連接有多個dsp、usb通信控制模塊、以太網通信控制模塊、flashrom(快閃只讀存儲器)和sdram(synchronousdynamicrandomaccessmemory，同步動態(tài)隨機存儲器)，所述flashrom用于存儲程序，所述usb通信控制模塊 和以太網通信控制模塊為外部編程接口，所述dsp負責高速信號處理及計算，所述dsp的個數根據需要進行設置，所述sdram為計算提供內部存儲。

在優(yōu)選的實施方式中，所述數據采集模塊包括fpga芯片、高速ad轉換芯片、精確時鐘芯片、sdram、8個模擬量采集通道和8個數字量采集通道，所述fpga芯片用于實現(xiàn)高速同步采集、異步采集和條件采集。

在優(yōu)選的實施方式中，所述外部通信模塊包括存儲器、場線通信控制模塊、rs232通信控制處理模塊和以太網通信控制處理模塊，所述存儲器用于通信數據緩沖；所述場線通信控制模塊針對不同的場線設置多種不同的配置，可支持powerlink、canopen、devicenet、profibus和profinet。

在優(yōu)選的實施方式中，所述電源集模塊有24v、12v和5v供電模塊，提供更多的供電模式。

在優(yōu)選的實施方式中，cpu優(yōu)選的采用intel32位cpu，但不限于此，還可采用其他現(xiàn)有的cpu。

實施例2

一種智能數據采集裝置，如圖4所示，包括通過同一個導軌級聯(lián)在一起的中央處理箱1、數據存儲箱4、數據采集箱3、外部通訊箱2和電源箱5，以上箱體都通過同一導軌連接，首先，其內部電路方便進行布局，其次，各個箱體之間可實現(xiàn)快速插接組合，如圖3所示，可根據需要進行變換不同的應用組合，所述中央處理箱1中安裝有所述中央處理單元，所述數據存儲箱4中安裝所述數據存儲模塊，所述數據采集箱3中安裝所述數據采集模塊，所述外部通訊箱2中安裝所述外部通信模塊，所述電源箱5中安裝所述電源模塊。

在優(yōu)選的實施方式中，所述導軌為din導軌。

以上述依據本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作 人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。