CN102436227B - 一种数据采集传输仪开关量信号采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种数据采集传输仪开关量信号采集方法，基于数据采集传输仪，数据采集传输仪包括开关量信号输入接口、光耦合器、数据缓冲器、处理器，拔码开关以及多个限流电阻，光耦合器包括发光二极管和光敏三极管，多个限流电阻均与发光二极管相连接，光敏三极管与数据缓冲器连接；所述方法包括：利用拔码开关切换多个限流电阻；利用开关量信号输入接口采集输入的开关量信号；利用光耦合器将采集到的开关量信号转换成逻辑高低电平；在本发明实施例中，通过拔码开关对多类型开关量信号对应的限流电阻进行选择，因此本发明不用重新设计系统，只需要使用同一个光耦合器就可以灵活实现多类型开关量信号的采集。

Description

一种数据采集传输仪开关量信号采集方法

技术领域

本发明涉及信号采集领域，更具体地说，涉及一种开关量信号的采集。

背景技术

随着科学技术的不断发展，电子技术中对信号采集的要求也越来越高，特别是对多路信号的采集。现有的开关量采集方法只能采集单一类型的开关量，当工业现场中存在多种类型的开关量信号时，只有重新设计系统才能选择多种类型的开关量信号，因此现有的开关量采集方法不具有采集多类型开关量信号选择的功能。

综上所述，如何提供一种可以采集多类型开关量信号的开关量信号采集系统及方法是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种数据采集传输仪开关量信号采集方法，以实现多类型开关量信号的采集。

本发明是这样实现的：

一种数据采集传输仪开关量信号采集方法，基于数据采集传输仪，所述数据采集传输仪包括开关量信号输入接口、光耦合器、数据缓冲器、处理器、拔码开关以及多个限流电阻，所述光耦合器包括发光二极管和光敏三极管，所述多个限流电阻均与所述发光二极管相连接，所述光敏三极管与所述数据缓冲器连接；

所述方法包括：

利用所述拔码开关切换所述多个限流电阻；

利用所述开关量信号输入接口采集输入的开关量信号；

利用所述光耦合器将所述采集到的开关量信号转换成逻辑高低电平；

利用所述数据缓冲器缓冲所述逻辑高低电平；

利用所述处理器采集所述逻辑高低电平。

优选的，所述光耦合器中所述发光二极管的个数为1个，所述光敏三极管的个数为1个。

优选的，所述多个限流电阻的一端均与所述发光二极管的阳极相连接。

优选的，所述发光二极管的阴极接地。

优选的，所述多个限流电阻的另外一端均与所述拔码开关连接。

优选的，所述多个限流电阻的数量为4。

优选的，所述拔码开关数量为1。

优选的，所述开关量信号包括4种开关量信号类型，分别为：

与3.3V开关量信号对应的第一种开关量信号；

与5V开关量信号对应的第二种开关量信号；

与12V开关量信号对应的第三种开关量信号；

与24V开关量信号对应的第四种开关量信号。

优选的，所述多个限流电阻包括：

与所述第一种开关量信号对应、阻值为200Ω的第一限流电阻；

与所述第二种开关量信号对应、阻值为390Ω的第二限流电阻；

与所述第三种开关量信号对应、阻值为2000Ω的第三限流电阻；

与所述第四种开关量信号对应、阻值为4700Ω的第四限流电阻。

综上所述，在本发明实施例中，可通过拔码开关对多类型开关量信号对应的限流电阻进行选择，因此本发明不用重新设计系统，只需要使用同一个光耦合器就可以灵活实现多类型开关量信号的采集。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的数据采集传输仪结构示意图；

图2为本发明实施例提供的开关量信号采集方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的拔码开关、限流电阻以及光耦合器的相互关系示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例公开了一种数据采集传输仪开关量信号采集方法，基于数据采集传输仪，如图1所示，数据采集传输仪包括开关量信号输入接口U1、光耦合器U4，数据缓冲器U5、处理器U6、拔码开关U2以及限流电阻组U3，限流电阻组包括多个限流电阻，光耦合器U4包括发光二极管U41和光敏三极管U42，限流电阻组U3与发光二极管U41相连接，光敏三极管U42与数据缓冲器U5连接。

如图2示出了一种开关量信号采集方法，包括：

S1：利用拔码开关U2切换多个限流电阻；

S2：利用开关量信号输入接口U1采集输入的开关量信号；

S3：利用光耦合器U4将所述采集到的开关量信号转换成逻辑高低电平；

S4：利用数据缓冲器U5缓冲所述逻辑高低电平；

S5：利用处理器U6采集所述逻辑高低电平。

在具体实施过程中，可以在利用开关量输入接口U1采集开关量信号之前，或在利用开关量输入接口U1采集开关量信号之后，利用拔码开关U2切换上述多个限流电阻。也即，上述步骤S1和步骤S2的顺序可以颠倒。本领域技术人员可根据实际需要进行灵活选择，在此不作赘述。

上述开关量信号采集方法如下：根据所要采集的开关量信号的大小选择限流电阻，利用拔码开关U2切换多个限流电阻，将拔码开关U2切换到根据所要采集的开关量信号的大小而选择出的限流电阻上；开关量输入接口U1采集开关量信号，所述开关量信号经过拔码开关U2以及选择出的限流电阻传送至光耦合器U4，光耦合器U4将开关量信号转换成逻辑高低电平，数据缓冲器U5对该逻辑高低电平进行缓冲，并将上述逻辑高低电平传送至处理器U6，处理器U6采集上述逻辑高低电平，逻辑高低电平只存在两种稳定的状态，对于处理器而言，“1”代表高电平，“0”代表低电平。

综上所述，本发明实施例中，通过拔码开关对多类型开关量信号对应的限流电阻进行选择，因此本发明不用重新设计系统，只需要使用同一个光耦合器就可以灵活实现多类型开关量信号的采集。

开关量信号采集方法中的拔码开关U2、多个限流电阻以及光耦合器U4是实现多路开关量信号对逻辑高低电平转变的关键。下面以一个具体的实施例，对上述的部件进行详细的介绍。

图3示出了上述部件的一种结构，包括拔码开关U2、多个限流电阻以及光耦合器U4，其中，光耦合器U4中发光二极管U41的个数为1个，光敏三极管U42的个数为1个。

在本发明其他实施例中，上述限流电阻的数量可为2个，3个，4个，5个等等，本领域技术人员可根据实际需要进行灵活设计，在此不作赘述。而在本实施例中，上述限流电阻的数量为4个，上述4个限流电阻可以用第一限流电阻R1、第二限流电阻R2、第三限流电阻R3以及第四限流电阻R4表示。

上述各组成部分的连接关系如下：

发光二极管U41的阴极与地GND1连接，其阳极与R1至R4的一端相连接，而R1至R4的其另外一端均与拔码开关U2连接，与此对应，拔码开关U2可为四选一通道拔码开关，其数量为1。这样就能够实现在不重新设计系统的情况下，针对工业现场不同类型的开关量信号，实现对每一路的开关量信号的采集。

当然，如果拔码开关U2也可为二选一通道拔码开关，此时其数量为2。本领域技术人员可根据实际需要进行灵活设计，在此不作赘述。

光敏三极管U42的集电极与电路的供电电压连接，发射极通过保护电阻R5与GND2连接，发射极的OUT则用于输出信号。

在测量系统应用环境中，常用的开关量信号有3.3V，5V，12V和24V。因此，在本实施例中，以上所有实施例中的开关量信号可包括4种开关量信号类型，分别为：与3.3V开关量信号对应的第一种开关量信号；与5V开关量信号对应的第二种开关量信号；与12V开关量信号对应的第三种开关量信号；与24V开关量信号对应的第四种开关量信号。上述3.3V，5V，12V和24V可称为开关量信号参数。

限流电阻的电阻值可由上述发光二极管的工作参数和开关量信号参数计算。假设发光二极管的导通电流为I，导通电压为U，开关量信号电压为Uin，则保护电阻的实际值为(Uin-U)/I，再根据实际电阻值的大小，选取市场上阻值相近的电阻元器件作为限流电阻。

在本发明其他实施例中，如用第一限流电阻R1、第二限流电阻R2、第三限流电阻R3以及第四限流电阻R4分别传送上述第一种开关量信号、第二种开关量信号、第三种开关量信号和第四种开关量信号的话，则根据发光二极管的工作参数和开关量信号参数计算可得：

R1的阻值为200Ω，R2的阻值为390Ω，R3的阻值为2000Ω，R4阻值为4700Ω。

同理，可以根据光敏三极管的导通电流和电压得到光敏三极管保护电阻R5的电阻值。

这样，在使用时，在需要对24V开关量信号进行采集时，可将拔码开关拔到第四限流电阻R4：当开关量信号为24V时，发光二极管U41将接通发光，光敏三极管U42进而导通，OUT端输出VCC的电平信号，即逻辑高电平；而当开关量信号为小于24V时的其他类型的开关量类型时，如12V、5V或3.3V，发光二极管U41不发光，光敏三极管U42截止，OUT输出信号为GND2的电平信号，即低电平。

同理，将拔码开关拔到第三限流电阻R3时，可实现对12V开关量信号的采集。可依次类推，在此不作赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种数据采集传输仪开关量信号采集方法，基于数据采集传输仪，其特征在于，所述数据采集传输仪包括开关量信号输入接口、光耦合器、数据缓冲器、处理器、拨码开关以及多个限流电阻，所述光耦合器包括发光二极管和光敏三极管，所述多个限流电阻的一端均与所述发光二极管的阳极相连接，所述光敏三极管与所述数据缓冲器连接，所述拨码开关与所述开关量信号输入接口相连；

所述方法包括：

利用所述拨码开关切换所述多个限流电阻；

利用所述开关量信号输入接口采集输入的开关量信号；

利用所述光耦合器将所述采集到的开关量信号转换成逻辑高低电平；

利用所述数据缓冲器缓冲所述逻辑高低电平；

利用所述处理器采集所述逻辑高低电平。

2.根据权利要求1所述的开关量信号采集方法，其特征在于，

所述光耦合器中所述发光二极管的个数为1个，所述光敏三极管的个数为1个。

3.根据权利要求1所述的开关量信号采集方法，其特征在于，

所述发光二极管的阴极接地。

4.根据权利要求1所述的开关量信号采集方法，其特征在于，

所述多个限流电阻的另外一端均与所述拨码开关连接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的开关量信号采集方法，其特征在于，

所述多个限流电阻的数量为4。

6.根据权利要求5所述的开关量信号采集方法，其特征在于，

所述拨码开关的数量为1。

7.根据权利要求6所述的开关量信号采集方法，其特征在于，

所述开关量信号包括4种开关量信号类型，分别为：

与3.3V开关量信号对应的第一种开关量信号；

与5V开关量信号对应的第二种开关量信号；

与12V开关量信号对应的第三种开关量信号；

与24V开关量信号对应的第四种开关量信号。

8.根据权利要求7所述的开关量信号采集方法，其特征在于，所述多个限流电阻包括：

与所述第一种开关量信号对应、阻值为200Ω的第一限流电阻；

与所述第二种开关量信号对应、阻值为390Ω的第二限流电阻；

与所述第三种开关量信号对应、阻值为2000Ω的第三限流电阻；

与所述第四种开关量信号对应、阻值为4700Ω的第四限流电阻。

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