CN103322954A - 数显量具多通道数据采集仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数显量具多通道数据采集仪，包括多个数显量具、多个数据采集器及主控制器，每一个数据采集器的一端通过数据传输连接线与数显量具的串行数据输出接口连接，另一端通过数据传输连接线与主控制器的多合一串行数据传输插座连接。能实现多达120个数显量具的数据测量，并具有抗干扰能力强，传输距离远，工作稳定性好等优点；显著提高了测量数据的处理效率；具有制造成本低、维护费用少、体积小、重量轻的特点，符合适用、经济、轻便的原则，达到使用方便、提高工作效率，降低成本的目的。

Description

数显量具多通道数据采集仪

技术领域

本发明涉及一种数据采集仪，尤其是一种数显量具多通道数据采集仪。

背景技术

目前机械制造中所使用的卡尺、百分表、千分尺等测量工具已经实现数显化。随着企业管理的日趋科学化，这些量具测量的零件数据需要记录并作大量的统计运算。所使用的数显量具，一般都设有串行数据接口，输出二进制串行信号。例如，专利申请公布号：CN102759309A提供的数显量具数据输出装置，测量部件经数据线与传感器电连接，传感器经数据线与A/D转换器电连接，A/D转换器经数据线与CPU电连接，键盘、显示屏、电源、485接口、无线卡和存储卡分别经数据线与CPU电连接，以通过软件编程将现有的数据输出到一带有接收装置的电脑中，从而实现数据传输、自动保存数据的作用，提供数显量具输出的接口，操作方便、节省纸质记录时间、节省纸张、节约档案的保存空间，从而提高效率、空间的利用率、节约成本等。又如，授权公告号：CN202041139U中国实用新型专利提供的数显卡尺数据接口装置，主要由夹持杆、数据接口构成；夹持杆的左端与数显卡尺锁紧螺钉连接，夹持杆的右端用十字槽盘头螺钉与数据接口连接，输出导线的一端与数据接口连接，另一端与终端设备连接，也可去除输出导线而采用无线发送。该调整装置保证了数显卡尺连接的可靠性和通用性，适用于各种规格的数显卡尺数据接口连接。但是，由于输出的电信号很小，驱动能力弱，抗干扰能力差，传输距离短，且测量确认按键又设在PC机的键盘上，操作很不方便，不能满足现场使用要求。此外，输出的串行数据信号为PC机不能识别的代码，无法直接通过通用的标准总线RS232传送给PC机。即使现在部分容栅数显量具厂家提供的部分专用计算机适配器，但其在数据传输距离上非常有限，并且通常只限于单个数显量具的连接使用，满足不了远距离测量以及多个数显量具测量数据的同时采集传输的要求，更由于PC机携带不方便，特别是特殊环境不允许利用PC机连接数显量具进行数据的测量，从而使数显量表的广泛使用受到了限制。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种能够同时收集多个数显量具的测量数据、抗干扰能力强、传输距离远、工作稳定性好、使用方便的数显量具多通道数据采集仪。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

数显量具多通道数据采集仪，其特征在于，包括多个数显量具、多个数据采集器及主控制器，每一个数据采集器的一端通过数据传输连接线与数显量具的串行数据输出接口连接，另一端通过RS485数据传输连接线与主控制器的多合一串行数据传输插座连接。

所述数据采集器内部集成有微控制器MCU1及其外围电路、电平转换电路、第一RS485串行通信电路、RS232数据输入接口及RS485数据输出接口，所述RS232数据输入接口、电平转换电路、微控制器MCU1、第一RS485串行通信电路、RS485数据输出接口依次电连接。

所述主控制器集成有多合一串行数据传输插座、显示模块、电源模块、微控制器MCU2及其外围电路模块，所述多合一串行数据传输插座包括RS485串行数据输入接口、第二RS485串行通信电路，所述多合一串行数据传输插座与微控制器MCU2电连接，所述微控制器MCU2还与显示模块、电源模块电连接，所述电源模块为整个数显量具多通道数据采集仪提供电源。

所述数据采集器与数显量具连接的数据传输连接线采用Mini USB数据传输插头。

所述数据采集器与主控制器连接的数据传输连接线采用9芯航空插头。

所述电源模块包括蓄电池及外接电源接口。

本发明的有益效果在于：

1、由于所述采集仪中数据采集器与主控制器之间采用RS485数据传输线，由主控制器作为系统主机，数据采集器作为系统从机，从而能够实现多达120个数显量具的数据采集，并具有抗干扰能力强、传输距离远、能够达1公里以上、工作稳定性好等优点。

2、由于系统中主控制器与数据采集器采用RS485串行数据通信传输协议，能够自动识别出每个数据采集器以及数显量具的测量数据帧格式，并能在主控制器的显示模块中实时的显示，显著提高了测量数据的处理效率。

3、该系统的主控制器采用6V镍镉电池供电，并具有外接电源的接口，方便了系统使用外部电源供电，数据采集器的电源也由主控制器的电源模块提供。系统具有电源效率高，功耗低的特点。

4、本发明具有制造成本低、维护费用少、体积小、重量轻的特点，符合适用、经济、轻便的原则，达到使用方便、提高工作效率、降低成本的目的。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1为本发明所述数显量具多通道数据采集仪的结构框图；

图2为本发明的数据采集器的结构框图；

图3为本发明的主控制器的结构框图；

图中：1-数显量具，2-数据采集器，3-主控制器，21-RS232数据输入接口，22-电平转换电路，23-微控制器MCU1，24-第一RS485串行通信电路，25-RS485数据输出接口，31-RS485串行数据输入接口，32-第二RS485串行通信电路，33-微控制器MCU2，34-显示模块，35-电源模块。

具体实施方式

下面通过结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述，但这并不限制本发明的范围。

如图1所示，本发明所述的数显量具多通道数据采集仪，包括多个数显量具1、多个数据采集器2及主控制器3，每一个数据采集器2的一端通过数据传输连接线与数显量具1的串行数据输出接口连接，另一端通过RS485数据传输连接线与主控制器3的多合一串行数据传输插座连接。每个数显量具1将测量数据信号帧传输到与其相连接的数据采集器2，然后通过数据采集器2对测量数据信号帧进行重新编码后再在主控制器3的传输控制指令下分别将数据信号帧传输给主控制器3，主控制器3对接收到的测量数据信号帧进行解码、提取解码后的测量数据帧并显示。

具体地，所述数据采集器2集成了RS232数据输入接口21、电平转换电路22、微控制器MCU123、第一RS485串行通信电路24、RS485数据输出接口25，如图2所示。所述主控制器3集成有多合一串行数据传输插座、显示模块34、电源模块35、微控制器MCU233及其外围电路模块，所述多合一串行数据传输插座包括RS485串行数据输入接口31、第二RS485串行通信电路32，所述多合一串行数据传输插座与微控制器MCU233电连接，所述微控制器MCU233还与显示模块34、电源模块35电连接，如图3所示。所述显示模块34为液晶显示屏，所述电源模块35为整个数显量具多通道数据采集仪提供电源。数据采集器2通过RS232串行数据传输连接线与数显量具1的串行数据传输接口连接，所述RS232串行数据传输连接线的插头为Mini USB插头；通过RS485数据传输连接线与主控制器3的RS485串行数据输入接口31相连，所述RS485数据传输连接线的插头为9芯航空插头，主控制器3的RS485串行数据输入接口31为9芯航空插座。

使用过程中，数显量具1测得的数据帧通过RS232串行数据传输连接线传输到数据采集器2的电平转换电路22中进行信号电平的转换，使数据信号电平与所述采集仪使用的信号电平兼容，然后再将数据帧传输到微控制器MCU123中进行数据的重新编码。主控制器3中的微控制器MCU233通过RS485串行通信电路32及RS485数据输入接口31向数据采集器2发送传输数据指令，数据采集器2对接收到的指令做出应答并返回经过编码的数显量具的测量数据帧。编码后的测量数据帧通过第一RS485串行通信电路24、RS485数据输出接口25、RS485数据传输连接线传输到主控制器3上。每个所述数据采集器2在主控制器3的控制指令下分别实现数据帧在采集器2、主控制器3之间的相互传输，每个所述数据采集器2与主控制器3间的通信不会发生冲突。主控制器3与数据采集器2之间采用RS485串行通信传输协议，主控制器3能够识别数据采集器2所发送的测量数据信号的数据帧格式，将测量数据的数据帧取出并送到显示模块34显示。所述采集仪的整个系统采用5V电源供电，电池盒安装蓄电池，例如6V镍镉电池，通过电源模块35将电源稳压在5±0.3V左右，主控制器3通过与连接线分别为每个数据采集器2供电。同时，为了方便使用，电源模块还配置了外接电源接口。

本发明所采用的元器件均为易购件，成本低。在较小的板件尺寸上用较少的元器件实现高密度、高精度、且无须另外进行时序和数据通讯的可靠采集。与现有技术相比，本发明有诸多优势，亦减少了工作人员的工作量，在工程测量、工业控制、汽车自动控制领域等有广阔的应用、发展空间。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明的详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于上述实施例。对于本领域技术人员在不脱离本发明构思的前提下做出若干显而易见的改进或替换都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.数显量具多通道数据采集仪，其特征在于，包括多个数显量具（1）、多个数据采集器（2）及主控制器（3），每一个数据采集器（2）的一端通过数据传输连接线与数显量具（1）的串行数据输出接口连接，另一端通过RS485数据传输连接线与主控制器（3）的多合一串行数据传输插座连接。

2.根据权利要求1所述的数显量具多通道数据采集仪，其特征在于，所述数据采集器（2）内部集成有微控制器MCU1（23）及其外围电路、电平转换电路（22）、第一RS485串行通信电路（24）、RS232数据输入接口（21）及RS485数据输出接口（25），所述RS232数据输入接口（21）、电平转换电路（22）、微控制器MCU1（23）、第一RS485串行通信电路（24）、RS485数据输出接口（25）依次电连接。

3.根据权利要求2所述的数显量具多通道数据采集仪，其特征在于，所述主控制器（3）集成有四合一串行数据传输插座、显示模块（34）、电源模块（35）、微控制器MCU2（33）及其外围电路模块，所述四合一串行数据传输插座包括RS485串行数据输入接口（31）、第二RS485串行通信电路（32），所述四合一串行数据传输插座与微控制器MCU2（33）电连接，所述微控制器MCU2（33）还与显示模块（34）、电源模块（35）电连接，所述电源模块（35）为整个数显量具多通道数据采集仪提供电源。

4.根据权利要求3所述的数显量具多通道数据采集仪，其特征在于，所述数据采集器（2）与数显量具（1）连接的数据传输连接线采用Mini USB数据传输插头。

5.根据权利要求3所述的数显量具多通道数据采集仪，其特征在于，所述数据采集器（2）与主控制器（3）连接的数据传输连接线采用9芯航空插头。

6.根据权利要求1-5任一项所述的数显量具多通道数据采集仪，其特征在于，所述电源模块（35）包括蓄电池及外接电源接口。

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