CN104239263A - 一种基于嵌入式的数据采集终端 - Google Patents

一种基于嵌入式的数据采集终端 Download PDF

Info

Publication number
CN104239263A
CN104239263A CN201410512697.0A CN201410512697A CN104239263A CN 104239263 A CN104239263 A CN 104239263A CN 201410512697 A CN201410512697 A CN 201410512697A CN 104239263 A CN104239263 A CN 104239263A
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
interface
port
processing unit
central processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410512697.0A
Other languages
English (en)
Inventor
彭道刚
宋磊
张�浩
钱玉良
王科龙
赵斌斌
杨同帅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai University of Electric Power
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
Shanghai University of Electric Power
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai University of Electric Power filed Critical Shanghai University of Electric Power
Priority to CN201410512697.0A priority Critical patent/CN104239263A/zh
Publication of CN104239263A publication Critical patent/CN104239263A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Debugging And Monitoring (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于嵌入式的数据采集终端，中央处理器的数据输入端口SPI接口与AD转换器连接，读取AD转换器转换过来数据；中央处理器的数据输出端口UART接口与LCD液晶显示的控制单片机的UART连接进行数据通讯；中央处理器的数据输出端口SPI接口通过NEC28J60芯片建立TCP/IP端口，通过TCP/IP端口将采集到的数据由以太网传送至服务器；中央处理器的数据输出端口UART接口与RS485的电平转换芯片连接，建立RS485的通信接口，中央处理器通过RS485端口且使用Modbus/RTU协议将AD所采集的数据传送至上位监控系统通信，并接受由上位监控系统所发来的信息。本发明解决现有数据采集终端所采集数据的实时性、准确性和可靠性较差的问题。

Description

一种基于嵌入式的数据采集终端
技术领域
本发明涉及一种数据采集终端，特别涉及一种基于嵌入式的数据采集终端。
背景技术
随着通讯技术的发展，陆续出现采用各种通讯技术的数据采集终端，这类具有数据采集和通讯功能的采集终端，被广泛运用于电力、石油、化工、冶金、钢铁、交通等各个行业。现场信号通过数据采集进行连续采集和处理后，需要通过数据通信网络传送至上位监控系统。
随着计算机、电子、自动化、网络与通信等技术的快速发展，网络化、智能化、数字化的分布式控制系统得到了广泛应用，这就对最底层的数据采集终端数据的实时性，准确性和可靠性提出了更高的要求。而目前大部分数据采集终端都存在处理能力有限，实时性、可靠性较差的问题。近年来，嵌入式技术得到了迅速发展，嵌入式系统能够很好地适应数据采集与监控系统对功能、可靠性、成本、体积及功耗等方面的严格要求，以高性能嵌入式微处理器为核心所研制的新一代数据采集终端有很好的市场前景。
发明内容
本发明是针对现有数据采集终端所采集数据的实时性，准确性和可靠性较差的问题，提出了一种基于嵌入式的数据采集终端，采用ARM+xDSP内核的单片机和嵌入式操作系统以及可靠的通信模块和通信协议，提高了数据采集终端的可靠性、实时性，准确性。
本发明的技术方案为：一种基于嵌入式的数据采集终端，包括中央处理器、AD转换器、通信模块、TFTLCD液晶显示、晶振和电源接口，中央处理器的数据输入端口SPI接口与AD转换器连接，读取AD转换器转换过来数据；中央处理器的数据输出端口UART接口与LCD液晶显示的控制单片机的UART连接进行数据通讯；中央处理器的数据输出端口SPI接口通过NEC28J60芯片建立TCP/IP端口，通过TCP/IP端口将采集到的数据由以太网传送至服务器；中央处理器的数据输出端口UART接口与RS485的电平转换芯片连接，建立 RS485的通信接口，中央处理器通过RS485端口且使用Modbus/RTU协议将AD所采集的数据传送至上位监控系统通信，并接收由上位监控系统所发来的信息；中央处理器的数据输出端口UART接口与RS232的电平转换芯片连接，建立 RS232的通信接口，中央处理器通过RS232与PC机相连接，用来进行对从站设备的调试。
本发明的有益效果在于：本发明基于嵌入式的数据采集终端，通过以太网通信接口以Modbus/TCP协议将数据传输到上位监控系统，或者通过RS485 Modbus串行链路的RTU模式传送给上位监控系统，或者通过CAN总线将数据传送给上位监控系统。解决现有数据采集终端所采集数据的实时性，准确性和可靠性较差的问题；结构简单，成本低，最重要的是该数据采集终端实时性高，可靠性好，功耗低。
附图说明
图1为本发明基于嵌入式的数据采集终端的系统结构图；
图2为本发明所使用的Mobus RTU和Mobus TCP通信协议模型图；
图3为本发明所使用的Mobus RTU通信协议从站程序流程图。
具体实施方式
如图1所示基于嵌入式的数据采集终端的系统结构图，包括中央处理器、AD转换器、通信模块、TFTLCD液晶显示、晶振和电源接口。
所述的中央处理器选用XN12L612单片机。XN12L612单片机是内嵌ARM Cortex™ M0核的32位高性能微控制器。它采用ARM+xDSP架构。其中内核最高工作频率可达100MHz，内置xDSP引擎支持32位硬件除法运算，CORDIC运算和滤波运算。而且带有丰富外设，如高速12位的ADC（12通道），10位的DAC， 4个UART串口，SPI/QSPI接口，TWS总线接口， 4个通用计数器/定时器，32位RTC，精度1%的内部晶振，高达55个通用输入输出口。
所述的中央处理器的数据输入端口SPI接口与外接16位的AD7606连接，读取AD转换过来数据，并对所采集的数据进行相应的处理。
所述中央处理器的数据输出端口UART接口与TFTLCD液晶显示的控制单片机的UART连接进行数据传送，用于显示。
所述中央处理器的数据输出端口SPI接口通过NEC28J60芯片建立TCP/IP端口，使得所述中央处理器可以通过Modbus TCP协议与上位机通信，发送数据。
如图2所示所使用的Mobus RTU和Mobus TCP通信协议模型图，可通过以太网口使用Modbus/TCP协议将所采集到的数据传送至服务器，也可通过RS485使用Modbus RTU协议将作为从站的数据采集器所采集到的数据传送至上位机。
所述中央处理器的数据输出端口UART接口与RS485和RS232的电平转换芯片MAX3232和MAX3485连接，这样就做成了RS232和RS485的通信接口，使用RS485通信接口，使得所述中央处理器可以与上位监控系统通信，发送数据使用RS232通信接口，使得所属中央处理器可以与PC连接，可以方便对从站设备进行调试。
如图3所示所使用的Mobus RTU通信协议从站程序流程图。首先需要对串口进行初始化，如设置波特率、数据位和奇偶校验位等，然后调用串口接收命令读取主站（上位机）发送来的数据帧，并判断接收到的数据帧中的地址与本机是否相符，如果不符，直接结束，否则对数据帧进行CRC校验。当校验正确的时候就可以根据相应的功能代码调用对应的函数去执行功能操作，然后向主站返回一个应答帧结束，否则向主站返回一个错误信息的应答帧。
电源接口通过外界直流供电器，在内部通过电压转换电路为所述中央处理器和数字电路供电。
本发明考虑长期无人值守，虽然在室内，环境复杂，结构件采用IP54规范，防尘防水，PCB 版设计留有测试点，方便开发调试与程序烧录；并且，考虑用户可能无意磕碰，SMT贴装打胶，保证器件的焊接可靠性。设计考虑系统长期工作，尽量处于睡眠模式，降低功耗的同时，也减少器件的老化。同时，设计watchdog机制，保证系统的自恢复能力。

Claims (1)

1.一种基于嵌入式的数据采集终端，其特征在于，包括中央处理器、AD转换器、通信模块、TFTLCD液晶显示、晶振和电源接口，中央处理器的数据输入端口SPI接口与AD转换器连接，读取AD转换器转换过来数据；中央处理器的数据输出端口UART接口与LCD液晶显示的控制单片机的UART连接进行数据通讯；中央处理器的数据输出端口SPI接口通过NEC28J60芯片建立TCP/IP端口，通过TCP/IP端口将采集到的数据由以太网传送至服务器；中央处理器的数据输出端口UART接口与RS485的电平转换芯片连接，建立 RS485的通信接口，中央处理器通过RS485端口且使用Modbus/RTU协议将AD所采集的数据传送至上位监控系统通信，并接收由上位监控系统所发来的信息；中央处理器的数据输出端口UART接口与RS232的电平转换芯片连接，建立 RS232的通信接口，中央处理器通过RS232与PC机相连接，用来进行对从站设备的调试。
CN201410512697.0A 2014-06-20 2014-09-29 一种基于嵌入式的数据采集终端 Pending CN104239263A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410512697.0A CN104239263A (zh) 2014-06-20 2014-09-29 一种基于嵌入式的数据采集终端

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410281166.5 2014-06-20
CN201410281166 2014-06-20
CN201410512697.0A CN104239263A (zh) 2014-06-20 2014-09-29 一种基于嵌入式的数据采集终端

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104239263A true CN104239263A (zh) 2014-12-24

Family

ID=52227364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410512697.0A Pending CN104239263A (zh) 2014-06-20 2014-09-29 一种基于嵌入式的数据采集终端

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104239263A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105785958A (zh) * 2016-05-08 2016-07-20 杭州集控软件有限公司 基于智慧工厂的多功能数据采集器、采集系统及方法
CN110457250A (zh) * 2019-08-29 2019-11-15 苏州德姆斯信息技术有限公司 嵌入式数据采集处理终端及数据采集处理方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120084400A1 (en) * 2010-07-23 2012-04-05 Almadi Soloman M Machines, Computer Program Products, and Computer-Implemented Methods Providing an Integrated Node for Data Acquisition and Control
CN202209959U (zh) * 2011-09-09 2012-05-02 北京环宇宏业科技开发有限公司 便携式环境数据采集器
CN203537414U (zh) * 2013-10-16 2014-04-09 上海电力学院 基于嵌入式多微控制单元的通信协议转换装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120084400A1 (en) * 2010-07-23 2012-04-05 Almadi Soloman M Machines, Computer Program Products, and Computer-Implemented Methods Providing an Integrated Node for Data Acquisition and Control
CN202209959U (zh) * 2011-09-09 2012-05-02 北京环宇宏业科技开发有限公司 便携式环境数据采集器
CN203537414U (zh) * 2013-10-16 2014-04-09 上海电力学院 基于嵌入式多微控制单元的通信协议转换装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王勇等: "ARM平台在多功能数据采集系统中的设计与实现", 《自动化仪表》 *
许龙虎等: "基于Modbus的嵌入式数据采集系统设计", 《华东电力》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105785958A (zh) * 2016-05-08 2016-07-20 杭州集控软件有限公司 基于智慧工厂的多功能数据采集器、采集系统及方法
CN105785958B (zh) * 2016-05-08 2018-02-13 杭州集控科技有限公司 基于智慧工厂的多功能数据采集器、采集系统及方法
CN110457250A (zh) * 2019-08-29 2019-11-15 苏州德姆斯信息技术有限公司 嵌入式数据采集处理终端及数据采集处理方法
CN110457250B (zh) * 2019-08-29 2023-04-07 苏州德姆斯信息技术有限公司 嵌入式数据采集处理终端及数据采集处理方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201707782U (zh) 基于gprs的智能抄表系统
CN102722971B (zh) 一种协议固化的智能数据采集装置
CN203339424U (zh) 无线智能能耗计
CN201750433U (zh) 建筑能耗数据采集器
CN102346453A (zh) 基于工业以太网的模拟量数据采集模块
CN202150868U (zh) 多协议数据采集网关
CN104239263A (zh) 一种基于嵌入式的数据采集终端
CN103152427A (zh) 一种远程无线抄表控制方法
CN205003842U (zh) 一种基于物联网的能耗数据采集器
CN202110651U (zh) 一种地源热泵系统自动监测装置
CN206497555U (zh) 一种机电分离直读智能远传水表
CN115833394A (zh) 一种基于nb-iot的配电室远程监控系统
CN202177816U (zh) 一种基于工业以太网的模拟量数据采集模块
CN212623662U (zh) 一种远程控制及状态采集模块
CN105513311A (zh) 电力系统数据采集装置
CN213399965U (zh) 一种红外智能网络采集终端
CN210666762U (zh) 一种通用板卡
CN103941085A (zh) 低功耗电能采集装置
CN203759084U (zh) 一种多通讯方式电力仪表
CN203706392U (zh) 基于STM32、SH79F32和nRF905芯片的无线传感通讯平台
CN104281109A (zh) 能源数据采集设备及其采集方法
CN202939792U (zh) 单相双信道通信模块
CN203630563U (zh) 远程智能测控单元
CN202126436U (zh) 一种采用td-scdma通讯的电子血糖仪
CN206773470U (zh) 一种数据集中器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20141224