CN105551226A - 一种低功耗智能数据采集箱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低功耗智能数据采集箱，<u>属</u>于土木工程领域，应用于结构安全健康监测行业。该数据采集箱内部它包括智能控制模块，智能控制模块与无线数传模块、电源控制模块、数据采集卡连接；电源控制模块与蓄电池连接。本发明专利通过采用在数据采集箱内增加智能控制模块，提高了系统现场智能自动处理故障的能力，提高了系统整体的可靠性，通过将诊断信息上报，提高了故障预警和解决的及时性。
Description
技术领域
本发明涉及一种低功耗智能数据采集箱，属于土木工程领域，应用于结构安全健康监测行业。
背景技术
现有技术：目前土木安全监测现场用数据采集系统多采用数据采集仪、电源模块、通信模块安装固定在防护箱内，再通过工业现场串行总线或者DTU将数据远程传输。虽然这种方法比较成熟且大规模应用，但系统的可靠性低，比如当通信无论是有线还是无线发生故障时，故障时间段内的关键数据就会丢失，且无法保存故障信息。再有就是无法得知系统的运行状态，这对于系统可靠性运行的提前预判非常重要。
发明内容
本发明为了克服上述缺陷，目的在于提供一种低功耗智能数据采集箱，通过在传统的数据采集系统的基础上，增加低功耗智能控制模块，该智能控制模块的作用就是通过智能判断通信链路的故障，自动切换通信链路，并实时提供数据采集系统的工作状态信息及自诊断信息，极大地提高了系统的运行可靠性。
本发明为了实现上述技术目的，采用如下技术方案：
一种低功耗智能数据采集箱，该数据采集箱内部它包括智能控制模块，智能控制模块与无线数传模块、电源控制模块、数据采集卡连接；电源控制模块与蓄电池连接。
该数据采集箱的外表面设置有线通信接口、电源接口、传感器接口；电源接口与电源控制模块对接，有线通信接口与智能控制模块对接。
数据采集卡设置在采集卡固定导轨上。
智能控制模块它包括电源模块、OLED显示器、电子开关、采集卡电源模块、全隔离RS485接口、以太网接口、MCU控制器、看门狗、Flash存储器、RTC实时时钟、EEPROM、USB2.0、内部IIC通信接口；
MCU控制器与全隔离RS485接口、以太网接口、OLED显示器、看门狗、Flash存储器、RTC实时时钟、EEPROM、USB2.0、内部IIC通信接口连接；
电源模块通过电子开关与采集卡电源模块连接；
MCU控制器通过内部IIC通信接口将数据采集卡采集到的数据通过OLED显示器本地显示，并将数据采集卡采集到的数据通过全隔离RS485接口发送给控制中心。
预留RS485接口作为备用通信接口，预留RS485接口与MCU控制器连接。
本发明实现的原理，是通过在数据采集卡与对外通信接口之间增加低功耗智能数据采集模块，提高系统本地的故障信息获取和实时故障自恢复调整，来达到提高系统整体可靠性的目的。低功耗智能控制模块的功能主要体现在：智能控制模块通过MCU与采集卡之间的内部通信，获取采集卡的数据和配置信息，并通过智能控制模块的OLED显示器显示，可省掉现场问题排查时使用笔记本电脑进行操作；同时智能控制模块可实时监控每个子采集卡的工作电流，当某一个采集卡的工作电流异常时，智能控制模块可切断该采集卡的电源，使其不对其他的采集卡供电产生影响；智能控制模块可对系统供电方式进行监控，当市电断电时，电源模块会切换到内置蓄电池继续进行供电，同时智能控制模块会将电源切换信息和蓄电池续航时间信息上报给控制中心，便于人员对现场的状态第一时间把控；内部预留的RS485接口是用作当智能控制模块与控制中心不能正常通信时，会自动切换到预留RS485接口进行通信，当有线通信都不能使用时，将会启用无线数传模块与控制中心联系，保证系统的状态信息及时上报给控制中心；智能控制模块会根据数据采集的时间间隔，自动进行休眠和唤醒操作，使系统工作在低功耗状态。
本发明的有益效果：
本发明专利通过采用在数据采集箱内增加智能控制模块，提高了系统现场智能自动处理故障的能力，提高了系统整体的可靠性，通过将诊断信息上报，提高了故障预警和解决的及时性。
附图说明
图1为本发明中智能控制模块的结构框图；
图2为本发明的数据采集箱内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1、2对本发明进行详细描述：
一种低功耗智能数据采集箱，该数据采集箱2.10内部它包括智能控制模块2.6，智能控制模块2.6与无线数传模块2.7、电源控制模块2.4、数据采集卡2.8连接；电源控制模块2.4与蓄电池2.5连接。
该数据采集箱2.10的外表面设置有线通信接口2.1、电源接口2.2、传感器接口2.3；电源接口2.2与电源控制模块2.4对接，有线通信接口2.1与智能控制模块2.6对接。
数据采集卡2.8设置在采集卡固定导轨2.9上。
智能控制模块2.6它包括电源模块1、OLED显示器2、电子开关3、采集卡电源模块4、全隔离RS485接口6、以太网接口7、MCU控制器8、看门狗9、Flash存储器10、RTC实时时钟11、EEPROM12、USB2.013、内部IIC通信接口14；
MCU控制器8与全隔离RS485接口6、以太网接口7、OLED显示器2、看门狗9、Flash存储器10、RTC实时时钟11、EEPROM12、USB2.013、内部IIC通信接口14连接；
电源模块1通过电子开关3与采集卡电源模块4连接；
MCU控制器8通过内部IIC通信接口14将数据采集卡2.8采集到的数据通过OLED显示器2本地显示，并将数据采集卡2.8采集到的数据通过全隔离RS485接口6发送给控制中心。
预留RS485接口5作为备用通信接口，预留RS485接口5与MCU控制器8连接。
该发明专利在实施过程中，首先将防护箱内的电源模块、采集卡、智能控制模块、无线传输模块、蓄电池按照设计位置进行安装，再连接各个模块的电源和信号线缆。系统上电后，首先测试智能控制模块和采集卡之间的通信是否正常，可连接若干传感器至采集卡上，通过智能控制模块上的OLED显示器可现实即时数据，其次测蓄电池监控功能，测试市电和备用蓄电池的切换及蓄电池电量监测信息是否正常在OLED上显示，最后测试数据采集箱对外的有线和无线通信。
测试完成后，数据采集箱即可安装至测试现场，系统上电后，系统信息通过有线或无线与控制中心建立连接，并且从控制中心获取现场采集箱的工作状态信息。
数据采集箱在工作过程中的故障和自诊断信息会及时上报给控制中心，并且数据采集箱内部的智能控制模块可及时的根据故障做系统自动智能处理一些紧急故障，如传感器线缆断路，采集卡电源异常等。
Claims (5)
1.一种低功耗智能数据采集箱，其特征在于：该数据采集箱（2.10）内部它包括智能控制模块（2.6），智能控制模块（2.6）与无线数传模块（2.7）、电源控制模块（2.4）、数据采集卡（2.8）连接；电源控制模块（2.4）与蓄电池（2.5）连接。
2.根据权利要求1所述的低功耗智能数据采集箱，其特征在于：该数据采集箱（2.10）的外表面设置有线通信接口（2.1）、电源接口（2.2）、传感器接口（2.3）；电源接口（2.2）与电源控制模块（2.4）对接，有线通信接口（2.1）与智能控制模块（2.6）对接。
3.根据权利要求1所述的低功耗智能数据采集箱，其特征在于：数据采集卡（2.8）设置在采集卡固定导轨（2.9）上。
4.根据权利要求1所述的低功耗智能数据采集箱，其特征在于：智能控制模块（2.6）它包括电源模块（1）、OLED显示器（2）、电子开关（3）、采集卡电源模块（4）、全隔离RS485接口（6）、以太网接口（7）、MCU控制器（8）、看门狗（9）、Flash存储器（10）、RTC实时时钟（11）、EEPROM（12）、USB2.0（13）、内部IIC通信接口（14）；
MCU控制器（8）与全隔离RS485接口（6）、以太网接口（7）、OLED显示器（2）、看门狗（9）、Flash存储器（10）、RTC实时时钟（11）、EEPROM（12）、USB2.0（13）、内部IIC通信接口（14）连接；
电源模块（1）通过电子开关（3）与采集卡电源模块（4）连接；
MCU控制器（8）通过内部IIC通信接口（14）将数据采集卡（2.8）采集到的数据通过OLED显示器（2）本地显示，并将数据采集卡（2.8）采集到的数据通过全隔离RS485接口（6）发送给控制中心。
5.根据权利要求4所述的低功耗智能数据采集箱，其特征在于：预留RS485接口（5）作为备用通信接口，预留RS485接口（5）与MCU控制器（8）连接。
Priority Applications (1)
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| CN201510883121.XA CN105551226A (zh) | 2015-12-04 | 2015-12-04 | 一种低功耗智能数据采集箱 |
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