CN106370215A - 一种多通道数字变送记录仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多通道数字变送记录仪，包括机壳，所述机壳内设有主板模块、通道板模块、显示模块、按键模块和电源模块，所述主板模块控制整个记录仪，所述通道板模块连接主板模块，用于读取外部传感器的数字信号，所述显示模块设置在机壳上，并与主板模块连接，用于使用者读取本发明的各种参数，所述按键模块连接主板模块，所述电源模块为整个记录仪供电。本发明结构简单，可实同时显示和记录多个传感器传出的数值，使用方便。

Description

一种多通道数字变送记录仪

技术领域

本发明涉及一种变送记录仪，具体的涉及一种多通道数字变送记录仪。

背景技术

传感器是一种检测装置，能假侧到被测量的信息，并能将检测到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。变送器是把传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号(或将传感器输入的非电量转换成电信号同时放大以便供远方测量和控制的信号源)的转换器。传感器和变送器一同构成自动控制的监测信号源。一般的，每个传感器连接一个变送器。当工业生产中需要多个传感器时则需要分别对每个传感器传出的数据进行记录，而目前市场上还未出现一种可同时记录并显示多个传感器信号的仪器设备。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种结构简单，可同时记录多个传感器传出数据的多通道数字记录仪。

技术方案：本发明公开了一种多通道数字变送记录仪，包括机壳，所述机壳内设有主板模块、通道板模块、显示模块、按键模块和电源模块，所述主板模块控制整个记录仪，所述通道板模块连接主板模块，用于读取外部传感器的数字信号，所述顶板设置在机壳上，并与主板连接，用于使用者读取本发明的各种参数，所述按键模块连接主板模块，所述电源模块为整个记录仪供电。

采用本发明所述的多通道数字变送记录仪，可同时记录并显示多个传感器发出的信号数据，方便了使用者。

为了进一步解决上述问题，所述通道板模块包括若干通道板，所述通道板被均分为若干组，各组轮询询问外部传感器发出的信号。

为了进一步解决上述问题，所述通道板模块包括12个通道板，所述12个通道板分为4组，每3个通道板为一组，可满足一般工业使用。

为了进一步解决上述问题，所述主板模块包括储存模块，用于储存数个各个传感器传出的信号。

为了进一步解决上述问题，所述机壳为规则的六面体结构，所述显示模块设置在机壳的顶板上，所述机壳的侧面设置有接口。

为了进一步解决上述问题，所述显示模块包括多个显示单元，可分别显示每个传感器传出的信号。

为了进一步解决上述问题，所述接口包括SD卡口、DB9接口和LAN接口和通道板模块接口，所述通道板模块接口用于通道板模块读取外部传感器传出的数据。

为了进一步解决上述问题，所述主板模块通过金属柱设置在所述机壳的内部，所述显示模块通过金属柱与主板模块固定连接。

为了进一步解决上述问题，所述机壳包括6个侧板，其中所述插口设置在前后侧板上，所述机壳的左右侧板插进前后侧板的插口，结构简单，结构紧密。

为了进一步解决上述问题，一种安装所述权利要求9所述的多通道数字变送记录仪机壳的方法：

1)把所述机壳的前后侧板利用螺丝固定在机壳的底板上；

2)把所述机壳的左右侧板插进机壳的前后侧边两边的插口上；

3)安装所述机壳的顶板。

有益效果：采用本发明所述的多通道数字变送记录仪可同时记录并显示多个传感器传出的信号；记录仪的机壳左右侧板无需利用螺丝安装，节省了材料，安装方便，且与先后侧边紧密连接；由于可根据需要而连接不同个数的传感器，节省了人力和物力。

附图说明

图1是本发明的机壳的俯视图；

图2是本发明机壳的前侧板结构示意图；

图3是本发明机壳的后侧板结构示意图；

图4是本发明机壳内部结构示意图；

图5是图4的中机壳的进一步组装结构示意图；

图6是本发明的基本工作流程图；

图7是本发明的按键扫描任务的工作流程图；

图8是本发明的按键扫描任务的工作流程图；

图9是本发明中TCP/IP处理任务工作流程图；

图10是本发明中Modbus-RTU处理任务工作流程图；

图11是本发明中界面刷新工作流程图；

图12是本发明中数据储存任务工作流程图。

其中，10、顶板，20、显示模块，30、按键模块，40、主板模块，11、前侧板，12、后侧板，13、底板，131、铜柱，111、LAN接口，112、DB9接口，113、SD卡接口，114、电源接口，121、通道板模块接口。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

参见图1-5，本发明公开了一种多通道数字变送记录仪，包括机壳，所述机壳内设有主板模块40、通道板模块、显示模块20、按键模块30和电源模块，所述主板模块40控制整个记录仪，所述通道板模块连接主板模块20，用于读取外部传感器的数字信号，所述显示模块20设置在机壳上，并与主板模块40连接，用于使用者读取本发明的各种参数，所述按键模块30连接主板模块40，所述电源模块为整个记录仪供电。

所述通道板模块包括若干通道板，所述通道板被均分为若干组，各组轮询询问外部传感器发出的信号。在本实施例中，所述通道板模块包括12个通道板，所述12个通道板分为4组，每3个通道板为一组。通道板采集数据时采用Modbus问答式，分四次将数据传输到主板模块40上，完成一次采集。

所述主板模块40包括储存模块，用于储存数个各个传感器传出的信号，在本实施例中采用SD卡，主板模块40将数据按照设定的时间将数据存储到SD卡中，以一个月为一个文件夹，每天为一个文件，每个文件内容存储格式为“年月日时分秒，VALUE1，VALUE2，VALUE3，VALUE4，VALUE5，VALUE6，VALUE7，VALUE8,VALUE9，VALUE10，VALUE11，VALUE12”。

所述机壳为规则的六面体结构，所述显示模块20设置在机壳的顶板上，所述机壳的侧面设置有接口。

所述显示模块20包括多个显示单元，可分别显示每个传感器传出的信号，在本实施例中共设有13个显示单元，其中12个显示单元分别用于显示12个通道板所读取的传感器的传出信号，而最后一个显示单元用于总体显示整体12个传感器信号模块，可通过按键模块30实现界面切换，每个界面都包括通道号，测量值，单位。

在本实施例中，所述接口包括SD卡口113、DB9接口112、电源接口114和LAN接口111和通道板模块接口121，所述通道板模块接口121用于通道板模块读取外部传感器传出的数据。主板模块40对上位机通讯有三种接口和协议，对外的硬件接口有两个即DB9接口112和LAN接口111，其中分别为485接口的Modbus-RTU协议(用DB9硬件接口)、CAN接口的CanOpen协议(用DB9硬件接口)、LAN接口的Modbus-TCP/IP协议(用LAN硬件接口)。

所述主板模块通过金属柱设置在所述机壳的内部，所述显示模块20通过金属柱与主板模块40固定连接。在本实施例中，所述金属柱为铜柱131。

所述机壳的前侧板11和后侧板12的两侧设有插口，所述机壳的左右侧板插进前侧板11和后侧板12的插口。底板13上设有凸台，而侧板可正好设置在凸台的四周，并与底板的四周齐平。

一种安装本发明多通道数字变送记录仪机壳的方法：

1)把所述机壳的前侧板11和后侧板12利用螺丝固定在机壳的底板13上；

2)把所述机壳的左右侧板插进机壳的前侧板11和后侧板12两边的插口上；

3)安装所述机壳的顶板。

参见图6，本系统采用实时内核操作系统，各个任务代表系统中的各个功能模块。任务1是按键扫描；任务2是按键处理；任务1和任务2是配合使用，任务1是定时扫描，检测到按键后触发任务2.任务3是TCP/IP处理，定时扫描触发；任务4是Modbus处理，是接收中断触发，当串口接收到数据时就会触发此任务；任务5是显示刷新，是定时扫描；任务6是数据存储，为中断触发，当时间每到1s时会触发外部中断，执行此任务。存储的数据格式为“年-月-日时：分：秒Value1Value2Value3Value4Value5Value6Value7Value8Value9Value10Value11Value12”。通电后系统进行OS初始化，接着创建各个任务，任务创建完成后开始任务调度。

参见图7和8，按键扫描任务时定时扫描触发的，每隔10ms扫描一次检测是否有按键按下，如果有按键按下，就触发按键处理任务并将键值传递给按键处理任务。按键处理任务是一直在等有按键，等到被按键扫描任务触发后判断此时传递过来的键值，并执行按键任务。其中按键扫描任务的检测用到的是软件消抖，每10ms检测一次是否有按键按下，当有按键按下后计数，下次还有时计数加一，按键抬起后判断此时计数，如果计数低于4则属于抖动，如果计数超过4并小于240则属于短按键，如果计数超过240则属于长按键。此方法亦可实现组合按键。产生键值后触发按键处理任务并传递键值。如果变送器一共5个按键，则按键处理任务要分别处理这5个按键的短按键和长按键。

参见图9和10，Modbus-RTU和Modbus-TCP/IP协议是两个相互独立的任务。Modbus-RTU协议一帧结束是两个字节之间相差3.5个字节的时间长度，也就是如果一个字节和下一个字节之间时间间隔为3.5个字节的时间长度，就可以判断这个字节是这一帧的最后一个字节，此时会触发Modbus-RTU的任务。先判断数据帧长度是否满足协议，在判断数据帧的地址和设备地址是否一致，最后判断协议帧的CRC校验码是否正确，如果全部正确，解析协议帧，并根据协议帧的格式发送应答协议帧。其中3.5个字节的判断是利用定时器，当接收到第一个字节时触发定时器，当接收到第二个字节时重置定时器。如果定时器时间超过3.5个字节的时间长度，则认为一帧数据结束，进入定时器中断，触发接下来的任务4。

Modbus-TCP/IP是以数据包的形式发送，任务定时扫描，判断是否接收到数据包，接收到数据包后判断数据包是否符合Modbus-TCP/IP协议，如果不符合则退出继续查询，如果符合则查询数据包的地址是否为本机地址，如果不是则退出继续查询，如果是就解析命令，并根据协议回复应答数据包。

参见图11，对于屏幕刷新任务，每隔25ms刷新一次，在刷新屏幕的同时也要从通道板模块读取每一通道的数值，刷新数值的同时也要刷新实时时间。

参见图12，SD卡存储任务是由时钟芯片触发，触发时间可设，最小时间是1秒。触发任务后，先将需要存储的数据，即12通道数据和当前时间，转换为可存储的字符串格式，然后判断此时SD卡是否插入，如果SD卡插入，判断此时系统内的FLASH是否存有有效数据，如果没有的话，就将当前这条数据存储在SD卡中，如果FLASH中有数据，要先将FLASH中的数据导入到SD卡之后再将当前值存储到SD卡。当SD卡未插入到变送器时，要将数据存储到系统内部FLASH，内部FLASH被设计成循环存储。内部FLASH空间最大可存储1500个记录，一个记录为30条，当每次满一条记录时就将数据存储在FLASH中，当记录超过1500条时，将从最开始的一条逐步覆盖，以达到所存的1500条数据都是最新的数据。将FLASH中的数据存储到SD卡时要按照时间距离最长到最短来记录。存储在SD卡的数据按照月来建立文件夹，文件夹下一天为一个文件。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多通道数字变送记录仪，其特征在于：包括机壳，所述机壳内设有主板模块、通道板模块、显示模块、按键模块和电源模块，所述主板模块控制整个记录仪，所述通道板模块连接主板模块，用于读取外部传感器的数字信号，所述显示模块设置在机壳上，并与主板模块连接，用于使用者读取本发明的各种参数，所述按键模块连接主板模块，所述电源模块为整个记录仪供电。

2.根据权利要求1所述的多通道数字变送记录仪，其特征在于：所述通道板模块包括若干通道板，所述通道板被均分为若干组，各组轮询询问外部传感器发出的信号。

3.根据权利要求2所述的多通道数字变送记录仪，其特征在于：所述通道板模块包括12个通道板，所述12个通道板分为4组，每3个通道板为一组。

4.根据权利要求1所述的多通道数字变送记录仪，其特征在于：所述主板模块包括储存模块。

5.根据权利要求1所述的多通道数字变送记录仪，其特征在于：所述机壳为规则的六面体结构，所述显示模块设置在机壳的顶板上，所述机壳的侧面设置有接口。

6.根据权利要求5述的多通道数字变送记录仪，其特征在于：所述显示模块包括多个显示单元。

7.根据权利要求5的多通道数字变送记录仪，其特征在于：所述接口包括SD卡口、DB9接口和LAN接口和通道板模块接口，所述通道板模块接口用于通道板模块读取外部传感器传出的数据。

8.根据权利要求5所述的多通道数字变送记录仪，其特征在于:所述主板模块通过金属柱设置在所述机壳的内部，所述显示模块通过金属柱与主板模块固定连接。

9.根据权利要求5所述的多通道数字变送记录仪，其特征在于：所述机壳包括6个侧板，其中所述插口设置在前后侧板上，所述机壳的左右侧板插进前后侧板的插口。

10.一种安装所述权利要求9所述的多通道数字变送记录仪机壳的方法，其特征在于：

1)把所述机壳的前后侧板利用螺丝固定在机壳的底板上；

2)把所述机壳的左右侧板插进机壳的前后侧边两边的插口上；

3)安装所述机壳的顶板。