CN109243163A - 数据采集器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据采集器，包括主控电路、温湿度采集电路、倾斜采集电路、输入输出接口电路、射频电路、电源电路、RS485通信电路和RS232通信电路，温湿度采集电路和倾斜采集电路均与主控电路连接，输入输出接口电路与主控电路连接、用于将门磁信号、锁舌信号和水浸信号传送给主控电路，射频电路与主控电路连接、用于将主控电路接收的温湿度信号、倾斜度信号、门磁信号、锁舌信号和水浸信号传送给监控终端，并将监控终端发送的控制指令传送给主控电路，射频电路包括NB‑IoT芯片，电源电路分别与主控电路和射频电路连接。本发明安装方便、节省安装工程费用成本、安装位置不受限制、可以省去布线的麻烦、可以采用电池供电。

Description

数据采集器

技术领域

本发明涉及数据采集设备领域，特别涉及一种数据采集器。

背景技术

数据采集器采集到数据后，需要将采集的数据传输给监控终端，传统数据采集器在将采集的数据传输给监控终端时，通常是通过以太网RJ45接口进行数据传输的，这样就需要走线，安装时需要综合考虑数据采集器的安装位置，才能确保走线安全简单。由此可见，传统数据采集器的安装位置是受限制的，由于需要走线，因此布线较为麻烦，造成安装也较为麻烦，无形中增加了安装工程费用成本。另外，传统的数据采集器不能采用电池供电，因此不太适用于通信行业的光交接箱无电源的环境。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种安装方便、节省安装工程费用成本、安装位置不受限制、可以省去布线的麻烦、可以采用电池供电的数据采集器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种数据采集器，包括主控电路、温湿度采集电路、倾斜采集电路、输入输出接口电路、射频电路、电源电路、RS485通信电路和RS232通信电路，所述温湿度采集电路与所述主控电路连接、用于采集温湿度信号并将其传送给所述主控电路，所述倾斜采集电路与所述主控电路连接、用于采集倾斜度信号并将其传送给所述主控电路，所述输入输出接口电路与所述主控电路连接、用于将门磁信号、锁舌信号和水浸信号传送给所述主控电路，所述射频电路与所述主控电路连接、用于将所述主控电路接收的所述温湿度信号、倾斜度信号、门磁信号、锁舌信号和水浸信号传送给监控终端，并将所述监控终端发送的控制指令传送给所述主控电路，所述射频电路包括NB-IoT芯片，所述电源电路分别与所述主控电路和射频电路连接、用于供电，所述RS485通信电路与所述主控电路连接、用于与外部设备联动，所述RS232通信电路与所述主控电路连接、用于与外部设备联动。

在本发明所述的数据采集器中，所述主控电路包括微控制器和Flash存储芯片，所述微控制器的第十四引脚与所述Flash存储芯片的第一引脚连接，所述微控制器的第十六引脚与所述Flash存储芯片的第二引脚连接。

在本发明所述的数据采集器中，所述射频电路还包括第十MOS管、第八十电阻、第十三MOS管和第八十一电阻，所述NB-IoT芯片的第四十六引脚和第四十七引脚均与所述第十MOS管的漏极连接，所述第十MOS管的源极与所述微控制器的第一引脚连接，所述第十MOS管的栅极通过所述第八十电阻与所述第十三MOS管的漏极连接，所述第十三MOS管的源极接地，所述第十三MOS管的栅极通过所述第八十一电阻与所述微控制器的第三十三引脚连接。

在本发明所述的数据采集器中，所述温湿度采集电路包括第十一连接器和第四电阻，所述第十一连接器的第三引脚与所述微控制器的第一引脚连接，所述第十一连接器的第二引脚通过所述第四电阻与所述微控制器的第四十六引脚连接，所述第十一连接器的第一引脚接地。

在本发明所述的数据采集器中，所述倾斜采集电路包括第十二连接器、第七十六电阻、集成运算放大器、第七电阻、第八十四电阻和第二十四二极管，所述第十二连接器的第二引脚与所述集成运算放大器的反相输入端连接，所述集成运算放大器的同相输入端通过所述第七十六电阻与所述微控制器的第一引脚连接，所述集成运算放大器的输出端分别与所述第七电阻的一端和第八十四电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端与所述微控制器的第二十五引脚连接，所述第八十四电阻的另一端通过所述第二十四二极管与所述微控制器的第十引脚连接。

在本发明所述的数据采集器中，输入输出接口电路包括第一二极管、第五电阻、第一MOS管、第九电阻、第二MOS管、第四二极管、第十六电阻、第三MOS管、第十七电阻、第五MOS管、第十二二极管、第五十电阻、第六MOS管、第五十一电阻、第十一MOS管、第十三电阻、第四三极管、光电耦合器和第十二电阻，所述主控电路还包括第四连接器，所述第一二极管的阴极与所述第四连接器的第六引脚连接，所述第一二极管的阳极通过所述第五电阻与所述第一MOS管的栅极连接，所述第一MOS管的源极与所述微控制器的第一引脚连接，所述第一MOS管的漏极通过所述第九电阻与所述第二MOS管的栅极连接，所述第二MOS管的漏极与所述微控制器的第二十七引脚连接；

所述第四二极管的阴极与所述第四连接器的第八引脚连接，所述第四二极管的阳极通过所述第十六电阻与所述第三MOS管的栅极连接，所述第三MOS管的源极与所述微控制器的第一引脚连接，所述第三MOS管的漏极通过所述第十七电阻与所述第五MOS管的栅极连接，所述第五MOS管的漏极与所述微控制器的第二十九引脚连接；

所述第十二二极管的阴极与所述第四连接器的第十引脚连接，所述第十二二极管的阳极通过所述第五十电阻与所述第六MOS管的栅极连接，所述第六MOS管的源极与所述微控制器的第一引脚连接，所述第六MOS管的漏极通过所述第五十一电阻与所述第十一MOS管的栅极连接，所述第十一MOS管的漏极与所述微控制器的第二十八引脚连接；

所述第十三电阻的一端与所述微控制器的第四十二引脚连接，所述第十三电阻的另一端与所述第四三极管的基极连接，所述第四三极管的集电极与所述光电耦合器中发光二极管的阴极连接，所述光电耦合器中发光二极管的阳极通过所述第十二电阻与所述微控制器的第一引脚连接，所述光电耦合器中光敏三极管的集电极与所述第四连接器的第十四引脚连接，所述光电耦合器中光敏三极管的发射极与所述第四连接器的第十三引脚连接。

在本发明所述的数据采集器中，所述RS485通信电路包括RS485接口芯片、第八电阻和第十一电阻，所述RS485接口芯片的第一引脚与所述微控制器的第十三引脚连接，所述RS485接口芯片的第二引脚和第三引脚均与所述微控制器的第十一引脚连接，所述RS485接口芯片的第四引脚与所述微控制器的第十二引脚连接，所述RS485接口芯片的第六引脚通过所述第十一电阻与所述第四连接器的第一引脚连接，所述RS485接口芯片的第七引脚通过所述第八电阻与所述第四连接器的第二引脚连接。

在本发明所述的数据采集器中，所述RS232通信电路包括RS232接口芯片、第二十电阻、第二十一电阻、第三十八电阻和第三十九电阻，所述RS232接口芯片通过所述第二十电阻与所述第四连接器的第三引脚连接，所述RS232接口芯片通过所述第二十一电阻与所述第四连接器的第三引脚连接，所述RS232接口芯片的第九引脚与所述微控制器的第三十一引脚连接，所述RS232接口芯片的第十引脚与所述微控制器的第三十引脚连接，所述RS232接口芯片的第九引脚通过所述第三十八电阻与所述第四连接器的第四引脚连接，所述RS232接口芯片的第十引脚通过所述第三十九电阻与所述第四连接器的第三引脚连接。

实施本发明的数据采集器，具有以下有益效果：由于设有主控电路、温湿度采集电路、倾斜采集电路、输入输出接口电路、射频电路、电源电路、RS485通信电路和RS232通信电路，射频电路用于将主控电路接收的温湿度信号、倾斜度信号、门磁信号、锁舌信号和水浸信号传送给监控终端，射频电路包括NB-IoT芯片，当该数据采集器采集到数据后，通过低功耗广域网的NB-IOT网络传输出去，这样就省去了布线的麻烦，另外，该数据采集器可以采用电池进行供电，因此安装方便、节省安装工程费用成本、安装位置不受限制、可以省去布线的麻烦、可以采用电池供电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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为本发明数据采集器一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中主控电路的电路原理图；

图3为所述实施例中射频电路的电路原理图；

图4为所述实施例中温湿度采集电路的电路原理图；

图5为所述实施例中倾斜采集电路的电路原理图；

图6为所述实施例中输入输出接口电路的电路原理图；

图7为所述实施例中RS485通信电路的电路原理图；

图8为所述实施例中RS232通信电路的电路原理图；

图9为所述实施例中电源电路的电路原理图。

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。

在本发明数据采集器实施例中，该数据采集器的结构示意图如图1所示。图1中，该数据采集器包括主控电路1、温湿度采集电路2、倾斜采集电路3、输入输出接口电路4、射频电路5、电源电路6、RS485通信电路7和RS232通信电路8，其中，温湿度采集电路2与主控电路1连接、用于采集温湿度信号并将其传送给主控电路1，倾斜采集电路3与主控电路1连接、用于采集倾斜度信号并将其传送给主控电路1，输入输出接口电路4与主控电路1连接、用于将门磁信号、锁舌信号和水浸信号传送给主控电路1，射频电路5与主控电路1连接、用于将主控电路1接收的温湿度信号、倾斜度信号、门磁信号、锁舌信号和水浸信号传送给监控终端，并将监控终端发送的控制指令传送给主控电路1，射频电路5包括NB-IoT芯片U1(请参见图3)，电源电路6分别与主控电路1和射频电路5连接、用于为主控电路1和射频电路5供电，RS485通信电路7与主控电路1连接、用于与外部设备联动，RS232通信电路8与主控电路1连接、用于与外部设备联动，也就是说，该数据采集器可以通过RS485通信电路7/RS232通信电路8与其它外部设备联动。

射频电路5采用NB-IOT通信，可以将主控电路1采集到的信息传输到监控终端，也可以接收监控终端的控制指令传输到主控电路1。

由此可见，该数据采集器采集到数据后，通过低功耗广域网NB-IOT网络传输出去，安装方便，节省安装工程费用成本；与传统的数据采集器相比，本发明的数据采集器的安装位置不受限制，可以省去布线的麻烦。另外，该数据采集器可以采用电池供电，在通信行业的光交接箱无电源的环境中非常适用。

图2为本实施例中主控电路的电路原理图，图2中，该主控电路1包括微控制器U8和Flash存储芯片U4，微控制器U8的第十四引脚与Flash存储芯片U4的第一引脚连接，微控制器U8的第十六引脚与Flash存储芯片U4的第二引脚连接。通过该主控电路1可以采集温湿度信号和倾斜度信号，同时还能接收门磁信号、锁舌信号和水浸信号。

图3为本实施例中射频电路的电路原理图，图3中，该射频电路5还包括第十MOS管Q10、第八十电阻R80、第十三MOS管Q13和第八十一电阻R81，NB-IoT芯片U1的第四十六引脚和第四十七引脚均与第十MOS管Q10的漏极连接，第十MOS管Q10的源极与微控制器U8的第一引脚连接，第十MOS管Q10的栅极通过第八十电阻R80与第十三MOS管Q13的漏极连接，第十三MOS管Q13的源极接地，第十三MOS管Q13的栅极通过第八十一电阻R81与微控制器U8的第三十三引脚连接。通过该射频电路5，可以将主控电路1采集到的信息传输到监控终端，也可以接收监控终端的控制指令传输到主控电路1。

图4为本实施例中温湿度采集电路的电路原理图，图4中，该温湿度采集电路2包括第十一连接器J11和第四电阻R4，第十一连接器J11的第三引脚与微控制器U8的第一引脚连接，第十一连接器J11的第二引脚通过第四电阻R4与微控制器U8的第四十六引脚连接，第十一连接器J11的第一引脚接地。通过该温湿度采集电路2可以采集温湿度信号，温湿度采集电路2采集温湿度信号后，将该温湿度信号传送给主控电路1。

图5为本实施例中倾斜采集电路的电路原理图，图5中，该倾斜采集电路3包括第十二连接器J12、第七十六电阻R76、集成运算放大器U2、第七电阻R7、第八十四电阻R84和第二十四二极管D24，其中，第十二连接器J12、的第二引脚与集成运算放大器U2的反相输入端连接，集成运算放大器U2的同相输入端通过第七十六电阻R76与微控制器U8的第一引脚连接，集成运算放大器U2的输出端分别与第七电阻R7的一端和第八十四电阻R84的一端连接，第七电阻R7的另一端与微控制器U8的第二十五引脚连接，第八十四电阻R84的另一端通过第二十四二极管D24与微控制器U8的第十引脚连接。通过该倾斜采集电路3可以采集倾斜信号，该倾斜采集电路3采集倾斜信号后，将该倾斜信号传送给主控电路1。

图6为本实施例中输入输出接口电路的电路原理图，图6中，该输入输出接口电路4包括第一二极管D1、第五电阻R5、第一MOS管Q1B、第九电阻R9、第二MOS管Q1A、第四二极管D4、第十六电阻R16、第三MOS管Q2B、第十七电阻R17、第五MOS管Q2A、第十二二极管D12、第五十电阻R50、第六MOS管Q3B、第五十一电阻R51、第十一MOS管Q3A、第十三电阻R13、第四三极管Q4、光电耦合器U5和第十二电阻R12，主控电路1还包括第四连接器J4，第一二极管D1的阴极与第四连接器J4的第六引脚连接，第一二极管D1的阳极通过第五电阻R5与第一MOS管Q1B的栅极连接，第一MOS管Q1B的源极与微控制器U8的第一引脚连接，第一MOS管Q1B的漏极通过第九电阻R9与第二MOS管Q1A的栅极连接，第二MOS管Q1A的漏极与微控制器U8的第二十七引脚连接。

第四二极管D4的阴极与第四连接器J4的第八引脚连接，第四二极管D4的阳极通过第十六电阻R16与第三MOS管Q2B的栅极连接，第三MOS管Q2B的源极与微控制器U8的第一引脚连接，第三MOS管Q2B的漏极通过第十七电阻R17与第五MOS管Q2A的栅极连接，第五MOS管Q2A的漏极与微控制器U8的第二十九引脚连接。

第十二二极管D12的阴极与第四连接器J4的第十引脚连接，第十二二极管D12的阳极通过第五十电阻R50与第六MOS管Q3B的栅极连接，第六MOS管Q3B的源极与微控制器U8的第一引脚连接，第六MOS管Q3B的漏极通过第五十一电阻R51与第十一MOS管Q3A的栅极连接，第十一MOS管Q3A的漏极与微控制器U8的第二十八引脚连接。

第十三电阻R13的一端与微控制器U8的第四十二引脚连接，第十三电阻R13的另一端与第四三极管Q4的基极连接，第四三极管Q4的集电极与光电耦合器U5中发光二极管的阴极连接，光电耦合器U5中发光二极管的阳极通过第十二电阻R12与微控制器U8的第一引脚连接，光电耦合器U5中光敏三极管的集电极与第四连接器J4的第十四引脚连接，光电耦合器U5中光敏三极管的发射极与第四连接器J4的第十三引脚连接。通过该输入输出接口电路4可以传输门磁信号、锁舌信号和水浸信号等。

图7为本实施例中RS485通信电路的电路原理图，图7中，该RS485通信电路7包括RS485接口芯片U3、第八电阻R8和第十一电阻R11，RS485接口芯片U3的第一引脚与微控制器U8的第十三引脚连接，RS485接口芯片U3的第二引脚和第三引脚均与微控制器U8的第十一引脚连接，RS485接口芯片U3的第四引脚与微控制器U8的第十二引脚连接，RS485接口芯片U3的第六引脚通过第十一电阻R11与第四连接器J4的第一引脚连接，RS485接口芯片U3的第七引脚通过第八电阻R8与第四连接器J4的第二引脚连接。通过该RS485通信电路7可以与其它外部设备联动。

图8为本实施例中RS232通信电路的电路原理图，图8中，该RS232通信电路8包括RS232接口芯片U6、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第三十八电阻R38和第三十九电阻R39，RS232接口芯片U6通过第二十电阻R20与第四连接器J4的第三引脚连接，RS232接口芯片U6通过第二十一电阻R21与第四连接器J4的第三引脚连接，RS232接口芯片U6的第九引脚与微控制器U8的第三十一引脚连接，RS232接口芯片U6的第十引脚与微控制器U8的第三十引脚连接，RS232接口芯片U6的第九引脚通过第三十八电阻R38与第四连接器J4的第四引脚连接，RS232接口芯片U6的第十引脚通过第三十九电阻R39与第四连接器J4的第三引脚连接。通过该RS232通信电路8可以与其它外部设备联动。

总之，本实施例中，该数据采集器采集到数据后，通过低功耗广域网NB-IOT网络传输出去，安装方便，节省安装工程费用成本；与传统的数据采集器相比，本发明的数据采集器的安装位置不受限制，可以省去布线的麻烦。另外，该数据采集器可以采用电池供电，在通信行业的光交接箱无电源的环境中非常适用。

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 (8)

1.一种数据采集器，其特征在于，包括主控电路、温湿度采集电路、倾斜采集电路、输入输出接口电路、射频电路、电源电路、RS485通信电路和RS232通信电路，所述温湿度采集电路与所述主控电路连接、用于采集温湿度信号并将其传送给所述主控电路，所述倾斜采集电路与所述主控电路连接、用于采集倾斜度信号并将其传送给所述主控电路，所述输入输出接口电路与所述主控电路连接、用于将门磁信号、锁舌信号和水浸信号传送给所述主控电路，所述射频电路与所述主控电路连接、用于将所述主控电路接收的所述温湿度信号、倾斜度信号、门磁信号、锁舌信号和水浸信号传送给监控终端，并将所述监控终端发送的控制指令传送给所述主控电路，所述射频电路包括NB-IoT芯片，所述电源电路分别与所述主控电路和射频电路连接、用于供电，所述RS485通信电路与所述主控电路连接、用于与外部设备联动，所述RS232通信电路与所述主控电路连接、用于与外部设备联动。

2.根据权利要求1所述的数据采集器，其特征在于，所述主控电路包括微控制器和Flash存储芯片，所述微控制器的第十四引脚与所述Flash存储芯片的第一引脚连接，所述微控制器的第十六引脚与所述Flash存储芯片的第二引脚连接。

3.根据权利要求2所述的数据采集器，其特征在于，所述射频电路还包括第十MOS管、第八十电阻、第十三MOS管和第八十一电阻，所述NB-IoT芯片的第四十六引脚和第四十七引脚均与所述第十MOS管的漏极连接，所述第十MOS管的源极与所述微控制器的第一引脚连接，所述第十MOS管的栅极通过所述第八十电阻与所述第十三MOS管的漏极连接，所述第十三MOS管的源极接地，所述第十三MOS管的栅极通过所述第八十一电阻与所述微控制器的第三十三引脚连接。

4.根据权利要求2或3所述的数据采集器，其特征在于，所述温湿度采集电路包括第十一连接器和第四电阻，所述第十一连接器的第三引脚与所述微控制器的第一引脚连接，所述第十一连接器的第二引脚通过所述第四电阻与所述微控制器的第四十六引脚连接，所述第十一连接器的第一引脚接地。

5.根据权利要求2或3所述的数据采集器，其特征在于，所述倾斜采集电路包括第十二连接器、第七十六电阻、集成运算放大器、第七电阻、第八十四电阻和第二十四二极管，所述第十二连接器的第二引脚与所述集成运算放大器的反相输入端连接，所述集成运算放大器的同相输入端通过所述第七十六电阻与所述微控制器的第一引脚连接，所述集成运算放大器的输出端分别与所述第七电阻的一端和第八十四电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端与所述微控制器的第二十五引脚连接，所述第八十四电阻的另一端通过所述第二十四二极管与所述微控制器的第十引脚连接。

6.根据权利要求2或3所述的数据采集器，其特征在于，输入输出接口电路包括第一二极管、第五电阻、第一MOS管、第九电阻、第二MOS管、第四二极管、第十六电阻、第三MOS管、第十七电阻、第五MOS管、第十二二极管、第五十电阻、第六MOS管、第五十一电阻、第十一MOS管、第十三电阻、第四三极管、光电耦合器和第十二电阻，所述主控电路还包括第四连接器，所述第一二极管的阴极与所述第四连接器的第六引脚连接，所述第一二极管的阳极通过所述第五电阻与所述第一MOS管的栅极连接，所述第一MOS管的源极与所述微控制器的第一引脚连接，所述第一MOS管的漏极通过所述第九电阻与所述第二MOS管的栅极连接，所述第二MOS管的漏极与所述微控制器的第二十七引脚连接；

所述第四二极管的阴极与所述第四连接器的第八引脚连接，所述第四二极管的阳极通过所述第十六电阻与所述第三MOS管的栅极连接，所述第三MOS管的源极与所述微控制器的第一引脚连接，所述第三MOS管的漏极通过所述第十七电阻与所述第五MOS管的栅极连接，所述第五MOS管的漏极与所述微控制器的第二十九引脚连接；

所述第十二二极管的阴极与所述第四连接器的第十引脚连接，所述第十二二极管的阳极通过所述第五十电阻与所述第六MOS管的栅极连接，所述第六MOS管的源极与所述微控制器的第一引脚连接，所述第六MOS管的漏极通过所述第五十一电阻与所述第十一MOS管的栅极连接，所述第十一MOS管的漏极与所述微控制器的第二十八引脚连接；

所述第十三电阻的一端与所述微控制器的第四十二引脚连接，所述第十三电阻的另一端与所述第四三极管的基极连接，所述第四三极管的集电极与所述光电耦合器中发光二极管的阴极连接，所述光电耦合器中发光二极管的阳极通过所述第十二电阻与所述微控制器的第一引脚连接，所述光电耦合器中光敏三极管的集电极与所述第四连接器的第十四引脚连接，所述光电耦合器中光敏三极管的发射极与所述第四连接器的第十三引脚连接。

7.根据权利要求6所述的数据采集器，其特征在于，所述RS485通信电路包括RS485接口芯片、第八电阻和第十一电阻，所述RS485接口芯片的第一引脚与所述微控制器的第十三引脚连接，所述RS485接口芯片的第二引脚和第三引脚均与所述微控制器的第十一引脚连接，所述RS485接口芯片的第四引脚与所述微控制器的第十二引脚连接，所述RS485接口芯片的第六引脚通过所述第十一电阻与所述第四连接器的第一引脚连接，所述RS485接口芯片的第七引脚通过所述第八电阻与所述第四连接器的第二引脚连接。

8.根据权利要求6所述的数据采集器，其特征在于，所述RS232通信电路包括RS232接口芯片、第二十电阻、第二十一电阻、第三十八电阻和第三十九电阻，所述RS232接口芯片通过所述第二十电阻与所述第四连接器的第三引脚连接，所述RS232接口芯片通过所述第二十一电阻与所述第四连接器的第三引脚连接，所述RS232接口芯片的第九引脚与所述微控制器的第三十一引脚连接，所述RS232接口芯片的第十引脚与所述微控制器的第三十引脚连接，所述RS232接口芯片的第九引脚通过所述第三十八电阻与所述第四连接器的第四引脚连接，所述RS232接口芯片的第十引脚通过所述第三十九电阻与所述第四连接器的第三引脚连接。