CN109686074A - 八通道测力采集器 - Google Patents

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张玉东
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Abstract

本发明公开了八通道测力采集器，包括壳体和壳体内部的控制系统，所述控制系统包括主控制模块、通讯模块、采集模块、拨码模块和电源模块，所述主控制模块连接通讯模块、采集模块、拨码模块和电源模块，所述采集模块为八路采集模块，采集模块连接称重传感器，每个采集模块可以为主采集模块或从采集模块，采集模块用于分别实时获取八路称重传感器的重力信号，并将模拟信号转换成数字信号；本发明提供了一种能快速获取测力数据的八通道的测力采集器，每一个采集器均可设为主采集器或从采集器，设置成主采集器时，与其他7个从采集器相连，构成64通道，上位机或PLC只要通过串口和主采集器通讯即可实现在极短时间内读取64个通道的数据。

Description

八通道测力采集器
技术领域
本发明涉及一种用于新零售行业的数字测力装置，更具体地，特别涉及八通道测力采集器。
背景技术
由于电子科技的不断发展，新零售概念迅速得到的广泛的认同和发展，一系列围绕其开展的方案以及相关物品相继问世：如无人超市，无人仓库，无人售卖机等。
而其中所涉及的控制系统如何准确地、快速地检测物品是否从货架上放入与拿出，以及如何将信号快速地传送到数据云系统成为其至关重要的一环。现如今检测是否货物放入和拿出货架通常采用的方法为测力加上视觉检测的方式。该方式下，每个货架至少需要一个测力装置，如此一个类似如无人售卖机系统就往往需要上百个测力装置来进行测力工作，要求将所有测力装置所采集的压力数据迅速的上传至相关的数据库或云端。但是现在市场上常见的测力装置大部分类型如变送器或多路变送器这一类的测力装置，往往没有办法实现将所有通道的数据快速地获取到。若使用该类变送器，若实现一个超过100个通道的系统，上位机或PLC获取所有通道数据往往需要好几秒甚至几十秒的时间，这直接导致该系统没有多大的实际意义。因此在这种情况下，开发一款适用于这类新零售场合的测力装置对于新零售市场来说显得尤为重要。
发明内容
为了解决以上的问题，本发明提供了一种能快速获取测力数据，能方便地搭建多通道系统的八通道测力采集器。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明公开了八通道测力采集器，包括壳体和壳体内部的控制系统，其特征在于:所述控制系统包括主控制模块、通讯模块、采集模块、拨码模块和电源模块，所述主控制模块连接通讯模块、采集模块、拨码模块和电源模块，
所述主控制模块，用于数据处理以及通讯控制，
所述通讯模块为两路通讯模块，用于外接通讯设备，
所述采集模块为八路采集模块，采集模块连接称重传感器，每个采集模块为主采集模块或从采集模块，采集模块用于分别实时获取八路称重传感器的重力信号，并将模拟信号转换成数字信号，
所述拨码模块，用于在进行多个采集器连接时，设置采集器的地址，
所述电源模块，用于为各个模块供电。
进一步地，所述主控制模块采用RAM芯片。
进一步地，所述通讯模块包括两路RS485通讯模块，一路RS485通讯模块是当该采集器作为主采集器时，用来连接上位机或PLC，当该采集器为从采集器时，则不需要连接；另一路RS485通讯模块用于拓展连接其他从采集器。
进一步地，所述采集模块还连接称重传感器，采集模块由一个滤波电路和一个集成AD转换器组成，集成AD转换器耦接主控制模块。
进一步地，所述集成AD转换器采用自带放大器与AD转换器的集成IC。
进一步地，所述电源模块为DC12V电源输入，DC5V电源输出。
进一步地，采集器在使用时，八个采集器相连组成具有64通道的系统；当采集器设为主采集器时，可与其他七个从采集器相连，构成64个通道，上位机或PLC只要通过串口和主采集器通讯即可实现快速读取64个通道的数据。
进一步地，所述壳体为方形密封壳体结构。
本发明的优势在于：本采集器为八通道测力采集器，在使用时，八个采集器连接使用，采集器可以设置为主采集器或从采集器，当设置成主采集器时，可与其他七个从采集器连接，构成64个通道，上位机或PLC只要通过串口和主采集器通讯即可实现在极短时间内读取64个通道的数据。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明采集器的结构框图；
图2是本发明采集模块的工作原理示意图；
图3是本发明采集器为多路连接时的接线示意图；
图4是本发明采集模块的工作电路图；
图5是本发明通讯模块的工作电路图。
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作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。
如图1-5所示，本发明的八通道测力采集器，包括壳体和壳体内部的控制系统，控制系统包括主控制模块10、通讯模块20、采集模块30、拨码模块40和电源模块50，主控制模块10连接通讯模块20、采集模块30、拨码模块40和电源模块50。
主控制模块10用于数据处理以及通讯控制，主控制模块采用GD32F103系列RAM芯片。
如图3和5所示，通讯模块20用于外接通讯设备，通讯模块20包括两路RS485通讯模块，一路RS485通讯模块是当该采集器作为主采集器时，用来连接上位机或PLC，当该采集器为从采集器时，则不需要连接；另一路RS485通讯模块用于拓展连接其他从采集器。
如图4所示，采集模块30为八路采集模块，采集模块30为主采集模块或从采集模块，用于分别实时获取八路传感器的重力信号，并将模拟信号转换成数字信号，采集模块30还连接称重传感器60。
采集模块30由一个滤波电路70和一个集成AD转换器80组成，集成AD转换器耦接主控制模块；称重传感器60的信号正输出端经过第一电阻接入集成AD转换器的差分信号正端；称重传感器60的信号负输出端经过第二电阻接入集成AD转换器的差分信号负端；同时在两信号线之间、两电阻后端并联上一个电容。由此滤波电路70构成一个简单的RC滤波电路用以滤除传感器的高频噪声，提高称重的精度。集成AD转换器80采用自带放大器与AD转换器类型的集成IC，这类AD转换器结构简单，实用性强。其工作原理是将模拟信号放大并转换成数字信号，然后通过主控制模块10的采集来获取其数字数值，从而方便对其进行计算与处理。
拨码模块40用于在进行多个采集器连接时，设置采集器的地址。
采集器的地址由壳体上的拨码开关设定，拨码开关与拨码模块连接，具体见下表：
序号 拨码开关设定3-2-1 采集器的地址 采集通道编号
1 OFFOFFOFF 为主采集器 1-8
2 OFFOFFON 从采集器 9-16
3 OFFOFFOFF 从采集器 17-24
4 OFFOFFOFF 从采集器 25-32
5 OFFOFFOFF 从采集器 33-40
6 OFFOFFOFF 从采集器 41-48
7 OFFOFFOFF 从采集器 49-56
8 OFFOFFOFF 从采集器 57-64
电源模块50用于为各个模块供电，电源模块为DC12V电源输入，DC5V电源输出。当DC12V电源输入进来后经过一个二极管进行保护后，在经过一个集成电压调节器IC将电压转换成DC5V以供其他各个模块作为电源使用。
壳体为方形密封壳体结构，密封性能好，结构简单大方。
采集器在使用时，八个采集器相连组成具有64通道的系统；当其中一个采集器设为主采集器时，可与其他七个从采集器相连，构成64个通道，上位机或PLC只要通过串口和主采集器通讯即可实现快速读取64个通道的数据。
本发明的数据采集器与上位机通讯采用支持主从形式的标准MODBUS—RTU网络通讯协议(支持功能码03H、10H)。本数据集成模块作为从机，上位机为主机，如果发送至从机的地址不符或者CRC校验出错，从机将不做出响应。本数据采集器默认的地址为1。
以下为功能码03H和10H的具体解释：
只读命令03H发送格式
只读命令03H应答格式
读写命令10H发送格式
读写命令10H应答格式
本发明的八通道测力采集器应用于新零售行业，其特点是采集器本身具有八个测力通道，可以很方便地搭建出需要大量测力通道的系统，八个采集器相连即可组成一个具有64个通道的系统；能快速采集数据，并通过通讯模块快速的将数据上传到上位机或PLC，从而方便将数据上传至云端。在一个拥有64个通道的系统中，上位机或PLC仅仅只需要大约200ms就可以将所有数据获取到，而且采用的通讯协议为市场上通用的标准Modbus-RTU协议，兼容性良好。
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)

1.八通道测力采集器，包括壳体和壳体内部的控制系统，其特征在于:所述控制系统包括主控制模块、通讯模块、采集模块、拨码模块和电源模块，所述主控制模块连接通讯模块、采集模块、拨码模块和电源模块，
所述主控制模块，用于数据处理以及通讯控制，
所述通讯模块为两路通讯模块，用于外接通讯设备，
所述采集模块为八路采集模块，采集模块连接称重传感器，每个采集模块为主采集模块或从采集模块，采集模块用于分别实时获取八路称重传感器的重力信号，并将模拟信号转换成数字信号，
所述拨码模块，用于在进行多个采集器连接时，设置采集器的地址，
所述电源模块，用于为各个模块供电。
2.根据权利要求1所述的八通道测力采集器，其特征在于，所述主控制模块采用RAM芯片。
3.根据权利要求1所述的八通道测力采集器，其特征在于，所述通讯模块包括两路RS485通讯模块，一路RS485通讯模块是当该采集器作为主采集器时，用来连接上位机或PLC，当该采集器为从采集器时，则不需要连接；另一路RS485通讯模块用于拓展连接其他从采集器。
4.根据权利要求1所述的八通道测力采集器，其特征在于，所述采集模块还连接称重传感器，采集模块由一个滤波电路和一个集成AD转换器组成，集成AD转换器耦接主控制模块。
5.根据权利要求4所述的八通道测力采集器，其特征在于，所述集成AD转换器采用自带放大器与AD转换器的集成IC。
6.根据权利要求1所述的八通道测力采集器，其特征在于，所述电源模块为DC12V电源输入，DC5V电源输出。
7.根据权利要求1所述的八通道测力采集器，其特征在于，采集器在使用时，八个采集器相连组成具有64通道的系统；当采集器设为主采集器时，可与其他七个从采集器相连，构成64个通道，上位机或PLC只要通过串口和主采集器通讯即可实现快速读取64个通道的数据。
8.根据权利要求1所述的八通道测力采集器，其特征在于，所述壳体为方形密封壳体结构。
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