CN112462664B - 一种仪器接口数据监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仪器接口数据监测系统，系统包括仪器接口数据监测装置以及远程服务终端；接口数据监测装置设置在仪器与上位机之间；仪器接口数据监测装置包括主板和接口板；接口板控制单元，用于采集仪器与上位机之间的通信数据，并将通信数据传输至主板控制单元；主板控制单元，用于通过无线通信模块，将通信数据发送至远程服务终端；通信数据包括仪器型号以及故障信息标识；远程服务终端，用于根据仪器型号在预设的仪器数据库中匹配对应的预存仪器数据，并将仪器状态标识与预存仪器数据中的故障代码进行比对，对仪器进行故障诊断。通过本发明能够能降低仪器接口通信数据采集时数据泄露的风险并提高故障诊断的准确性。

Description

一种仪器接口数据监测系统

技术领域

本发明涉及仪器数据监测技术领域，尤其涉及一种仪器接口数据监测系统。

背景技术

为实现对仪器设备的智能化管理(例如实验室仪器的管理)需要对仪器的仪器数据进行采集，以便实时监控仪器的工作状态并进行故障诊断。

现有技术中，一般是在仪器设备的上位机中安装第三方提供的客户端软件，通过软件可以实时抓取仪器自检结果、仪器报错数据、仪器运行日志及故障提示画面等仪器数据，在进行故障诊断时需要维修工程师到现场进行查看。这样一方面，需要在用户的电脑上安装第三方的客户端软件和截取用户的显示器屏幕信息，容易造成数据泄露，数据安全性低。另一方面仪器工程师难以获得仪器准确的故障信息，只能根据仪器用户口头描述进行判断故障，造成误判漏判，导致精密仪器故障诊断的准确率低，维修效率低。。

发明内容

本发明实施例提供一种仪器接口数据监测系统，能降低仪器接口数据采集时数据泄露的风险并提高故障诊断的准确性，提高维修效率。

一种仪器接口数据监测系统，包括：仪器接口数据监测装置以及远程服务终端；所述接口数据监测装置设置在仪器与上位机之间；

所述仪器接口数据监测装置包括主板和接口板；所述主板包括:主板控制单元以及无线通信模块；所述接口板包括：接口板控制单元、仪器接口以及上位机接口；所述仪器接口以及上位机接口均与所述接口板控制单元连接；所述仪器接口数据监测装置通过所述仪器接口与仪器连接，所述仪器接口数据监测装置通过所述上位机接口与上位机连接；所述接口板控制单元，用于采集所述仪器与所述上位机之间的通信数据，并将所述通信数据传输至所述主板控制单元；所述主板控制单元，用于通过所述无线通信模块，将所述通信数据发送至所述远程服务终端；其中，所述通信数据包括仪器型号以及故障信息标识；

所述远程服务终端，用于根据所述仪器型号在预设的仪器数据库中匹配对应的预存仪器数据，并将所述故障信息标识与所述预存仪器数据中的故障代码进行比对，对所述仪器进行故障诊断。

进一步地，所述通信数据还包括：仪器运行状态标识；所述远程服务终端，还用于根据所述仪器型号在预设的仪器数据库中匹配对应的预存仪器数据，并将所述仪器运行状态标识与所述预存仪器数据中的仪器状态标识进行比对，识别所述仪器的运行状态。

进一步地，所述远程服务终端还用于，监测所述通信数据的数据量以及数据频率，并将所述数据量以及所述数据频率与仪器正常运行时的数据量和数据频率进行比对，继而根据比对结果判断所述仪器是否正常运行。

进一步地，所述接口板还包括信号开关，所述信号开关的一端与所述仪器接口连接，所述信号开关的另一端与所述上位机接口连接；

所述远程服务终端还用于，向所述主板控制单元发送开关控制指令；

所述主板控制单元还用于，在接收所述开关控制指令时，将所述开关控制指令传输至所述接口板控制单元，以使所述接口板控制单元根据所述开关控制指令，控制所述信号开关的状态。

进一步地，所述接口板包括第一接口板，所述第一接口板包括：第一接口板控制单元、第一信号开关、第一RS232接口、第二RS232接口、第一RS232接口电平转换芯片以及第二RS232接口电平转换芯片；

所述第一RS232接口与所述第一RS232接口电平转换芯片连接，所述第一RS232接口电平转换芯片还与所述第一信号开关和所述第一接口板控制单元连接；

所述第二RS232接口与所述第二RS232接口电平转换芯片连接，所述第而RS232接口电平转换芯片还与所述第一信号开关和所述第一接口板控制单元连接；

所述第一RS232接口，用于与仪器连接，所述第二RS232接口，用于与上位机连接。

进一步地，所述第一接口板还包括：第二信号开关、第一以太网接口、第二以太网接口、第一以太网接口芯片以及第二以太网接口芯片；

所述第一以太网接口与所述第一以太网接口芯片连接，所述第一以太网接口芯片还与所述第一接口板控制单元连接；

所述第二以太网接口与所述第二以太网接口芯片连接，所述第二以太网接口芯片还与所述第一接口板控制单元连接；

所述第一以太网接口，用于与仪器连接，所述第二以太网接口，用于与上位机连接。

进一步地，所述接口板还包括：第二接口板，所述第二接口板包括：第二接口板控制单元、第三信号开关、第一USB接口、第二USB接口、第一USB接口芯片以及第二USB接口芯片；

所述第一USB接口与所述第一USB接口芯片连接，所述第一USB接口芯片还与所述第二接口板控制单元连接；

所述第二USB接口与所述第二USB接口芯片连接，所述第二USB接口芯片还与所述第二接口板控制单元连接；

所述第一USB接口，用于与仪器连接，所述第二USB接口，用于与上位机连接。

进一步地，所述第二接口板还包括：第四信号开关、第一GPIB接口、第二GPIB接口、第一GPIB接口逻辑芯片以及第二GPIB接口逻辑芯片；

所述第一GPIB接口与所述第一GPIB接口逻辑芯片连接，所述第一GPIB接口逻辑芯片还与所述第二接口板控制单元连接；

所述第二GPIB接口与所述第二GPIB接口逻辑芯片连接，所述第二GPIB接口逻辑芯片还与所述第二接口板控制单元连接；

所述第一GPIB接口，用于与仪器连接，所述第二GPIB接口，用于与上位机连接。

进一步地，所述第一接口板和所述第二接口板还包括：本地固件升级端口。

进一步地，所述主板还包括：USB-HID主机芯片，所述USB-HID主机芯片与所述主板控制单元连接；所述USB-HID主机芯片用于与外部刷卡器连接；

所述主板控制单元，还用于接收所述USB-HID主机芯片传输的刷卡数据，根据所述刷卡数据判断当前用户是否具备实验仪器使用权限；

若是则生成闭合信号开关指令，并将所述闭合信号开关指令传输至所述接口板控制单元，以使所述接口板控制单元在接收所述闭合信号开关指令时，将所述信号开关闭合。

通过实施本发明实施例具有如下有益效果：

本发明实施例提供了一种仪器接口数据监测系统，包括仪器接口数据监测装置以及远程服务终端，仪器接口数据监测装置设置在仪器与上位机之间，仪器接口数据监测装置，设置有主板和接口板，主板中设置有主板控制单元以及无线通信模块，接口板中设置有接口板控制单元、仪器接口以及上位机接口。仪器接口以及上位机接口均与接口板控制单元连接；信号开关的一端与仪器接口连接，信号开关的另一端与上位机接口连接，仪器接口数据监测装置通过仪器接口与仪器连接，仪器接口数据监测装置通过上位机接口与上位机连接；使用时，接口板控制单元采集仪器与上位机之间的通信数据，并将通信数据传输至主板控制单元；主板控制单元通过无线通信模块，将通信数据发送至远程服务终端，这样完成了仪器数据的采集工作，相比与现有技术，在进行仪器数据采集监测时，无需在上位机中设置第三方客户端软件，防止被植入木马提高数据安全性，也无需截取上位机显示屏幕的屏幕信息，降低数据泄露的风险。而远程服务终端，在接收通信数据之后，根据通信数据中所包含的仪器型号，在预设的仪器数据库中匹配对应的预存仪器数据，并将通信数据中所包含的故障信息标识与所述预存仪器数据中的故障代码进行比对，对仪器进行故障诊断，从而实现远程的自动化故障诊断，解决现有人工故障诊断准确性低，效率低的问题。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的一种仪器接口数据监测系统的系统架构图。

图2是本发明一实施例提供的仪器接口数据监测装置的整体结构示意图。

图3是本发明一实施例提供的主板的结构示意图。

图4是本发明一实施例提供的第一接口板的结构示意图。

图5是本发明一实施例提供的第二接口板的结构示意图。

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和图2所示，本发明一实施例提供了一种仪器接口数据监测系统，包括：仪器接口数据监测装置以及远程服务终端；接口数据监测装置设置在仪器与上位机之间；

仪器接口数据监测装置包括主板和接口板；主板包括:主板控制单元以及无线通信模块；接口板包括：接口板控制单元、仪器接口以及上位机接口；仪器接口以及上位机接口均与接口板控制单元连接；仪器接口数据监测装置通过仪器接口与仪器连接，仪器接口数据监测装置通过上位机接口与上位机连接；接口板控制单元，用于采集仪器与上位机之间的通信数据，并将通信数据传输至主板控制单元；主板控制单元，用于通过无线通信模块，将通信数据发送至远程服务终端；其中，通信数据包括仪器型号以及故障信息标识；

远程服务终端，用于根据仪器型号在预设的仪器数据库中匹配对应的预存仪器数据，并将故障信息标识与预存仪器数据中的故障代码进行比对，对仪器进行故障诊断。需要说明的是本发明所述的仪器可以为实验室中的仪器设备。

首先对远程服务终端所实现的功能进行说明：

在本发明中，远程服务终端接收仪器接口数据监测装置上传的通信数据后，会根据上述通信数据进行仪器运行状态识别以及故障诊断。

具体的，在本发明中，远程服务终端设置有对应的仪器数据库，上述仪器数据库中存储各个型号仪器对应的数据：包括仪器的型号、仪器状态标识以及发生各类型故障时所对应的故障代码。其中，上述仪器状态标识，包括仪器的开始工作数据标识以及仪器的结束工作数据标识；

当远程服务终端接收仪器接口数据监测装置传输过来的通信数据后，从上述通信数据中提取：仪器的型号、故障信息标识以及仪器运行状态标识，然后在数据库中查找到的对应型号的预存仪器数据，然后将通信数据中的仪器运行状态标识与预存仪器数据库中的仪器状态标识进行比对，将通行数据中的故障信息标识与预存仪器数据中的故障代码进行比对即可实现仪器运行状态监测以及故障诊断，例如：某型号仪器出现死机故障时所对应故障代码为“002”，

那么当接收到的通信数据中有“002”这一故障信息标识时，则判断仪器出现死机故障。

此外预存仪器数据中还用于标识仪器运行状态的仪器状态标识，例如某型号仪器的开始工作时对应的仪器状态标识为“start to work！”，结束工作时，对应的仪器状态标识为“The work is finished！”

那么若所接收的通信数据中包括“start to work！”的仪器运行状态标识则判断仪器开始工作了，若通信数据中包括“The work is finished！”的仪器运行状态标识则判断仪器结束工作了。从而实现对仪器的工作状态监测。

在一个优选的实施例中，远程服务终端还用于，监测通信数据的数据量以及数据频率，并将数据量以及数据频率与仪器正常运行时的数据量和数据频率进行比对，继而根据比对结果判断仪器是否正常运行。

除了根据具体的数据内容进行诊断外，远程服务终端还可以根据数据量和数据频率进行仪器是否正常运行的粗略判断。

具体的，远程服务终端通过仪器接口数据监测装置，监测仪器与上位机之间的数据量(包括以下任意一项或其组合：数据发送量和数据接收量)，数据频率(包括以下任意一项或其组合：数据发送频率和数据接收频率)。然后与仪器正常工作时的数据量和数据频率分别进行比对，如果两个比较指标的误差都在预设范围内，则判定仪器正常工作，否则判定仪器工作异常有故障发生。

此外，远程服务终端还用于，监测通信数据的数据量以及数据频率，并将数据量以及数据频率与仪器待机时的数据量和数据频率进行比对，继而根据比对结果判断仪器是处于待机状态。

在一个优选的实施例中，上述仪器接口数据监测装置的接口板中还设置有信号开关，信号开关的一端与仪器接口连接，信号开关的另一端与上位机接口连接；则此时远程服务终端还可以通过仪器接口数据监测装置控制仪器与上位机之间的数据通信状态；

具体的，远程服务终端向主板控制单元发送开关控制指令，这一开关控制指令包括闭合开关或是断开开关；主板控制单元在接收开关控制指令时，将开关控制指令传输至接口板控制单元，接口板控制单元根据开关控制指令，控制信号开关断开或闭合。从而使得远程服务终端能够通过截断/复通仪器数据传输的方式安全地进行仪器使用授权。

以下仪器接口数据监测装置的具体结构进行说明：

如图2所示，在一个优选的实施例中仪器接口数据监测装置包括一个主板和两个接口板，两个接口板负责采集仪器与上位机之间的通信数据，主板负责远程服务终端(例如：云平台)进行交互，将采集的通信数据打包后上传至远程服务终端。两个接口板分别为第一接口板和第二接口板，其中，第一接口板为RS232+以太网接口板，第二接口板为USB+GPIB接口板。

首先对主板进行说明：

如图3所示，主板包括主板控制单元和无线通信模块，无线通信模块包括但不限于以下任意一项或其组合，4G通信模块，WIFI模块以及蓝牙模块；在一个优选的实施例中，还包括：USB-HID主机芯片，USB-HID主机芯片与主板控制单元连接；USB-HID主机芯片用于与外部刷卡器连接。

当主板中设置了USB-HID主机芯片后，用户要使用仪器时，可以通过外设的外部刷卡器进行刷卡，用户刷卡后，主板控制单元接收USB-HID主机芯片传输的刷卡数据，根据刷卡数据判断当前用户是否具备实验仪器使用权限；

若是则生成闭合信号开关指令，并将闭合信号开关指令传输至接口板控制单元，接口板控制单元在接收闭合信号开关指令后，将信号开关闭合。这样仪器与上位机之间就能够建立通信连接，从而实现通过截断/复通仪器数据传输的方式安全地进行仪器使用授权。

示意性，本发明主板控制单元，可采用ST(意法半导体)的F4系列MCU芯片，4G模块采用移远通信的EC20模组，WIFI模块采用安信可科技的ESP-12F模组，蓝牙模块采用有人物联网的WH-BLE102模组；采用CH375作为USB-HID主机芯片。使用时通过上述4G模块或WIFI模块采用TCP协议无线传输与远程服务终端进行通信，将采集的通信数据上传至远程服务终端。蓝牙模块可以与移动客户端app进行通信，可通过蓝牙对仪器接口数据监测装置进行配置和数据监控。USB-HID主机芯片可支持所有USB-HID协议的刷卡器，用户可通过刷卡来控制仪器与上位机的通信通断控制。主板可通过MicroUSB数据线与电脑进行连接，电脑上可用配套的配置软件对仪器接口数据监测装置进行配置和自我诊断。

在本发明中主板可执行如下功能：1主板控制单元将接口板所传输的通信数据打包后发送至远程服务终端，以便远程服务终端根据所上传的通信数据对仪器的工作状态进行判断，实现对仪器的实时监测，主板和接口板之间设置有对应的数据连接接口进行数据传输。2，主板控制单元可以接受远程服务终端发送的控制开关控制指令，控制接口板中的信号开关闭合或开启，从而控制仪器与上位机之间的信号通断。3，通过USB-HID主机芯片接收到的刷卡信号，来控制接口板中的信号开关闭合或开启，从而控制仪器与上位机之间的信号通断。

如图4所示，对于第一接口板，在一个优选的实施例中，第一接口板包括：第一接口板控制单元、第一信号开关、第一RS232接口、第二RS232接口、第一RS232接口电平转换芯片以及第二RS232接口电平转换芯片；第一RS232接口与第一RS232接口电平转换芯片连接，第一RS232接口电平转换芯片还与第一信号开关和第一接口板控制单元连接；第二RS232接口与第二RS232接口电平转换芯片连接，第而RS232接口电平转换芯片还与第一信号开关和第一接口板控制单元连接；第一RS232接口，用于与仪器连接，第二RS232接口，用于与上位机连接。优选的，第一接口板还包括：第二信号开关、第一以太网接口、第二以太网接口、第一以太网接口芯片以及第二以太网接口芯片；第一以太网接口与第一以太网接口芯片连接，第一以太网接口芯片还与第一接口板控制单元连接；第二以太网接口与第二以太网接口芯片连接，第二以太网接口芯片还与第一接口板控制单元连接；第一以太网接口，用于与仪器连接，第二以太网接口，用于与上位机连接。

在这一实施例中，第一RS232接口和第一以太网接口作为连接仪器的仪器接口，第二RS232接口和第二以太网接口作为连接上位机的上位机接口。

具体的，在本发明中第一接口板是RS232+以太网接口板，优选的，第一接口板控制单元，采用ST(意法半导体)的F4系列MCU芯片。采用SN65C3232EDR作为第一RS232接口电平转换芯片和第二RS232接口电平转换芯片。采用LAN8720A作为第一以太网芯片和第二以太网芯片，采用TS5A23166DCUR作为RS232信号的信号开关，即上述第一信号开关，采用TS3L110DR作为以太网信号开关，即上述第二信号开关。

当使用RS232接口连接实验仪器与上位机时，将RS232信号通过电平转换芯片转换成标准的TTL(晶体管-晶体管逻辑电平)信号与第一接口板控制单元进行通信，在两个RS232接口电平转换芯片之间加上信号开关，可以通过第一接口板控制单元控制信号开关来控制仪器和上位机之间的信号通断。当信号开关接通时，仪器与上位机之间的通信等同直连，不受仪器接口监测装置的影响，仪器接口数据监测装置此时可通过RS232接口电平转换芯片监测仪器与上位机之间的通信数据。对于不同型号的RS232接口仪器，仪器接口监测装置都能通过校准来自适应该仪器的数据分析。通过分析RS232接口仪器与上位机的通信数据可以判断仪器在本地的工作状态，还可以根据数据对仪器潜在的问题执行远程诊断。当信号开关断开时，仪器与上位机之间的通信断开，此时在知悉仪器与上位机之间的通信协议的情况下也可以通过第一接口板控制单元和RS232接口电平转换芯片模拟与RS232接口的仪器或者上位机进行通信，通过远程服务终端远程操控仪器。

在这一实施例中，RS232接口是通过将RS232接口信号转换成TTL信号进行监测和模拟控制，避免了RS232信号中负电平对信号开关的影响。而以太网接口是从以太网数据通信的最底层物理层进行的数据监测和模拟控制，避免了在通信过程中需要建立连接等过程造成对原有通信的影响，也避免了不同设备数据不兼容的现象。

当使用以太网接口连接实验仪器与上位机时，将以太网信号通过以太网接口芯片实现RMII接口(Reduced Media Independent Interface简化媒体独立接口,是IEEE802.3u标准中除MII接口之外的另一种实现)与第一接口板控制单元进行通信，在两个以太网接口之间加上信号开关可以通过第一接口板控制单元控制信号开关来控制仪器和上位机之间的信号通断。当信号开关接通时，仪器与上位机之间的通信等同直连，不受仪器接口数据监测装置的影响，仪器接口数据监测装置此时可通过以太网接口芯片监测仪器与上位机之间的通信数据。对于不同型号的以太网接口仪器，仪器接口数据监测装置都能通过校准来自适应该仪器的数据分析。通过分析以太网接口仪器与上位机的通信数据可以判断仪器在本地的工作状态，还可以根据数据对仪器潜在的问题执行远程诊断。当信号开关断开时，仪器与上位机之间的通信断开，此时在知道仪器与上位机之间的通信协议的情况下也可以通过第一接口板控制单元和以太网接口芯片模拟与以太网接口的仪器或者上位机进行通信，通过远程服务终端远程操控仪器。

在这一实施例中USB接口数据速率很快，所以用到FPGA来处理USB数据，避免了因数据处理不及时造成仪器状态判断不准确或者通信数据丢失。USB接口采用芯片来进行数据监测或者模拟控制也是从USB的物理层信号进行解析，不会对仪器和上位机之间的连接和通信造成影响，也避免了不同USB设备数据不兼容的现象。本方案中GPIB接口由于针脚数比较多，数据也是并行信号，采用FPGA来监测更快更方便。

在一个优选的实施例中，第一接口板中预留了本地固件升级端口，针对后续陆续开发的新功能可直接进行本地升级，老用户不用再购买新的硬件即可体验新的功能。

如图5所示，对于第二接口板，在一个优选的实施例中，第二接口板包括：第二接口板控制单元、第三信号开关、第一USB接口、第二USB接口、第一USB接口芯片以及第二USB接口芯片；第一USB接口与第一USB接口芯片连接，第一USB接口芯片还与第二接口板控制单元连接；第二USB接口与第二USB接口芯片连接，第二USB接口芯片还与第二接口板控制单元连接；第一USB接口，用于与仪器连接，第二USB接口，用于与上位机连接。优选的，第二接口板还包括：第四信号开关、第一GPIB接口、第二GPIB接口、第一GPIB接口逻辑芯片以及第二GPIB接口逻辑芯片；第一GPIB接口与第一GPIB接口逻辑芯片连接，第一GPIB接口逻辑芯片还与第二接口板控制单元连接；第二GPIB接口与第二GPIB接口逻辑芯片连接，第二GPIB接口逻辑芯片还与第二接口板控制单元连接；第一GPIB接口，用于与仪器连接，第二GPIB接口，用于与上位机连接。

在这一实施例中，第一USB接口和第一GPIB接口作为连接仪器的仪器接口，第二USB接口和第二GPIB接口作为连接上位机的上位机接口。

具体的，本发明上述第二接口板为USB+GPIB接口板。优选的，采用ALTERA(阿尔特拉)公司的Cyclone IV系列FPGA作为第二接口板控制单元，采用USB3500作为第一USB接口芯片和第二USB接口芯片，采用SN75ALS160和SN75ALS162作为8位通用总线收发器逻辑芯片及上述第一GPIB接口逻辑芯片和第二GPIB接口逻辑芯片，采用TS3USB221DRCR作为USB信号开关即上述第三信号开关，采用TS3A4751PWR作为GPIB信号开关即上述第四信号开关。

当采用USB接口连接仪器与上位机时，采用UTMI(USB2.0 Transceiver MacrocellInterface，UTMI是USB2.0的高速设备检测协议)接口的芯片将USB的差分信号通过USB接口芯片转换成8位的并口信号与FPGA进行通信，在两个USB接口之间加上信号开关可以通过FPGA控制信号开关来控制仪器和上位机之间的信号通断。当信号开关接通时，仪器与上位机之间的通信等同直连，不受仪器接口数据监测装置的影响，仪器接口数据监测装置此时可通过USB接口芯片监测仪器与上位机之间的通信数据。对于不同型号的USB接口仪器，仪器接口数据监测装置都能通过校准来自适应该仪器的数据分析，可以兼容所有USB2.0及以下的USB接口仪器。远程服务终端通过分析USB接口仪器与上位机的通信数据可以判断仪器在本地的工作状态，还可以根据数据对仪器潜在的问题执行远程诊断。当信号开关断开时，仪器与上位机之间的通信断开，此时在知道仪器与上位机之间的通信协议的情况下也可以通过FPGA控制USB接口芯片模拟上位机与USB接口的仪器进行通信，或者通过FPGA控制USB接口芯片模拟仪器与上位机进行通信，通过远程服务终端操作控仪器。

当采用GPIB接口连接仪器与上位机时，采用两个8位的通用总线收发器逻辑芯片将GPIB信号转换后与FPGA进行通信，在两个GPIB接口之间加上信号开关可以通过FPGA控制信号开关来控制仪器和上位机之间的信号通断。当信号开关接通时，仪器与上位机之间的通信等同直连，不受仪器接口数据监测装置的影响，仪器接口数据监测装置此时可通过FPGA控制8位的通用总线收发器逻辑芯片的数据方向来监测仪器与上位机之间的通信数据。对于不同型号的GPIB接口仪器，仪器接口数据监测装置都能通过校准来自适应该仪器的数据分析。通过分析GPIB接口仪器与上位机的通信数据可以判断仪器在本地的工作状态，还可以根据数据对仪器潜在的问题执行远程诊断。当信号开关断开时，仪器与上位机之间的通信断开，此时在知道仪器与上位机之间的通信协议的情况下也可以通过FPGA控制两个8位的通用总线收发器来模拟上位机与GPIB接口的仪器进行通信，或者通模拟GPIB接口仪器与上位机进行通信，通过云平台远程操控仪器。

在一个优选的实施例中，USB+GPIB接口板也预留了本地固件升级端口，针对后续陆续开发的新功能可直接进行本地升级，老用户不用再购买新的硬件即可体验新的功能。

在一个优选的实施例中主板、第一接口板和第二接口板采用叠层式设计，能减少仪器接口数据监测装置的占地面积。

优选的，在本发明中主板与接口板之间设置有数据传输接口，且主板与接口板之间的数据传输采用自定义的私有数据传输协议进行数据传输，这样由于在本发明中仪器和上位机之间的互联是通过接口板完成，而跟远程服务终端的外部互联是由主板完成的。主板与接口板采用分离式设计且两者之间采用自定义的私有协议进传输，这样能免恶意用户可能通过远程服务终端渗透进入仪器接口数据监测装置，然后进一步通过器接口数据监测装置发起对仪器本身或者仪器所在实验室内部网络的攻击，从而提高了网络安全性。

通过实施本发明实施例具有如下有益效果：

1、与传统仪器数据获取方式不同，采用本发明的所公开的技术方案，无需在上位机中设置第三方客户端软件，防止被植入木马提高数据安全性，也无需截取上位机显示屏幕的屏幕信息，通过将仪器接口数据监测装置设置在仪器与上位机之间，进行数据采集，降低数据泄露的风险。

2、本申请可通过远程服务终端进行远程故障诊断以及通过截断/复通仪器数据传输的方式安全地进行仪器的远程使用授权。

3、本发明所公开仪器接口数据监测装置在采集数据时，上位机与仪器之间可通过信号开关进行直连，不干扰仪器和上位机之间的数据通信，。

4、接口板中设置了多种数据接口，可实现对多种不同仪器的连接，兼容性强。

5、直接通过内部的信号开关控制上位机与仪器之间的数据通信状态，操作便捷，响应速度快，时效性强。

以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种仪器接口数据监测系统，其特征在于，包括：仪器接口数据监测装置以及远程服务终端；所述接口数据监测装置设置在仪器与上位机之间；

所述仪器接口数据监测装置包括主板和接口板；所述主板包括:主板控制单元以及无线通信模块；所述接口板包括：接口板控制单元、仪器接口以及上位机接口；所述仪器接口以及上位机接口均与所述接口板控制单元连接；所述仪器接口数据监测装置通过所述仪器接口与仪器连接，所述仪器接口数据监测装置通过所述上位机接口与上位机连接；所述接口板控制单元，用于采集所述仪器与所述上位机之间的通信数据，并将所述通信数据通过自定义的私有数据传输协议传输至所述主板控制单元；所述主板控制单元，用于通过所述无线通信模块，将所述通信数据发送至所述远程服务终端；其中，所述通信数据包括仪器型号以及故障信息标识；

所述远程服务终端，用于根据所述仪器型号在预设的仪器数据库中匹配对应的预存仪器数据，并将所述故障信息标识与所述预存仪器数据中的故障代码进行比对，对所述仪器进行故障诊断。

2.如权利要求1所述的仪器接口数据监测系统，其特征在于，所述通信数据还包括：仪器运行状态标识；

所述远程服务终端，还用于根据所述仪器型号在预设的仪器数据库中匹配对应的预存仪器数据，并将所述仪器运行状态标识与所述预存仪器数据中的仪器状态标识进行比对，识别所述仪器的运行状态。

3.如权利要求1所述的仪器接口数据监测系统，其特征在于，所述远程服务终端还用于，监测所述通信数据的数据量以及数据频率，并将所述数据量以及所述数据频率与仪器正常运行时的数据量和数据频率进行比对，继而根据比对结果判断所述仪器是否正常运行。

4.如权利要求1所述的仪器接口数据监测系统，其特征在于，所述接口板还包括信号开关，所述信号开关的一端与所述仪器接口连接，所述信号开关的另一端与所述上位机接口连接；

所述远程服务终端还用于，向所述主板控制单元发送开关控制指令；

所述主板控制单元还用于，在接收所述开关控制指令时，将所述开关控制指令传输至所述接口板控制单元，以使所述接口板控制单元根据所述开关控制指令，控制所述信号开关的状态。

5.如权利要求1-4任意一项所述的仪器接口数据监测系统，其特征在于，所述接口板包括第一接口板，所述第一接口板包括：第一接口板控制单元、第一信号开关、第一RS232接口、第二RS232接口、第一RS232接口电平转换芯片以及第二RS232接口电平转换芯片；

所述第一RS232接口与所述第一RS232接口电平转换芯片连接，所述第一RS232接口电平转换芯片还与所述第一信号开关和所述第一接口板控制单元连接；

所述第二RS232接口与所述第二RS232接口电平转换芯片连接，所述第二 RS232接口电平转换芯片还与所述第一信号开关和所述第一接口板控制单元连接；所述第一RS232接口，用于与仪器连接，所述第二RS232接口，用于与上位机连接。

6.如权利要求5所述的仪器接口数据监测系统，其特征在于，所述第一接口板还包括：第二信号开关、第一以太网接口、第二以太网接口、第一以太网接口芯片以及第二以太网接口芯片；

所述第一以太网接口与所述第一以太网接口芯片连接，所述第一以太网接口芯片还与所述第一接口板控制单元连接；

所述第二以太网接口与所述第二以太网接口芯片连接，所述第二以太网接口芯片还与所述第一接口板控制单元连接；

所述第一以太网接口，用于与仪器连接，所述第二以太网接口，用于与上位机连接。

7.如权利要求6所述的仪器接口数据监测系统，其特征在于，所述接口板还包括：第二接口板，所述第二接口板包括：第二接口板控制单元、第三信号开关、第一USB接口、第二USB接口、第一USB接口芯片以及第二USB接口芯片；

所述第一USB接口与所述第一USB接口芯片连接，所述第一USB接口芯片还与所述第二接口板控制单元连接；

所述第二USB接口与所述第二USB接口芯片连接，所述第二USB接口芯片还与所述第二接口板控制单元连接；

所述第一USB接口，用于与仪器连接，所述第二USB接口，用于与上位机连接。

8.如权利要求7所述的仪器接口数据监测系统，其特征在于，所述第二接口板还包括：第四信号开关、第一GPIB接口、第二GPIB接口、第一GPIB接口逻辑芯片以及第二GPIB接口逻辑芯片；

所述第一GPIB接口与所述第一GPIB接口逻辑芯片连接，所述第一GPIB接口逻辑芯片还与所述第二接口板控制单元连接；

所述第二GPIB接口与所述第二GPIB接口逻辑芯片连接，所述第二GPIB接口逻辑芯片还与所述第二接口板控制单元连接；

所述第一GPIB接口，用于与仪器连接，所述第二GPIB接口，用于与上位机连接。

9.如权利要求8所述的仪器接口数据监测系统，其特征在于，所述第一接口板和所述第二接口板还包括：本地固件升级端口。

10.如权利要求9所述的仪器接口数据监测系统，其特征在于，所述主板还包括：USB-HID主机芯片，所述USB-HID主机芯片与所述主板控制单元连接；所述USB-HID主机芯片用于与外部刷卡器连接；

所述主板控制单元，还用于接收所述USB-HID主机芯片传输的刷卡数据，根据所述刷卡数据判断当前用户是否具备实验仪器使用权限；

若是则生成闭合信号开关指令，并将所述闭合信号开关指令传输至所述接口板控制单元，以使所述接口板控制单元在接收所述闭合信号开关指令时，将所述信号开关闭合。

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