CN116389942A - 一种工程监测传感器通用数据采集装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种工程监测传感器通用数据采集装置，属于工程监测用数据采集领域，装置包括分别通过串行总线与主控模块连接的远程数据传输模块、现场无线组网模块、外部配置接口模块、模拟型数据采集模块、数字型数据采集模块、总线型数据采集模块、混合型数据采集模块和无线型数据采集模块，主控模块用于接收模拟型数据采集模块、数字型数据采集模块、总线型数据采集模块、混合型数据采集模块和无线型数据采集模块的传感信号，并通过远程数据传输模块和/或现场无线组网模块与上位机通信，外部配置接口模块用于给主控模块设置运行参数。本发明可在现场同时采集多种类型、多种接口、多个厂家的多个工程监测传感器的数据，通用性强、兼容性高。

Description

一种工程监测传感器通用数据采集装置
本申请是名为《一种工程监测传感器通用数据采集装置》的专利申请的分案申请，原申请的申请日为2019年04月16日，申请号为201910301912.5。
技术领域
本发明涉及工程监测用数据采集领域，具体涉及一种工程监测传感器通用数据采集装置。
背景技术
现有的数据采集仪只支持采集本厂家的传感器的数据，或只支持少数几个厂家或少数几种接口，通用性差、兼容性差。经常需要数据采集仪与传感器配套使用。导致选择性不灵活，易造成资源浪费和成本虚高，效率低下。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种工程监测传感器通用数据采集装置，适用于在现场同时采集多种类型、多种接口、多个厂家的多个工程监测传感器的数据，并可将所采集的数据发送至指定上位机。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种工程监测传感器通用数据采集装置，包括主控模块、远程数据传输模块、现场无线组网模块、外部配置接口模块、模拟型数据采集模块、数字型数据采集模块、总线型数据采集模块、混合型数据采集模块及无线型数据采集模块；
所述远程数据传输模块、所述现场无线组网模块、所述外部配置接口模块、所述模拟型数据采集模块、所述数字型数据采集模块、所述总线型数据采集模块、所述混合型数据采集模块及所述无线型数据采集模块分别通过串行总线与所述主控模块连接；
所述总线型数据采集模块为并行总线型数据采集模块、1-Wire总线型数据采集模块、I2C总线型数据采集模块、SPI总线型数据采集模块、RS232总线型数据采集模块、RS485总线型数据采集模块、CAN总线型数据采集模块、LIN总线型数据采集模块、以太网总线型数据采集模块、USB总线型数据采集模块的任意一种或任意多种的组合；
所述主控模块用于接收所述模拟型数据采集模块、所述数字型数据采集模块、所述混合型数据采集模块和所述无线型数据采集模块的传感信号，并通过远程数据传输模块和/或现场无线组网模块与上位机通信；
所述外部配置接口模块用于为所述主控模块设置运行参数。
作为优选，所述串行总线为以太网总线或CAN总线。
作为优选，所述模拟型数据采集模块、所述数字型数据采集模块、所述混合型数据采集模块、所述总线型数据采集模块及无线型数据采集模块的数量均为多个。
作为优选，所述模拟型数据采集模块为电压型数据采集模块、电流型数据采集模块、电阻型数据采集模块、电容型数据采集模块、电感型数据采集模块、振弦型数据采集模块的一种或者任意多种组合。
作为优选，所述数字型数据采集模块为电平型数据采集模块、脉冲数据采集模块、总线型数据采集模块的任意一种或任意多种的组合。
作为优选，所述混合型数据采集模块包括至少一个模拟型数据采集模块和至少一个数字型数据采集模块。
作为优选，所述无线型数据采集模块为ZigBee无线型数据采集模块、WiFi无线型数据采集模块、LoRa无线型数据采集模块、蓝牙无线型数据采集模块的任意一种或任意多种的组合。
作为优选，所述远程数据传输模块为移动通信模块、NB-IoT模块或WiFi模块。
作为优选，现场无线组网模块为ZigBee模块、WiFi模块、LoRa模块或电台模块。
作为优选，所述外部配置接口模块的接口为RS232串口、RS485串口、蓝牙接口、以太网接口或USB接口。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明可在现场同时采集多种类型、多种接口、多个厂家的多个工程监测传感器的数据，并将所采集的数据发送至指定上位机，其所支持的功能模块种类丰富，兼容各常见的传感器类型及常见接口，通用性和兼容性极强；
2、通用数据采集装置在内部进行了明确、独立的功能模块划分，内部各模块之间采用总线连接，可灵活增减功能模块而其它部分不受任何影响；
3、通用数据采集装置具有现场无线组网功能，可将现场其它数据采集置的数据集中到某一台数据采集装置，并统一将采集到的数据进行远程传输，降低了数据采集的设备成本及传输成本，且通讯方便；
4、数据精度高，并且稳定可靠。
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为本发明工程监测传感器通用数据采集装置的结构框图；
图2为模拟型数据采集模块种类的框图；
图3为数字型数据采集模块种类的框图；
图4为总线型数据采集模块种类的框图；
图5为无线型数据采集模块种类的框图。
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。
如图1所示，本发明提供一种工程监测传感器通用数据采集装置，包括分别通过串行总线与主控模块连接的远程数据传输模块、现场无线组网模块、外部配置接口模块、模拟型数据采集模块、数字型数据采集模块、总线型数据采集模块、混合型数据采集模块和无线型数据采集模块。
所述主控模块用于接收所述模拟型数据采集模块、数字型数据采集模块、总线型数据采集模块、混合型数据采集模块和无线型数据采集模块的传感信号，并通过远程数据传输模块和/或现场无线组网模块与上位机通信。
所述外部配置接口模块用于给所述主控模块设置运行参数。
所述模拟型数据采集模块、数字型数据采集模块、混合型数据采集模块、无线型数据采集模块可设为多个。
所述主控模块集成大容量存储器、1～2个以太网总线接口和1～2个CAN总线接口。
所述串行总线为以太网总线或CAN总线。
如图2所示，所述模拟型数据采集模块可以是一至多个电压型数据采集模块、电流型数据采集模块、电阻型数据采集模块、电容型数据采集模块、电感型数据采集模块、振弦型数据采集模块的一种或者任意多种组合。所述多个模拟型数据采集模块均为多通道数据采集模块。
如图3所示，所述数字型数据采集模块可以是一至多个电平型数据采集模块、脉冲型数据采集模块、总线型数据采集模块的任意一种或任意多种的组合。所述多个数字型数据采集模块均为多通道数据采集模块。
如图4所示，所述总线型数据采集模块可以是并行总线型数据采集模块、1-Wire总线型数据采集模块、I2C总线型数据采集模块、SPI总线型数据采集模块、RS232总线型数据采集模块、RS485总线型数据采集模块、CAN总线型数据采集模块、LIN总线型数据采集模块、以太网总线型数据采集模块、USB总线型数据采集模块的任意一种或任意多种的组合。
所述混合型数据采集模块包括所述模拟型数据采集模块的至少一种和所述数字型数据采集模块至少一种。
如图5所示，所述无线型数据采集模块可以是ZigBee无线型数据采集模块、WiFi无线型数据采集模块、LoRa无线型数据采集模块、蓝牙无线型数据采集模块的任意一种或任意多种的组合。
所述远程数据传输模块可为移动通信模块、NB-IoT模块或WiFi模块中的任意一种，所述可移动通信模块可采用2G/3G/4G/5G模块或多频多模模块。
现场无线组网模块可为ZigBee模块、WiFi模块、LoRa模块或电台模块中的任意一种。所述现场无线组网模块可将现场其它数据采集装置的数据集中到某一台数据采集装置，并统一将采集到的数据进行远程传输；
所述无线型数据采集模块的无线接口可为ZigBee、WiFi、LoRa、蓝牙的任意一种或任意多种组合。
所述外部配置接口模块的接口可为RS232串口、RS485串口、蓝牙接口、以太网接口或USB接口中的任意一种。
相对现有技术而言，所述发明还具有下列特点：
·功能完善：能根据客户日益增长的实际需求增加相应功能。
·广泛兼容：支持主流厂家的各种常用地质灾害监测传感器，如压力、温湿度、应力、应变、雨量计等。
·接口丰富：兼容常见的模拟型、数字型(包括总线型)、混合型和无线型接口的传感器，可采集电压、电流、数字型、无线型及智能型传感器数据。
·数据可靠：ADC精度可达24位，时间分辨率可达10ns。数据精度高，并且稳定可靠。
·性能强劲：采用ARM四核心处理器，更多的前置预处理。
·通讯方便：配备全网通移动通信模块，实现远程传输，同时具备现场无线网络通讯功能。
·海量存储：大容量存储器，自动缓存、长期采集不丢数据。
·故障报告：自动故障诊断恢复，实时自动向管理平台报告状态。
在具体实施过程中，先通过外部配置接口模块给主控模块设置运行参数，然后可根据具体需求选择各个不同的采集模块，当需要采集电压信号时，模拟型数据采集模块的电压型数据采集模块开始采集动作，并将采集到的电压信号通过串行总线传输至主控模块，所述主控模块将该电压信号通过WiFi模块等远程数据传输模块传输至上位机；当需要采集脉冲信号时，数字型数据采集模块的脉冲型数据采集模块开始采集动作，并将采集到的脉冲信号通过串行总线传输至主控模块，所述主控模块将该脉冲信号通过WiFi模块等远程数据传输模块传输至上位机；同理，采集电阻信号、电容信号、电感信号、高低电平信号等均可采取此种采集模式。
当实施过程中需要用到多个所述通用数据采集装置时，多个通用数据采集装置的多个所述模拟型数据采集模块分别将各自采集的信号传输给一台通用数据采集装置的主控模块，所述主控模块再统一将采集到的数据通过现场无线组网传输给所述上位机。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种工程监测传感器通用数据采集装置，其特征在于，所述工程监测传感器通用数据采集装置包括：主控模块、远程数据传输模块、现场无线组网模块、外部配置接口模块、模拟型数据采集模块、数字型数据采集模块、总线型数据采集模块、混合型数据采集模块及无线型数据采集模块；
所述远程数据传输模块、所述现场无线组网模块、所述外部配置接口模块、所述模拟型数据采集模块、所述数字型数据采集模块、所述总线型数据采集模块、所述混合型数据采集模块及所述无线型数据采集模块分别通过串行总线与所述主控模块连接；
所述总线型数据采集模块为并行总线型数据采集模块、1-Wire总线型数据采集模块、I2C总线型数据采集模块、SPI总线型数据采集模块、RS232总线型数据采集模块、RS485总线型数据采集模块、CAN总线型数据采集模块、LIN总线型数据采集模块、以太网总线型数据采集模块、USB总线型数据采集模块的任意一种或任意多种的组合；
所述主控模块用于接收所述模拟型数据采集模块、所述数字型数据采集模块、所述混合型数据采集模块和所述无线型数据采集模块的传感信号，并通过远程数据传输模块和/或现场无线组网模块与上位机通信；
所述外部配置接口模块用于为所述主控模块设置运行参数。
2.根据权利要求1所述工程监测传感器通用数据采集装置，其特征在于，所述串行总线为以太网总线或CAN总线。
3.根据权利要求1所述工程监测传感器通用数据采集装置，其特征在于，所述模拟型数据采集模块、所述数字型数据采集模块、所述混合型数据采集模块、所述总线型数据采集模块及无线型数据采集模块的数量均为多个。
4.根据权利要求1所述工程监测传感器通用数据采集装置，其特征在于，所述模拟型数据采集模块为电压型数据采集模块、电流型数据采集模块、电阻型数据采集模块、电容型数据采集模块、电感型数据采集模块、振弦型数据采集模块的一种或者任意多种组合。
5.根据权利要求1所述工程监测传感器通用数据采集装置，其特征在于，所述数字型数据采集模块为电平型数据采集模块、脉冲数据采集模块、总线型数据采集模块的任意一种或任意多种的组合。
6.根据权利要求1所述工程监测传感器通用数据采集装置，其特征在于，所述混合型数据采集模块包括至少一个模拟型数据采集模块和至少一个数字型数据采集模块。
7.根据权利要求1所述工程监测传感器通用数据采集装置，其特征在于，所述无线型数据采集模块为ZigBee无线型数据采集模块、WiFi无线型数据采集模块、LoRa无线型数据采集模块、蓝牙无线型数据采集模块的任意一种或任意多种的组合。
8.根据权利要求1所述工程监测传感器通用数据采集装置，其特征在于，所述远程数据传输模块为移动通信模块、NB-IoT模块或WiFi模块。
9.根据权利要求1所述工程监测传感器通用数据采集装置，其特征在于，所述现场无线组网模块为ZigBee模块、WiFi模块、LoRa模块或电台模块。
10.根据权利要求1所述工程监测传感器通用数据采集装置，其特征在于，所述外部配置接口模块的接口为RS232串口、RS485串口、蓝牙接口、以太网接口或USB接口。
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