CN200950217Y - 便携式智能仪器仪表开发平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于开发便携式智能仪器仪表的平台，包括微处理器MCUmeg128，电桥和电压、热点偶和热电阻、电流的信号线连到多路模拟开关4051的输入端，多路模拟开关4051输出端连到A/D转换器7715的输入端，A/D转换器7715的输出端连接微处理器数据输入端口，微处理器和数模转换芯片AD420相连，微处理器和红外数据接口模块、CH375芯片、串口扩充芯片、触摸屏控制器和TFT显示屏、GSM模块输入端连接，浓缩了工控领域便携式智能仪表的基本功能，具有可扩展性，开发者在开发智能仪器仪表的过程中，不需要对智能仪表的基本功能进行设计，只需要对仪表要实现的特殊功能模块进行开发，并把开发的特殊功能部分连接到扩展口上即可。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于开发便携式智能仪器仪表的平台，智能仪表开发平台浓缩了工控领域便携式智能仪表所具有的基本功能，并且具有可扩展性，开发者在开发智能仪器仪表的过程中，不需要对智能仪表的基本功能部分进行设计，只需要对仪表要实现的特殊功能模块进行开发，并把开发的特殊功能部分连接到扩展口上即可。
背景技术
信息技术革命是当代工程技术发展的最重要的趋势，信息工业的要素包括信息的获取、存取、传输和利用，而信息的获取正是靠仪器仪表来实现的。仪器仪表作为信息工业的源头，是以电脑和微处理器的技术为核心技术，以计算机、网络、系统、通信、图像显示、自动控制理论为共性关键技术基础。这些信息技术应用到仪器仪表中，促成仪器仪表产品升级为智能仪器仪表，发展成为信息工业领域中一大系列产品群体。
便携式智能仪表体积小、重量轻、操作简单、携带方便，在工业控制领域占有重要位置。国内便携式智能仪表仍以功能简单、设计单一、可扩展性差为主，不能满足国内工控领域多参数测量的需求；对测量数据的记录、存储、分析几乎都是采用人工的方法。利用这种方法分析控制工控系统，不仅速度慢，更重要的是人为因素大，存在严重的人为误差，容易给系统造成误操作。国外，便携式智能化仪器仪表研究比较深入，采用国外先进的便携式仪表能够满足国内工业市场的需求，但其价格昂贵，不适宜在国内推广使用。
目前国内开发一款功能强大、性能优异的便携式智能仪表，即便技术力量较强的公司，也仍需要很长的开发周期，而造成这种现状的原因往往是在仪表研发的过程中有大量低水平的重复性劳动。如：在设计仪表的过程中，每一款仪表都重复设计显示，时钟，打印，存储，串口，USB接口等部分；每一次都根据输入信号的不同重复设计信号输入电路，每一次都根据不同的控制方案、功耗的多少、外设的多寡选择微控制器芯片，而微控制器的不同又导致不同的设计方案和不同的电路走线。一方面是工业控制领域急需多功能的便携式智能仪表，一方面是国内仪器仪表生产厂家不能及时的提供合格的仪器仪表，解决这个供求的最佳办法就是：仪器仪表生产厂家改变以往的生产模式，采取更加有效的开发工具。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足而提供一种便携式的智能仪器仪表开发平台，该平台采用模块化设计，浓缩了工控领域便携式智能仪表所具有的基本功能，并且为开发者留有扩展口。
本实用新型的目的是这样实现的：包括微处理器MCUmeg128，其中：
电桥和电压的信号线连接到多路模拟开关4051的输入端，热点偶和热电阻的信号线连接到前置放大器的输入端，经过放大处理后的输出线分别连接到多路模拟开关4051的输入端，电流信号线串连一个电阻后也连接到多路模拟开关4051的输入端；
多路模拟开关4051的输出端连接到A/D转换器7715的输入端，A/D转换器7715的输出端通过导线连接的微处理器MCUmeg128的数据输入端口；
微处理器MCUmeg128通过电路板上的铜线和数模转换芯片AD420的输入端相连，数模转换芯片AD420的输出端输出工业标准信号为：4--20mA、0--20mA、0--5V、1--5V，输出的信号线用导线连接到各种工业仪表；
微处理器MCUmeg128通过电路板上的铜线或插头和GSM模块输入端连接；
微处理器MCUmeg128通过电路板上的铜线或插头和红外数据接口模块连接；
微处理器MCUmeg128通过电路板上的铜线和CH375芯片的输入端连接，CH375芯片的输出端即为USB接口；
微处理器MCUmeg128通过电路板上的铜线和串口扩充芯片的输入端连接，将系统的串口扩充到5个，扩充的2个串口通过导线分别连接到电平转换芯片MAX232和标准485电平转换芯片的输入端，输出端分别是RS232和RS485串口，光电隔离芯片TIL与串口扩充芯片的输入端相连接；
微处理器MCUmeg128通过导线连接到触摸屏控制器和TFT显示屏，触摸屏控制器和TFT显示屏之间也用导线相连；
微处理器MCUmeg128通过串口线RS232与微型打印机连接，控制打印机并输出打印数据或文档；
微处理器MCUmeg128通过多根导线和存储器连接，控制和传输数据。
本实用新型浓缩了工控领域便携式智能仪表所具有的基本功能，为快速开发便携式智能仪器仪表提供了理想的开发平台。开发者不需要对智能仪表的共性部分即基本功能部分进行开发，只需要在扩展口上扩展所设计的仪表具有的特殊功能即可。利用便携式智能仪表开发平台开发便携式智能仪表，会大量节省开发费用，缩短研发周期，达到事半功倍的效果。
附图说明
图1为本实用新型的电路结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，包括微处理器MCUmeg128(1)，电桥、电容和电压的信号线(2)连接到多路模拟开关4051(3)的输入端，热点偶和热电阻的信号线(4)连接到前置放大器(5)的输入端，经过放大处理后的输出线分别连接到多路模拟开关4051(3)的输入端，电流信号线(6)串连一个电阻后也连接到多路模拟开关4051(3)的输入端；
多路模拟开关4051(3)的输出端连接到A/D转换器7715(7)的输入端，A/D转换器7715(7)的输出端通过导线连接的微处理器MCUmeg128(1)的数据输入端口；
微处理器MCUmeg128(1)通过电路板上的铜线和数模转换芯片AD420(8)的输入端相连，数模转换芯片AD420的输出端输出工业标准信号：4--20mA、0--20mA、0--5V、1--5V，输出的信号线用导线连接到各种工业仪表；
微处理器MCUmeg128通过电路板上的铜线或插头和GSM模块(9)输入端连接；
微处理器MCUmeg128通过电路板上的铜线或插头和红外数据接口模块(10)连接；
微处理器MCUmeg128通过电路板上的铜线和CH375芯片(11)的输入端连接，CH375芯片的输出端即为USB接口(12)；
微处理器MCUmeg128通过电路板上的铜线和串口扩充芯片(13)的输入端连接，将系统的串口扩充到5个，扩充的2个串口通过导线分别连接到电平转换芯片MAX232(14)和标准485电平转换芯片(15)的输入端，输出端分别是RS232串口(16)和RS485串口(17)，光电隔离芯片TIL(18)与串口扩充芯片(13)的输入端相连接；
微处理器MCUmeg128通过导线连接到触摸屏控制器(19)和TFT显示屏(20)，触摸屏控制器和TFT显示屏之间也用导线相连；
微处理器MCUmeg128通过串口线RS232与微型打印机(21)连接，控制打印机并输出打印数据或文档；
微处理器MCUmeg128通过多根导线和存储器(22)连接，控制和传输数据。
微处理器MCUmeg128还连接I2C总线、CAN总线、单总线，实现了各种总线的扩展。
微处理器MCUmeg128还连接了一个IO扩展口(23)，用以扩展仪表的特殊功能。
如图所示，工业控制领域常用的模拟输入信号有电流输入、电压输入、电桥输入、热电阻输入、热电偶输入、电容输入等不同的信号输入类型，其中电桥和电压的信号线直接连接到多路模拟开关4051的输入端；热点偶和热电阻的输入信号较微弱，他们的信号线连接到前置放大器的输入端，经过放大处理后的输出线分别连接到多路模拟开关4051的输入端；电流信号线串连一个电阻后也连接到多路模拟开关4051。
多路模拟开关4051的输出端连接到AD转换器7715的输入端，AD转换器7715的输出端通过多根导线连接的MCUmeg128的数据输入端口。
微处理器是主控制板的核心芯片，他可以控制许多外设：微处理器通过电路板上的铜线和AD420的输入端相连，AD420的输出端可以输出各种工业标准信号，4--20mA、0--20mA、0--5V、1--5V，输出的信号线可以用导线连接到各种工业仪表。微处理器通过电路板上的铜线或插头和GSM模块输入端连接，短消息业务(SMS)是通过GSM网的控制信道传输用户分组信息的一种增值服务，经过短消息业务中心完成存储和前转功能。这是今后智能化仪器仪表发展的趋势。微处理器通过电路板上的铜线或插头和红外数据接口模块连接，实现了以红外的无线方式传输数据的功能。微处理器通过电路板上的铜线和CH375芯片的输入端连接，输出端即为USB接口。微处理器通过电路板上的铜线和串口扩充芯片的输入端连接，将系统的串口扩充到了5个，扩充的2个串口通过导线分别连接到MAX232和标准485电平转换芯片的输入端，输出端是2个串口接口即RS232、RS485串口。RS485信号因为传输距离较长，为了防雷击通常RS485信号要经光电隔离处理。TIL即为光电隔离芯片。
Claims (4)
1、一种便携式智能仪器仪表开发平台，包括微处理器MCUmeg128，其特征在于：
a、电桥和电压的信号线连接到多路模拟开关4051的输入端，热点偶和热电阻的信号线连接到前置放大器的输入端，经过放大处理后的输出线分别连接到多路模拟开关4051的输入端，电流信号线串连一个电阻后也连接到多路模拟开关4051的输入端，
b、多路模拟开关的输出端连接到A/D转换器7715的输入端，A/D转换器7715的输出端通过导线连接的微处理器MCUmeg128的数据输入端口，
c、微处理器MCUmeg128通过电路板上的铜线和数模转换芯片AD420的输入端相连，数模转换芯片AD420的输出端用导线连接到工业仪表，
d、微处理器MCUmeg128通过电路板上的铜线或插头和GSM模块输入端连接，
e、微处理器MCUmeg128通过电路板上的铜线或插头和红外数据接口模块连接，
f、微处理器MCUmeg128通过电路板上的铜线和CH375芯片的输入端连接，CH375芯片的输出端即为USB接口，
g、微处理器MCUmeg128通过电路板上的铜线和串口扩充芯片的输入端连接，将系统的串口扩充到5个，扩充的2个串口通过导线分别连接到电平转换芯片MAX232和标准485电平转换芯片的输入端，输出端分别是RS232和RS485串口，光电隔离芯片TIL与串口扩充芯片的输入端相连接，
h、微处理器MCUmeg128通过导线连接到触摸屏控制器和TFT显示屏，触摸屏控制器和TFT显示屏之间也用导线相连，
i、微处理器MCUmeg128通过串口线RS232与微型打印机连接，控制打印机并输出打印数据或文档，
j、微处理器MCUmeg128通过多根导线和存储器连接，控制和传输数据。
2、根据权利要求1所述的便携式智能仪器仪表开发平台，其特征在于：微处理器MCUmeg128还连接I2C总线、CAN总线、单总线，实现了各种总线的扩展。
3、根据权利要求1所述的便携式智能仪器仪表开发平台，其特征在于：微处理器MCUmeg128还连接了一个IO扩展口，用以扩展仪表的特殊功能。
4、根据权利要求1所述的便携式智能仪器仪表开发平台，其特征在于：数模转换芯片AD420的输出端输出工业标准信号为：4-20mA、0-20mA、0-5V、1-5V中之一，输出的信号线用导线连接到各种工业仪表。
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Publications (1)
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|---|---|
| CN200950217Y true CN200950217Y (zh) | 2007-09-19 |
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Country Status (1)
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|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103760791A (zh) * | 2013-12-21 | 2014-04-30 | 柳州航盛科技有限公司 | 一种汽车组合仪表通用开发装置 |
| CN103763856A (zh) * | 2013-12-21 | 2014-04-30 | 柳州航盛科技有限公司 | 一种用于开发汽车组合仪表的主控电路板 |
| CN104734980A (zh) * | 2015-04-10 | 2015-06-24 | 常州多维信息科技有限公司 | 工业现场总线多协议路由器及多协议转换方法 |
| CN107966918A (zh) * | 2016-10-19 | 2018-04-27 | 贾海亮 | 一种嵌入式智能仪器仪表系统 |
-
2006
- 2006-06-08 CN CNU2006200322307U patent/CN200950217Y/zh not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: HENAN PROVINCE RILIXIN ELECTRONICS CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: WANG XIANZHONG Effective date: 20090605 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20090605 Address after: High tech Zone in Henan city of Zhengzhou Province bamboo Street No. 1 and its shares 6 storey building, zip code: 450001 Patentee after: Henan Relations Electronic Co., Ltd. Address before: 2 building, Zhengzhou University, Henan, Zhengzhou, zip code: 450052 Co-patentee before: Li Jianguo Patentee before: Wang dedicated |
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Owner name: HE NAN RELATIONS CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: HENAN RELATIONS ELECTRONIC CO., LTD. |
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| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20070919 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |