CN201628856U - 一种通用采集器 - Google Patents

Abstract

一种通用采集器，属于数据采集卡的技术领域。包括箱体，箱体上设置电源开关、防雷接地端子，箱体内部设置电路连接开关电源、电源控制板、核心处理板和状态信息LED显示板，电源控制板交流电进线端连接电源开关，电源控制板直流电端口连接设置核心处理板、开关电源，核心处理板通过40针排线连接设置状态信息显示板。本实用新型核心采集板具有5个串口可连接现场的智能设备，具有接口多的特点，完全能满足一般机房监控的需求，降低了施工难度和施工成本。核心采集板各采集电路以及串口通信电路都采用了电源隔离或者光电隔离电路，使通用采集器内部处理信号接地和外接智能设备的地线完全隔离，在实际使用过程中不受外接设备的干扰和影响。

Description

一种通用采集器

技术领域

本实用新型属于数据采集卡的技术领域，具体涉及一种实现对机房等场所的动力设备及环境信息进行集中监控的基于以太网的通用采集器。

背景技术

目前的动力环境监控设备，主要由采集子系统、传输子系统、软件子系统组成，采集子系统完成底端数据的采集，传输子系统将底端采集到的数据传送到监控中心，软件子系统完成系统设置、数据处理、告警产生、数据存储、系统功能等。目前的动力环境监控设备主要存在以下某些缺点：被监控对象的接口较少；串口较少，无法接入多个智能设备；保护措施，例如防雷、防高压措施不完善。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种通用采集器的技术方案，设置大量采集接口及通信串口，并且在该设备中设计了大量的隔离电路，及防雷电路，在满足动力环境监控的需求的同时，又保证通信线路及设备使用的安全性和稳定性。

所述的一种通用采集器，包括箱体，箱体上设置电源开关、防雷接地端子，其特征在于箱体内部设置电路连接开关电源、电源控制板、核心处理板和状态信息LED显示板，电源控制板交流电进线端连接电源开关，电源控制板直流电端口连接设置核心处理板、开关电源，核心处理板通过40针排线连接设置状态信息显示板。

所述的一种通用采集器，其特征在于所述的电源控制板支持-48V DC供电，支持DC-36V～-72V宽电源输入，并且具有防反接电路，防止电源反接，电源控制板将开关电源的12V输出作为输入，并通过12V转5V电路，产生3路12V输出，3路5V输出，其中1路12V输出作为箱体内部核心处理板的供电，其他2路12V输出，3路5V输出作为外部供电使用。

所述的一种通用采集器，其特征在于所述的核心处理板包括微控制器，微控制器对应的接口上连接设置模拟量采集模块、数字量输入采集模块、数字量输出控制模块、以太网通信模块、设置开关、串口通信模块以及为各模块供电的电源模块。

所述的一种通用采集器，其特征在于所述的状态信息LED显示板具有12路数字量输入状态显示，6路数字量输出状态显示，5路串口收发显示，远行状态显示，报警LED显示，报警蜂鸣器指示，电源灯指示，网络状态显示，网络通信显示。

所述的一种通用采集器，其特征在于所述的模拟量采集模块采用独立电源供电，并且具有独立的微处理芯片，将采集到的模拟量信息通过串口与微控制器进行通信，并且模拟量采集模块的串口采用了光电隔离，与微控制器电路隔离。

所述的一种通用采集器，其特征在于所述的数字量输入采集模块采用光电隔离技术，并且采用电源隔离模块。

所述的一种通用采集器，其特征在于所述的串口通信模块包括2个RS485串口、2个RS232串口和1个RS232/RS485复用串口。

所述的一种通用采集器，其特征在于所述的电源模块中包括一组电源隔离芯片和一个电源稳压芯片，电源隔离芯片和电源稳压芯片均为12V电源输入，通过电源隔离芯片和电源稳压芯片为所对应的电路供电，其中电源隔离芯片为RS232串口COM1电路供电，电源隔离芯片为RS232串口COM2电路供电，电源隔离芯片为RS485串口COM3电路供电，电源隔离芯片为RS485串口COM4电路供电，电源隔离芯片为RS232/485复用串口COM5电路供电，电源隔离芯片为数字量输入采集模块供电，电源隔离芯片为模拟量采集模块供电，电源稳压芯片为微控制器及其外围电路供电。

本实用新型采用的核心处理板具有8路模拟量采集，12路数字量采集可采集被监控现场的动力环境信息，并且有6路控制输出可控制现场的设备。同时所述的核心采集板具有5个串口可连接现场的智能设备，因此，本实用新型具有接口多的特点，完全能满足一般机房监控的需求，降低了施工难度和施工成本。核心采集板各采集电路以及串口通信电路都采用了电源隔离或者光电隔离电路，使得本通用采集器内部处理信号接地和外接智能设备的地线完全隔离。因此，本实用新型在实际使用过程中不受外接设备的干扰和影响，运行稳定，对实时监控的准确具有非常大的意义。且该采集器不仅在箱体上具有防雷接线端子，在内部的核心处理板上也有防雷电路、高压保护电路，对设备运行的稳定性起到很大的作用。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构示意图；

图2为核心处理板的结构示意图；

图3为核心处理板内电源模块供电原理框图；

图4为串口光电隔离技术原理框图；

图5为模拟量采集模块的技术原理框图。

图中：1-核心处理板，2-电源控制板，3-电源开关，4-状态信息LED显示板，5-开关电源，6-模拟量采集模块，7-数字量输入采集模块，8-数字量输出控制模块，9-以太网通信模块，10-设置开关，11-括微控制器，12-串口通信模块，13-RS232/RS485复用串口，14、14a-RS485串口，15、15a-RS232串口，16-电源模块，17、17a、17b、17c、17d、17e、17f-电源隔离芯片，18-电源稳压芯片，19-微处理器芯片，20-通道选择芯片，21-模拟量采集芯片。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图所示的一种通用采集器，包括箱体，箱体上设置电源开关3、防雷接地端子，箱体内部设置电路连接开关电源5、电源控制板2、核心处理板1和状态信息LED显示板4，电源控制板2交流电进线端连接电源开关3，电源控制板2直流电端口连接设置核心处理板1、开关电源5，核心处理板1通过40针排线连接设置状态信息LED显示板4。

电源控制板2主要是将外部电源输入通过整流桥将电源输入到开关电源5中，并将开关电源5输出的12V作为输入，并通过12V转5V电路，产生3路12V输出，3路5V输出，其中1路12V输出作为箱体内部核心处理板1的供电，其它2路12V输出，3路5V输出作为外部供电使用。该电源控制板2支持机房-48VDC供电，支持DC-36v～-72v宽电源输入，并且具有防反接电路，防止电源反接。

状态信息LED显示板4具有12路数字量输入状态显示，6路数字量输出状态显示，5路串口收发显示，远行状态显示，报警LED显示，报警蜂鸣器指示，电源灯指示，网络状态显示，网络通信显示。

核心处理板1包括微控制器11，微控制器11采用ARM9的高性能嵌入式CPU，具有高实时性、高稳定性。微控制器11对应的接口上连接设置模拟量采集模块6、数字量输入采集模块7、数字量输出控制模块8、以太网通信模块9、设置开关10、串口通信模块12以及为各模块供电的电源模块16。

模拟量采集模块6包含8路模拟采集通道，它的功能是对现场温度，现场湿度，交流供电电压，交流供电电流，直流供电电压，空调工作电流等各种电量和非电模拟量进行采集。模拟量采集模块6采用独立电源供电，与微控制器电源隔离，并且具有独立的微处理芯片19，将采集到的模拟量信息通过串口与微控制器11进行通信，并且模拟量采集模块6的串口通信线上采用了光电隔离技术，与微控制器11电路隔离，因此模拟量采集模块将不会干扰微控制器及其他模块的工作。

数字量输入采集模块7包含12路数字量采集通道，可对现场开关量数据进行采集，每个通道采集响应时间小于500ms，支持干节点输入，开关量测量正确率：100％，告警正确率：100％。每个通道都采用光电隔离技术，并且采用光电隔离技术和电源隔离模块，使得各开关量通道的供电和现场动力设备的接地完全隔离。

数字量输出控制模块8包含6路数字量控制输出，可控制6路设备，每路通道可承受负载：250VAC-3A。

以太网通信模块9具备10M/100M自适应网口，支持跨网段跨路由，支持TCP多客户端连接，同时支持UDP通信(广播和点对点)。

串口通信模块12包括2个RS485串口14、14a，2个RS232串口15、15a和1个RS232/RS485复用串口13。每个串口与外接智能设备的通信口，采用了光电隔离，并且每个串口的供电采用了电源隔离模块，独立供电，因此通用采集器内部处理信号接地和外接智能设备的地线完全隔离。

电源模块16为核心处理板上各模块电路提供电源。电源模块16中包括一组电源隔离芯片和一个电源稳压芯片18，电源隔离芯片和电源稳压芯18片均为12V电源输入，通过电源隔离芯片和电源稳压芯片18为所对应的电路供电，其中电源隔离芯片17为RS232串口COM1电路供电，电源隔离芯片17a为RS232串口COM2电路供电，电源隔离芯片17b为RS485串口COM3电路供电，电源隔离芯片17c为RS485串口COM4电路供电，电源隔离芯片17d为RS232/485复用串口COM5电路供电，电源隔离芯片17e为数字量输入采集模块7供电，电源隔离芯片17f为模拟量采集模块6供电，电源稳压芯片18为微控制器11及其外围电路供电。

如图4所示，为串口光电隔离技术原理框图，微控制器通过光电隔离芯片将信号线与外接设备隔离.

如图5所示，为模拟量采集技术原理框图，模拟量采集模块6拥有独立的微处理器芯片19，微处理器芯片19通过控制通道选择芯片20进行模拟通道选择，并通过控制模拟量采集芯片21进行模拟量信息采集，并通过串口与核心处理板的微控制器进行通信，其中，串口通信线上采用了光电隔离技术，模拟量采集模块将不会干扰微控制器及其他模块的工作。

Claims (8)

1.一种通用采集器，包括箱体，箱体上设置电源开关(3)、防雷接地端子，其特征在于箱体内部设置电路连接开关电源(5)、电源控制板(2)、核心处理板(1)和状态信息LED显示板(4)，电源控制板(2)交流电进线端连接电源开关(3)，电源控制板(2)直流电端口连接设置核心处理板(1)、开关电源(5)，核心处理板(1)通过40针排线连接设置状态信息LED显示板(4)。

2.如权利要求1所述的一种通用采集器，其特征在于所述的电源控制板(2)支持-48V DC供电，支持DC-36V～-72V宽电源输入，并且具有防反接电路，防止电源反接，电源控制板(2)将开关电源(5)的12V输出作为输入，并通过12V转5V电路，产生3路12V输出，3路5V输出，其中1路12V输出作为箱体内部核心处理板的供电，其他2路12V输出，3路5V输出作为外部供电使用。

3.如权利要求1所述的一种通用采集器，其特征在于所述的核心处理板(1)包括微控制器(11)，微控制器(11)对应的接口上连接设置模拟量采集模块(6)、数字量输入采集模块(7)、数字量输出控制模块(8)、以太网通信模块(9)、设置开关(10)、串口通信模块(12)以及为各模块供电的电源模块(16)。

4.如权利要求1所述的一种通用采集器，其特征在于所述的状态信息LED显示板(4)具有12路数字量输入状态显示，6路数字量输出状态显示，5路串口收发显示，远行状态显示，报警LED显示，报警蜂鸣器指示，电源灯指示，网络状态显示，网络通信显示。

5.如权利要求3所述的一种通用采集器，其特征在于所述的模拟量采集模块(6)采用独立电源供电，并且具有独立的微处理芯片(19)，将采集到的模拟量信息通过串口与微控制器(11)进行通信，并且模拟量采集模块(6)的串口采用了光电隔离，与微控制器(11)电路隔离。

6.如权利要求3所述的一种通用采集器，其特征在于所述的数字量输入采集模块(6)采用光电隔离技术，并且采用电源隔离模块。

7.如权利要求3所述的一种通用采集器，其特征在于所述的串口通信模块(12)包括2个RS485串口、2个RS232串口和1个RS232/RS485复用串口。

8.如权利要求3所述的一种通用采集器，其特征在于所述的电源模块(16)中包括一组电源隔离芯片和一个电源稳压芯片(18)，电源隔离芯片和电源稳压芯(18)片均为12V电源输入，通过电源隔离芯片和电源稳压芯片(18)为所对应的电路供电，其中电源隔离芯片(17)为RS232串口COM1电路供电，电源隔离芯片(17a)为RS232串口COM2电路供电，电源隔离芯片(17b)为RS485串口COM3电路供电，电源隔离芯片(17c)为RS485串口COM4电路供电，电源隔离芯片(17d)为RS232/485复用串COM5电路供电，电源隔离芯片(17e)为数字量输入采集模块(7)供电，电源隔离芯片(17f)为模拟量采集模块(6)供电，电源稳压芯片(18)为微控制器(11)及其外围电路供电。

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