CN201804254U - 多通道数据采集集中器 - Google Patents

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翟雪超
肖永明
薛志峰
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BEIJING VALEEN LEADING GREEN-BUILDING TECH Co Ltd
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Abstract

一种多通道数据采集集中器，包括：包括数据采集集中模块，电平转换模块，光电隔离模块，数据处理模块，数据上传模块，电流/电压转换模块，串口扩展模块；包括多组RS485串行总线通讯协议电路和多组模拟信号输入电路，每组RS485串行总线通讯协议电路与由瞬态电压抑制器和过流保护用正温度系数热敏电阻器件组成的保护电路相连接，该数据采集集中模块分别与第一电平转换模块和电流/电压转换模块相连接；数据上传模块包括多组串行总线通讯协议电路，数据处理模块包括单片机微处理器芯片电路；电平转换模块包括多组RS485串行总线通讯协议信号电平转换电路；实现数据信号传输距离远，抗干扰能力强，适合在恶劣的环境下数据采集集中。

Description

多通道数据采集集中器
技术领域
本实用新型属于工业测量领域，特别涉及一种多通道数据采集集中器，该种数据采集集中器用于建筑能耗数据采集，光伏发电并网系统控制和数据采集，环境温湿度，太阳辐射度，风速等数据采集。
技术背景
测量过程正向复杂化高速化大型化的方向发展，随着计算机技术，信息技术，网络技术等高新技术的快速发展，数据采集集中在测量和控制角色的仪器的智能化程度越来越高。同时在很多场合被采集集中的数据不止一种，需要采集集中器同时进行多个数据的采集和集中并对采集仪器进行监控，要求的采集集中器需要拥有多通道高效率的采集集中功能。目前数据采集集中器都采用单片机微处理技术构成嵌入式系统，实现对对信号和数据的采集和集中，由于受到单片机微处理器芯片性能和技术局限，现有的单片机微处理器芯片最多能提供7个串口，这种单片机微处理器芯片价格高昂，造成产品成本高不利于产品推广。同时采集集中16组串口数据和2组模拟信号需要多个采集集中仪器协作完成造成成本高，可靠性差，后期维护不方便。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，通过提供一种多通道数据采集集中器，采用模块组合电路，使其具有19组串行总线通讯和2组4-20mA模拟信号采样功能的数据采集集中器。实现数据信号传输距离远，抗干扰能力强，适合在恶劣的环境下数据采集集中。
本实用新型多通道数据采集集中器是这样实现的：
一种多通道数据采集集中器，包括：包括依次连接的数据采集集中模块，第一电平转换模块，第一光电隔离模块，数据处理模块，第二光电隔离模块，第二电平转换模块，数据上传模块，电流/电压转换模块，串口扩展模块；数据采集集中模块包括多组RS485串行总线通讯协议电路和多组模拟信号输入电路，每组RS485串行总线通讯协议电路与由瞬态电压抑制器和过流保护用正温度系数热敏电阻器件组成的保护电路相连接，该数据采集集中模块分别与第一电平转换模块和电流/电压转换模块相连接；数据上传模块包括多组串行总线通讯协议电路，该电路包括多组RS232串行总线通讯协议的数据上传电路，每组串行总线通讯协议电路与都由瞬态电压抑制器和过流保护用正温度系数热敏电阻器件组成的保护电路相连接，该数据上传模块与第二电平转换模块相连接；数据处理模块包括含有时钟芯片电路的单片机微处理器芯片电路；第一电平转换模块、第二电平转换模块包括多组RS485串行总线通讯协议信号电平转换电路；
前述的多通道包括19组串行总线标准通讯协议数据交换口和2组模拟信号输入口。
前述的数据采集集中模块包括16组RS485串行总线通讯协议电路和2组4-20mA模拟信号输入电路。
前述的第一光电隔离模块、第二光电隔离模块各包括38组光电隔离芯片电路。
前述的电流/电压转换模块包括2组将外部输入的电流模拟信号转换为便于单片机处理的电压信号电流/电压转换电路。
前述的数据上传模块包括3组串行总线通讯协议电路，该3组电路包括2组RS485和1组RS232串行总线通讯协议的数据上传电路。
前述的第一电平转换模块、第二电平转换模块各包括18组RS485和1组RS232串行总线通讯协议信号电平转换电路。
本实用新型一种多通道数据采集集中器，与现有技术相比，具有以下明显的优势和有益的效果：
1.具有灵活的数据采集集中功能，实现16组RS485串行总线通讯协议数据集中和2组4-20mA模拟信号实时采集的功能。
2.2组模拟信号输入端口适应2线制和3线制的4-20mA电流信号。
3.标准2组RS485和1组RS232串行总线通讯接口方便采集集中器数据上传。
4.采用RS-485串行总线标准通讯协议和4-20mA的工业级标准信号的数据采集集中方式的技术，实现数据信号传输距离远，抗干扰能力强，适合在恶劣的环境下数据采集集中。
5.该多通道数据采集集中器具有级联功能。
附图说明
图1为本实用新型逻辑框图；
图2为数据采集集中模块的逻辑框图；
图3为数据处理模块和数据采集集中模块连接逻辑框图
图4为数据上传模块逻辑框图。
具体实施例
以下结合说明书附图对本实用新型做进一步说明。
一种多通道数据采集集中器实施例，参见图1、图2、图3、图4，所述数据采集集中器包括：数据采集集中模块1，第一电平转换模块2，第一光电隔离模块3，数据处理模块4，第二光电隔离模块5，第二电平转换模块6，数据上传模块7，串口扩展模块8，电流/电压转换模块9。
所述的数据采集集中模块1包括16组RS485串行总线通讯协议电路11和2组4-20mA模拟信号输入电路12，每一组串行总线通讯协议电路都与由瞬态电压抑制器(TVS管)和过流(过载)保护用正温度系数热敏电阻器件组成的保护电路相连接，该数据采集集中模块1分别与第一电平转换模块2和电流/电压转换模块9相连接。
所述的第一电平转换模块2包括16组RS485电平信号转换电路。
所述的第一光电隔离模块3包括32组光电隔离芯片电路。
所述的电流/电压转换模块9包括2组电流/电压转换电路(I/V)，此电路实现将外部输入的电流模拟信号转换为便于单片机处理的电压信号的功能。
所述的数据处理模块4包括意法半导体公司一颗高性能，低功耗内部集成实时时钟芯片电路的单片机微处理器芯片电路。
所述的第二光电隔离模块5包括6颗光电隔离芯片电路。
所述的第二电平转换模块6包括2组RS485和1组RS232电平信号转换电路。
所述的数据上传模块7包括2组RS485串行总线通讯协议电路71和1组RS232串行总线通讯协议电路72，每一路串行总线通讯协议电路都与由瞬态电压抑制器(TVS管)和过流(过载)保护用正温度系数热敏电阻器件组成的保护电路相连接，该数据上传模块7与第二电平转换电路6相连接。
所述的串口扩展模块8包括利用4颗串口扩展芯片实现16组串口通讯协议的电路，4颗串口扩展芯片和数据处理模块相连扩展16组串口，并且每颗串口扩展芯片都具有中断功能。
本实施例所述的数据采集集中模块、电平信号转换模块、光电隔离模块、串口扩展模块、数据处理模块、数据上传模块，采用统一电气设计标准置于同一个壳体内，采用外部直流电源24V输入，经过内部电源电路处理为各个功能模块提供电源。

Claims (7)

1.一种多通道数据采集集中器，包括：包括依次连接的数据采集集中模块，第一电平转换模块，第一光电隔离模块，数据处理模块，第二光电隔离模块，第二电平转换模块，数据上传模块，电流/电压转换模块，串口扩展模块；其特征在于：
所述的数据采集集中模块包括多组RS485串行总线通讯协议电路和多组模拟信号输入电路，每组RS485串行总线通讯协议电路与由瞬态电压抑制器和过流保护用正温度系数热敏电阻器件组成的保护电路相连接，该数据采集集中模块分别与第一电平转换模块和电流/电压转换模块相连接；
所述的数据上传模块包括多组串行总线通讯协议电路，每组串行总线通讯协议电路与由瞬态电压抑制器和过流保护用正温度系数热敏电阻器件组成的保护电路相连接，该数据上传模块与第二电平转换模块相连接；
所述的数据处理模块包括含有时钟芯片电路的单片机微处理器芯片电路；
所述的第一电平转换模块、第二电平转换模块包括多组RS485串行总线通讯协议信号电平转换电路。
2.根据权利要求1所述的多通道数据采集集中器，其特征在于：所述多通道包括19组串行总线标准通讯协议数据交换口和2组模拟信号输入口。
3.根据权利要求1所述的多通道数据采集集中器，其特征在于：所述的数据采集集中模块包括16组RS485串行总线通讯协议电路和2组4-20mA模拟信号输入电路。
4.根据权利要求1所述的多通道数据采集集中器，其特征在于：所述的第一光电隔离模块、第二光电隔离模块各包括38组光电隔离芯片电路。 
5.根据权利要求1所述的多通道数据采集集中器，其特征在于：所述的电流/电压转换模块包括2组将外部输入的电流模拟信号转换为便于单片机处理的电压信号电流/电压转换电路。
6.根据权利要求1所述的多通道数据采集集中器，其特征在于：所述的数据上传模块包括3组串行总线通讯协议电路，该3组电路包括2组RS485和1组RS232串行总线通讯协议的数据上传电路。
7.根据权利要求1的所述多通道数据采集集中器，其特征在于：所述的第一电平转换模块、第二电平转换模块各包括18组RS485和1组RS232串行总线通讯协议信号电平转换电路。 
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101916506A (zh) * 2010-07-23 2010-12-15 北京唯绿建筑节能科技有限公司 多通道数据采集集中器
CN101916505A (zh) * 2010-07-23 2010-12-15 北京唯绿建筑节能科技有限公司 多组串口数据集中器
CN103076775A (zh) * 2012-12-24 2013-05-01 北京唯绿建筑节能科技有限公司 一种具有运算功能的数据采集器

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