CN201845233U - 物联网数据采集控制仪 - Google Patents

Abstract

物联网数据采集控制仪，它包括中央处理器，它还包括4路开关量输入接口、4路开关量输出接口、4路模拟量输入接口、一号光耦隔离电路、同步动态随机存储单元、NORFlash存储单元、NAND Flash存储单元、SD存储卡、高频处理电路、音频输出接口、音频输入接口、一号串口、GPRS控制电路、GPRS模块、三号串口、高速数字信号处理器、二号光耦隔离电路、7路开关量输出接口、8路开关量输入接口和11路模拟量输入接口，它解决了现有的物联网数据采集控制系统运行稳定性较差，以及存储、查询能力较差的问题。它能够实现4路开关量输入输出和4路模拟量输入，并提供同步动态随机存储、NOR Flash存储、NAND Flash存储、SD存储等四种数据存储方式。本实用新型适用于物联网的数据采集控制。

Description

物联网数据采集控制仪

技术领域

本实用新型涉及一种数据采集控制仪。

背景技术

随着物联网的发展推进，物联网被确切定义“是指通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。”这个定义包含两层意思，一是物联网的核心和基础仍然是互联网，在是互联网基础上的延伸和扩展的网络；二是其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。现有产品一般都是由电源、主控板、通信模块、采集模块拼装而成，安装复杂，电磁干拢较大，设备运行稳定性较差，运行和维护较为费时费力，其中部分产品采用CPU及CPU周边的扩展器件组成一种一体化的设备，但是所采用的CPU的速度及设备的存储能力、查询能力很弱，人机交互差，已不能满足新兴的物联网需求。

发明内容

本实用新型是为了解决现有的物联网数据采集控制系统运行稳定性较差，以及存储、查询能力较差的问题，从而提供一种物联网数据采集控制仪。

物联网数据采集控制仪，它包括中央处理器，它还包括4路开关量输入接口、4路开关量输出接口、4路模拟量输入接口、一号光耦隔离电路、同步动态随机存储单元、NORFlash存储单元、NAND Flash存储单元、SD存储卡、高频处理电路、音频输出接口、音频输入接口、一号串口、GPRS控制电路、GPRS模块、三号串口、高速数字信号处理器、二号光耦隔离电路、7路开关量输出接口、8路开关量输入接口和11路模拟量输入接口；4路开关量输入接口的开关量输出端通过一号光耦隔离电路与中央处理器的开关量输入端连接，4路开关量输出接口的开关量输入端通过一号光耦隔离电路与中央处理器的开关量输出端连接，4路模拟量输入接口的模拟量输出端通过一号光耦隔离电路与中央处理器的模拟量输入端连接；同步动态随机存储单元的数据输入端与中央处理器的一号数据输出端连接；NOR Flash存储单元的数据输入端与中央处理器的二号数据输出端连接；NANDFlash存储单元的数据输入端与中央处理器的三号数据输出端连接；SD存储卡的数据输入端与中央处理器的四号数据输出端连接；音频输出接口的音频输入端通过高频处理电路与中央处理器的音频输出端连接；音频输入接口的音频输出端通过高频处理电路与中央处理器的音频输入端连接；高速数字信号处理器的一号高速数字信号输出或输入端通过三号串口与中央处理器的高速数字信号输入或输出端连接；7路开关量输出接口的开关量输入端通过二号光耦隔离电路与高速数字信号处理器的开关量输出端连接，8路开关量输入接口的开关量输出端通过二号光耦隔离电路与高速数字信号处理器的开关量输入端连接，11路模拟量输入接口的模拟量输出端通过二号光耦隔离电路与高速数字信号处理器的模拟量输入端连接；中央处理器的GPRS控制信号输出端与GPRS控制电路的信号输入端连接，GPRS控制电路的GPRS信号输入或输出端与GPRS模块的一号GPRS信号输出或输入端连接，GPRS模块的二号GPRS信号输出或输入端通过一号串口与中央处理器的GPRS信号输出或输入端连接。

本实用新型提供四种存储方式，即同步动态随机存储、NOR Flash存储、NAND Flash存储和SD存储，存储方式可以根据需要进行选择，存储、查询能力强；并且本实用新型的物联网数据采集控制系统运行稳定性较强。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1说明本具体实施方式，物联网数据采集控制仪，它包括中央处理器1，它还包括4路开关量输入接口21、4路开关量输出接口22、4路模拟量输入接口23、一号光耦隔离电路2、同步动态随机存储单元31、NOR Flash存储单元32、NAND Flash存储单元33、SD存储卡34、高频处理电路6、音频输出接口61、音频输入接口62、一号串口71、GPRS控制电路12、GPRS模块13、三号串口73、高速数字信号处理器24、二号光耦隔离电路15、7路开关量输出接口17、8路开关量输入接口18和11路模拟量输入接口19；4路开关量输入接口21的开关量输出端通过一号光耦隔离电路2与中央处理器1的开关量输入端连接，4路开关量输出接口22的开关量输入端通过一号光耦隔离电路2与中央处理器1的开关量输出端连接，4路模拟量输入接口23的模拟量输出端通过一号光耦隔离电路2与中央处理器1的模拟量输入端连接；同步动态随机存储单元31的数据输入端与中央处理器1的一号数据输出端连接；NORFlash存储单元32的数据输入端与中央处理器1的二号数据输出端连接；NAND Flash存储单元33的数据输入端与中央处理器1的三号数据输出端连接；SD存储卡34的数据输入端与中央处理器1的四号数据输出端连接；音频输出接口61的音频输入端通过高频处理电路6与中央处理器1的音频输出端连接；音频输入接口62的音频输出端通过高频处理电路6与中央处理器1的音频输入端连接；高速数字信号处理器24的一号高速数字信号输出或输入端通过三号串口73与中央处理器1的高速数字信号输入或输出端连接；7路开关量输出接口17的开关量输入端通过二号光耦隔离电路15与高速数字信号处理器24的开关量输出端连接，8路开关量输入接口18的开关量输出端通过二号光耦隔离电路15与高速数字信号处理器24的开关量输入端连接，11路模拟量输入接口19的模拟量输出端通过二号光耦隔离电路15与高速数字信号处理器24的模拟量输入端连接；中央处理器1的GPRS控制信号输出端与GPRS控制电路12的信号输入端连接，GPRS控制电路12的GPRS信号输入或输出端与GPRS模块13的一号GPRS信号输出或输入端连接，GPRS模块13的二号GPRS信号输出或输入端通过一号串口71与中央处理器1的GPRS信号输出或输入端连接。

本实施方式的物联网数据采集控制仪，能够满足物联网发展的需求，方便、快捷的组建物联网网络。为物联网提供高性能、高稳定性、低价位、低功耗的传感器接入产品。并采用的标准的三U机箱为外壳，增强了设备的抗干扰能力，加快了设备安装速度进而加快了整体项目完成的进度。

具体实施方式二、本具体实施方式与具体实施方式一所述的物联网数据采集控制仪的区别在于，它还包括串口扩展电路7、四号串口74、五号串口75、六号串口76、七号串口77、ZigBee射频通信模块81、433M射频通信模块82和射频识别模块83，所述ZigBee射频通信模块81的ZigBee射频信号输入或输出端通过四号串口74与串口扩展电路7的ZigBee射频信号输入或输出端连接，433M射频通信模块82的433M射频信号输入或输出端通过五号串口75与串口扩展电路7的433M射频信号输入或输出端连接，射频识别模块83的射频识别信号输入或输出端通过六号串口76与串口扩展电路7的射频识别信号输入或输出端连接，七号串口77的串行信号输入或输出端与串口扩展电路7的串行信号输出或输入端连接，所述串口扩展电路7的串行扩展信号输入或输出端与中央处理器1的串行扩展信号输出或输入端连接。

具体实施方式三、本具体实施方式与具体实施方式一或二所述的物联网数据采集控制仪的区别在于，它还包括USB转换电路5和四个USB转换接口51，所述四个USB转换接口51的USB信号输出或输入端通过USB转换电路5与中央处理器1的USB信号输入或输出端连接。

具体实施方式四、本具体实施方式与具体实施方式三所述的物联网数据采集控制仪的区别在于，它还包括二号串口72、一号RS485接口或RS232接口14、三号光电隔离电路16、2路4-20mA电流输出接口20、2路0-10V电压输出接口29和二号RS485接口或RS232接口30，2路4-20mA电流输出接口20的电流信号输入或输出端通过三号光耦隔离电路16与高速数字信号处理器24的电流信号输入或输出端连接；2路0-10V电压输出接口29的电压信号输入或输出端通过三号光电隔离电路16与高速数字信号处理器24的电压信号输入或输出端连接；一号RS485接口或RS232接口14的信号输入或输出端通过二号串口72与中央处理器1的信号输出或输入端连接；二号RS485接口或RS232接口30的信号输入或输出端与高速数字信号处理器24的信号输出或输入端连接。

具体实施方式五、本具体实施方式一、二或四所述的物联网数据采集控制仪的区别在于，它还包括触摸式键盘91和键盘接口电路9，所述触摸式键盘91的键盘信号输出端通过键盘接口电路9与中央处理器1的键盘信号输入端连接。

具体实施方式六、本具体实施方式与具体实施方式五所述的物联网数据采集控制仪的区别在于，它还包括LCD显示屏10，所述LCD显示屏10的显示信号输入端与中央处理器1的一号显示信号输出端连接。

具体实施方式七、本具体实施方式与具体实施方式一、二、四或六所述的物联网数据采集控制仪的区别在于，它还包括显示器28和显示电路27，所述显示器28的显示信号输入端通过显示电路27与中央处理器1的二号显示信号输出端连接。

具体实施方式八、本具体实施方式与具体实施方式七所述的物联网数据采集控制仪的区别在于，它还包括摄像头11，所述摄像头11的摄像信号输出端与中央处理器1的摄像信号输入端连接。

具体实施方式九、本具体实施方式与具体实施方式一、二、四、六或八所述的物联网数据采集控制仪的区别在于，它还包括设备复位电路8，所述设备复位电路8的复位信号输出端与中央处理器1的复位信号输入端连接。

具体实施方式十、本具体实施方式与具体实施方式九所述的物联网数据采集控制仪的区别在于，它还包括电源电路41、电源智能管理单元42、网络接口电路25和以太网接口26，电源电路41的电源信号输出端与中央处理器1的电源信号输入端连接，电源智能管理单元42的电源管理信号输出端与电源电路41的电源管理信号输入端连接；网络接口电路25的信号输入或输出端与中央处理器1的串行扩展信号输出或输入端连接；网络接口电路25的以太网信号输出或输入端与以太网接口26的以太网信号输入或输出端连接。

本实施方式的中央控制器1采用32位的ARM9核心处理器，通过CPU的GPIO扩展了4路开关量输入4路开量输出电路和4模拟量输入电路。并配置了设备复位电路、触摸屏式键盘接口电路、LCD显示接口电路、显示器接口电路、4路USB接口扩电路、RS232/RS485串口电路、GPRS模块与控制电路、音频输入输出电路、闪存存储器电路、SD总线电路、SDRAM电路、以太网接口电路，电源电路，时钟电路、系统总线外扩四路RS232电路。串行总线还扩展了一片高速的信号处理器数据采集单元，ZigBee扩展模块接口，433M数传电台接口、RFID接口数传电台接口。高速信号处理器采集单元通过系统总线外扩了8路开关量输入接口，7路开关量输出接口，11路模拟量输入接口。电源采用铅酸蓄电池专用芯片及一块小型单片机，构成了设备供电的智能管理单元。本实施方式能够实现人机对话：可灵活的配置UCOS、LINUX、WINCE组态系统，图形化显示界面，简单易操作，增强了人机对话能力。

本实用新型具有设备丰富的IO资源，具有很强的适应能力，可灵活的配置多种一体化变送器以满足各种行业的需求(如：环境监测、智能家居、交通、石油、化工、纺织等)。为物联网发展提供了必要的硬件支持。此外，本实用新型还具有如下特点：

●支持本地24位真彩显示屏(支持VGA显示器)。

●GPRS支持多中心传送(模块非独立GPRS DTU方式)

●支持ZIGBEE：短距2.4G无线模块

●支持RFID：RFID射频；

●软件支持本地和远程升级。

●电源智能管理：采用智能MCU单独管理，可以保持本机24小时不间断供电，并定期进行电瓶的充放电操控，并实时监控电源的电压，放电电流，充电电流，及设备供电状态(电瓶供电，还是市电)。

●可采用多种的操作系统，UCOS，LINUX，WINCE，组态系统，图形化显示界面，简单易操作，增强了人机对话能力。

本实用新型的主要性能指标：

Claims (10)

1.物联网数据采集控制仪，它包括中央处理器(1)，其特征是：它还包括4路开关量输入接口(21)、4路开关量输出接口(22)、4路模拟量输入接口(23)、一号光耦隔离电路(2)、同步动态随机存储单元(31)、NOR Flash存储单元(32)、NAND Flash存储单元(33)、SD存储卡(34)、高频处理电路(6)、音频输出接口(61)、音频输入接口(62)、一号串口(71)、GPRS控制电路(12)、GPRS模块(13)、三号串口(73)、高速数字信号处理器(24)、二号光耦隔离电路(15)、7路开关量输出接口(17)、8路开关量输入接口(18)和11路模拟量输入接口(19)；4路开关量输入接口(21)的开关量输出端通过一号光耦隔离电路(2)与中央处理器(1)的开关量输入端连接，4路开关量输出接口(22)的开关量输入端通过一号光耦隔离电路(2)与中央处理器(1)的开关量输出端连接，4路模拟量输入接口(23)的模拟量输出端通过一号光耦隔离电路(2)与中央处理器(1)的模拟量输入端连接；同步动态随机存储单元(31)的数据输入端与中央处理器(1)的一号数据输出端连接；NOR Flash存储单元(32)的数据输入端与中央处理器(1)的二号数据输出端连接；NAND Flash存储单元(33)的数据输入端与中央处理器(1)的三号数据输出端连接；SD存储卡(34)的数据输入端与中央处理器(1)的四号数据输出端连接；音频输出接口(61)的音频输入端通过高频处理电路(6)与中央处理器(1)的音频输出端连接；音频输入接口(62)的音频输出端通过高频处理电路(6)与中央处理器(1)的音频输入端连接；高速数字信号处理器(24)的一号高速数字信号输出或输入端通过三号串口(73)与中央处理器(1)的高速数字信号输入或输出端连接；7路开关量输出接口(17)的开关量输入端通过二号光耦隔离电路(15)与高速数字信号处理器(24)的开关量输出端连接，8路开关量输入接口(18)的开关量输出端通过二号光耦隔离电路(15)与高速数字信号处理器(24)的开关量输入端连接，11路模拟量输入接口(19)的模拟量输出端通过二号光耦隔离电路(15)与高速数字信号处理器(24)的模拟量输入端连接；中央处理器(1)的GPRS控制信号输出端与GPRS控制电路(12)的信号输入端连接，GPRS控制电路(12)的GPRS信号输入或输出端与GPRS模块(13)的一号GPRS信号输出或输入端连接，GPRS模块(13)的二号GPRS信号输出或输入端通过一号串口(71)与中央处理器(1)的GPRS信号输出或输入端连接。

2.根据权利要求1所述的物联网数据采集控制仪，其特征在于它还包括串口扩展电路(7)、四号串口(74)、五号串口(75)、六号串口(76)、七号串口(77)、ZigBee射频通信模块(81)、433M射频通信模块(82)和射频识别模块(83)，所述ZigBee射频通信模块(81)的ZigBee射频信号输入或输出端通过四号串口(74)与串口扩展电路(7)的ZigBee射频信号输入或输出端连接，433M射频通信模块(82)的433M射频信号输入或输出端通过五号串口(75)与串口扩展电路(7)的433M射频信号输入或输出端连接，射频识别模块(83)的射频识别信号输入或输出端通过六号串口(76)与串口扩展电路(7)的射频识别信号输入或输出端连接，七号串口(77)的串行信号输入或输出端与串口扩展电路(7)的串行信号输出或输入端连接，所述串口扩展电路(7)的串行扩展信号输入或输出端与中央处理器(1)的串行扩展信号输出或输入端连接。

3.根据权利要求1或2所述的物联网数据采集控制仪，其特征在于它还包括USB转换电路(5)和四个USB转换接口(51)，所述四个USB转换接口(51)的USB信号输出或输入端通过USB转换电路(5)与中央处理器(1)的USB信号输入或输出端连接。

4.根据权利要求3所述的物联网数据采集控制仪，其特征在于它还包括二号串口(72)、一号RS485接口或RS232接口(14)、三号光电隔离电路(16)、2路4-20mA电流输出接口(20)、2路0-10V电压输出接口(29)和二号RS485接口或RS232接口(30)，2路4-20mA电流输出接口(20)的电流信号输入或输出端通过三号光耦隔离电路(16)与高速数字信号处理器(24)的电流信号输入或输出端连接；2路0-10V电压输出接口(29)的电压信号输入或输出端通过三号光电隔离电路(16)与高速数字信号处理器(24)的电压信号输入或输出端连接；一号RS485接口或RS232接口(14)的信号输入或输出端通过二号串口(72)与中央处理器(1)的信号输出或输入端连接；二号RS485接口或RS232接口(30)的信号输入或输出端与高速数字信号处理器(24)的信号输出或输入端连接。

5.根据权利要求1、2或4所述的物联网数据采集控制仪，其特征在于它还包括触摸式键盘(91)和键盘接口电路(9)，所述触摸式键盘(91)的键盘信号输出端通过键盘接口电路(9)与中央处理器(1)的键盘信号输入端连接。

6.根据权利要求5所述的物联网数据采集控制仪，其特征在于它还包括LCD显示屏(10)，所述LCD显示屏(10)的显示信号输入端与中央处理器(1)的一号显示信号输出端连接。

7.根据权利要求1、2、4或6所述的物联网数据采集控制仪，其特征在于它还包括显示器(28)和显示电路(27)，所述显示器(28)的显示信号输入端通过显示电路(27)与中央处理器(1)的二号显示信号输出端连接。

8.根据权利要求7所述的物联网数据采集控制仪，其特征在于它还包括摄像头(11)，所述摄像头(11)的摄像信号输出端与中央处理器(1)的摄像信号输入端连接。

9.根据权利要求1、2、4、6或8所述的物联网数据采集控制仪，其特征在于它还包括设备复位电路(8)，所述设备复位电路(8)的复位信号输出端与中央处理器(1)的复位信号输入端连接。

10.根据权利要求9所述的物联网数据采集控制仪，其特征在于它还包括电源电路(41)、电源智能管理单元(42)、网络接口电路(25)和以太网接口(26)，电源电路(41)的电源信号输出端与中央处理器(1)的电源信号输入端连接，电源智能管理单元(42)的电源管理信号输出端与电源电路(41)的电源管理信号输入端连接；网络接口电路(25)的信号输入或输出端与中央处理器(1)的串行扩展信号输出或输入端连接；网络接口电路(25)的以太网信号输出或输入端与以太网接口(26)的以太网信号输入或输出端连接。

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