CN202093081U

CN202093081U - 一种电压数据采集记录系统以及装置

Info

Publication number: CN202093081U
Application number: CN2011200569828U
Authority: CN
Inventors: 彭正伟
Original assignee: Shenzhen Skyworth Digital Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Skyworth Digital Technology Co Ltd
Priority date: 2011-03-07
Filing date: 2011-03-07
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2021-03-07

Abstract

本实用新型实施例公开了电压数据采集记录系统以及装置，包括：与被测电压模块相连，对被测电压模块的电压进行周期性采样的电压采样模块；与电压采样模块连接，对电压采样模块进行采样控制，接收电压采样模块发送的采样数据，并采用差值比较法和循环记录法将异常的采样数据记录到数据存储模块，且与外部电脑进行串口通信的处理模块；与处理模块相连，用于存储数据处理模块写入数据的数据存储模块。本实用新型实施例提供的电压数据采集记录系统以及装置，能够在特殊环境下测试被测设备的电压状态，自动记录产生问题的时间点，节约产品开发周期。同时，该电压数据采集记录系统以及装置可以智能的对数据进行存储，节省存储空间。

Description

一种电压数据采集记录系统以及装置

技术领域

本实用新型涉及电子领域，尤其涉及一种电压数据采集记录系统以及装置。

背景技术

随着电子行业快速发展，产品更新换代周期越来越短，同时产品的可靠性越来越重要。而电子产品在研发过程中的从出现问题到找到原因、解决问题的时间长短将影响到产品上市时间，例如电子在特殊环境下产生死机的问题。

传统的问题分析方法都是通过测量问题出现前后电子产品的工作状态，即当问题出现前测试一次，出现问题时再测试一次的方式。这种方法是正确的，不过其不足之处在于需要人为干预，实时观测电子产品的工作状态，但电子产品出现问题的时间是随机的，大部分问题还会受环境，温度的影响，其问题产生的时间点，人为也是不易把握的，故上述方法既占用人力时间，又加长产品开发周期。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电压数据采集记录系统以及装置，能够在特殊环境下（不允许人参与的情况）测试被测设备的电压状态，自动记录产生问题的时间点，且操作性好，节约产品开发周期。同时，该电压数据采集记录系统以及装置可以智能的对数据进行存储，节省存储空间。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种装置，包括：

与被测电压模块相连，检测所述被测电压模块是否处于正常工作状态的状态检测模块；

与所述被测电压模块相连，在所述状态检测模块判定所述被测电压模块处于正常工作状态时，对所述被测电压模块的电压进行周期性采样的电压采样模块，所述电压采样模块将采样电压通过模数转换生成采样数据后发送至系统控制模块；

与所述状态检测模块和系统控制模块相连，在所述状态检测模块判定所述被测电压模块处于正常工作状态时，控制所述电压采样模块对所述被测电压模块的电压进行采样；并接收所述电压采样模块发送的采样数据，且转发数据处理模块进行处理的系统控制模块；

与所述系统控制模块相连，接收所述系统控制模块发送的采样数据，并采用差值比较法和循环记录法将异常的采样数据记录到数据存储模块的数据处理模块；

与所述数据处理模块相连，用于存储所述数据处理模块写入数据的数据存储模块。

其中，所述系统还包括：与所述系统控制模块相连，用于提供所述电压数据采集记录系统与外部电脑之间的通信接口，支持所述系统控制模块将采样数据通过通信接口在外部电脑上显示所述被测电压模块的采样电压；并且支持所述外部电脑通过所述通信接口读取所述数据存储模块中的数据的串口通信模块。

其中，所述系统还包括：与所述数据处理模块相连，显示数据处理模块接收的采样数据的数据显示模块。

其中，所述系统还包括：与所述系统控制模块相连，记录所述电压数据采集记录系统在自动运行模式下、以及在外部电脑控制下运行模式下的参数，并根据用于的操作，控制所述电压数据采集记录系统的工作模式的系统配置模块。

其中，所述数据处理模块包括：

用于接收所述系统控制模块发送的采样数据的数据接收单元；

与所述数据接收单元相连，用于判断数据接收单元当前接收的采样数据与前一次接收的采样数据的差值是否大于阈值，若判断为是，则通过数据写入单元将该采样数据写入数据存储模块；否则，丢弃该采样数据的差值比较单元；

与所述数据接收单元相连，用于判断数据接收单元在预设的采样周期内所接收的采样数据的变化情况是否与前一个采样周期内所接收的采样数据的变化情况一致；若判断为是，则丢弃该采样周期内的采样数据；否则，通过数据写入单元将该采样数据写入数据存储模块的循环比较单元；

与所述差值比较单元和循环比较单元相连，根据所述差值比较单元和循环比较单元的判断结果，向数据存储模块写入相应采样数据的数据写入单元。

同时，本实用新型实施例还提供了一种电压数据采集记录装置，包括：

与被测电压模块相连，对所述被测电压模块的电压进行周期性采样的电压采样模块，所述电压采样模块为第一芯片，其型号为ADC0809；

与所述电压采样模块连接，对所述电压采样模块进行采样控制，接收所述电压采样模块发送的采样数据，并采用差值比较法和循环记录法将异常的采样数据记录到数据存储模块，且与外部电脑进行串口通信的处理模块；所述处理模块由第二芯片及其外围电路构成，所述第二芯片的型号为C8051；

与所述处理模块相连，用于存储所述数据处理模块写入数据的数据存储模块，所述数据存储模块为EEPROM。

其中，所述第一芯片的管脚Msb2-1、2-2~2-7、Lsb2-8分别与所述第二芯片的管脚P07、P06~ P01、P00连接；

所述第一芯片的管脚ADDR_C、ADDR_B、ADDR_A分别与所述第二芯片的管脚P10、P11、P12连接；

所述第一芯片的管脚EOC通过非门与所述第二芯片的管脚/INTO连接；

所述第一芯片的管脚ALE、START通过或非门与所述第二芯片的管脚/WR、P13连接；所述第一芯片的管脚OE通过或非门与所述第二芯片的管脚/RD、P13连接；

所述第一芯片的管脚CLK通过对对输入信号进行二分频，产生所述第一芯片的采样时钟的第六芯片与所述第二芯片的管脚ALE连接；所述第六芯片为D触发器；

所述第一芯片的管脚IN0~IN7与所述被测电压模块连接，支持最多8通道的电压采样；

所述第二芯片用于检测被测电压模块是否处于正常工作状态的管脚P26、P27分别与所述被测电压模块的管脚I01、I02连接；

所述第二芯片用于存取采样数据的管脚P15、P16分别与所述EEPROM的管脚SDA、SCL连接。

其中，所述电压数据采集记录装置还包括：与所述处理模块连接，用于与所述处理模块配合，支持所述电压数据采集记录装置与外部电脑进行通信的第四芯片，所述第四芯片的型号为MAX232；所述第四芯片与第二芯片的管脚TXD和RXD连接。

其中，所述电压数据采集记录装置还包括：

由电阻R1与电容C8并联，且与所述第二芯片的管脚RESET连接，用于对所述电压数据采集记录装置进行复位的复位电路；

由拨码开关K1、K2、K3、K4及各自上电阻R2、R3、R4、R5并联后，分别与所述第二芯片的管脚P20、P21、P22、P23连接，用于控制所述电压数据采集记录装置的工作模式的配置电路。

其中，所述电压数据采集记录装置还包括：与所述第一芯片连接，用于提供基准电压的第五芯片，所述第五芯片的型号为MAX875，所述第五芯片的管脚VIN接12V电源，管脚VOUT接所述第一芯片的管脚REF+，管脚GND接地；所述管脚VIN、GND之间并联电容C3；管脚VOUT、GND之间并联电容C4。

本实用新型实施例提供的电压数据采集记录系统以及装置，能够在特殊环境下（不允许人参与的情况）测试被测设备的电压状态，自动记录产生问题的时间点，且操作性好，节约产品开发周期。同时，该电压数据采集记录系统以及装置可以智能的对数据进行存储，节省存储空间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，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为本实用新型提供的电压数据采集记录系统第一实施例结构示意图；

图2为本实用新型提供的电压数据采集记录系统第二实施例结构示意图；

图3为本实用新型提供的电压数据采集记录系统第三实施例结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的电压数据采集记录装置第一实施例结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的电压数据采集记录装置第二实施例结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，为本实用新型提供的电压数据采集记录系统第一实施例结构示意图，如图1所述，该系统包括：

与被测电压模块1相连，检测被测电压模块1是否处于正常工作状态的状态检测模块4。

与被测电压模块1相连，在状态检测模块4判定被测电压模块1处于正常工作状态时，对被测电压模块1的电压进行周期性采样的电压采样模块2，电压采样模块2将采样电压通过模数转换生成采样数据后发送至系统控制模块3。

与状态检测模块4和电压采样模块2相连，在状态检测模块4判定被测电压模块1处于正常工作状态时，控制电压采样模块2对被测电压模块1的电压进行采样；并接收电压采样模块2发送的采样数据，且转发至数据处理模块7进行处理的系统控制模块3。

与系统控制模块3相连，接收系统控制模块3发送的采样数据，并采用差值比较法和循环记录法将异常的采样数据记录到数据存储模块8的数据处理模块7。

与数据处理模块7相连，用于存储数据处理模块7写入数据的数据存储模块8。

本实用新型实施例提供的电压数据采集记录系统，能够在特殊环境下测试被测设备的电压状态，自动记录产生问题的时间点，且操作性好，节约产品开发周期。同时，该电压数据采集记录系统以及装置可以智能的对数据进行存储，节省存储空间。

参见图2，为本实用新型提供的电压数据采集记录系统第二实施例结构示意图，在本实施例中，将更为详细的描述该电压数据采集记录系统的结构。如图2，该系统包括：

与系统控制模块3相连，接收系统控制模块3发送的采样数据，并采用差值比较法和循环记录法将异常的采样数据记录到数据存储模块8的数据处理模块7。与数据处理模块7相连，用于存储数据处理模块7写入数据的数据存储模块8。

与系统控制模块3相连，用于提供电压数据采集记录系统与外部电脑之间的通信接口，支持系统控制模块3将采样数据通过通信接口在外部电脑上显示被测电压模块1的采样电压；并且支持外部电脑通过通信接口读取数据存储模块8中的数据的串口通信模块6。

与数据处理模块7相连，显示数据处理模块7接收的采样数据的数据显示模块9。

与系统控制模块3相连，记录电压数据采集记录系统在自动运行模式下、以及在外部电脑控制下运行模式下的参数，并根据用于的操作，控制电压数据采集记录系统的工作模式的系统配置模块5。

更为具体的，在本实用新型实施例中，数据处理模块7包括：数据接收单元、差值比较单元、循环比较单元、数据写入单元。

数据接收单元用于接收系统控制模块发送的采样数据。

差值比较单元与数据接收单元相连，用于判断数据接收单元当前接收的采样数据与前一次接收的采样数据的差值是否大于阈值，若判断为是，则通过数据写入单元将该采样数据写入数据存储模块；否则，丢弃该采样数据。

循环比较单元与数据接收单元相连，用于判断数据接收单元在预设的采样周期内所接收的采样数据的变化情况是否与前一个采样周期内所接收的采样数据的变化情况一致；若判断为是，则丢弃该采样周期内的采样数据；否则，通过数据写入单元将该采样数据写入数据存储模块。

数据写入单元与差值比较单元和循环比较单元相连，根据差值比较单元和循环比较单元的判断结果，向数据存储模块8写入相应采样数据。

数据处理模块7采用差值比较法和循环记录法的原因在于在本实施提供的系统中，数据存储模块8最多支持64KByte，如果不作处理，如果10ms存储一个数据，显示一个小时的数据量就已经超过其大小，现采用差值比较算法和循环比较算法相结合，差值比较算法即前一个数据与当前数据差值不大时，不作存储；循环记录算法即设定一个数据量为一个周期，抽到其中几个样点，记录其变化情况，而后再记录相同数据量的数据，也抽取其中几个样点，如果变化情况同上一个周期，就不作存储；采用这两种算法相结合，可以满足大部分测试环境。

上述电压数据采集记录系统的工作原理为：

当系统上电后，由状态检测模块4确认被测电压模块1处于正常工作状态后，通过电压采样模块2对被测电压模块1进行采样及模数转换，并将采样数据发送至系统控制模块3。系统控制模块3将得到的采样数据发送至数据处理模块7，数据处理模块7一方面将采样数据存储在数据存储模块8中，另一面对采样数据进行处理，将经过模数转换后的数据转换成与实际电压大小相同的数值送至数据显示模块9上进行显示。

当串口通信模块接上PC后，可以在PC上实时显示电压大小或者读取数据存储模块中的数据；整个测量过程中，状态检测模块4一直实时检测被测电压模块1运行状态，当被测电压模块1运行异常时，记录相应的时间信息，同时不断记录数据，就这样记录下被测电压模块1运行异常时的电压状态，达到在特殊环境下也能够实时记录数据，找出产生问题原因的技术效果。

参见图3，为本实用新型提供的电压数据采集记录系统第三实施例结构示意图，在本实施例中，将介绍该系统的实际电路原理图，如图3所示，该系统中的电压采样模块为第一芯片IC1，其型号为ADC0809。

状态检测模块、系统控制模块、数据处理模块、系统配置模块集成由第二芯片IC2及其外围电路构成，第二芯片IC2的型号为C8051。该第二芯片IC2与第一芯片IC1连接，对第一芯片IC1进行采样控制，接收第一芯片IC1发送的采样数据，并采用差值比较法和循环记录法将异常的采样数据记录到数据存储模块，且与外部电脑进行串口通信。

与处理模块相连，用于存储数据处理模块写入数据的数据存储模块为第三芯片IC3，该三芯片的型号为EEPROM。串口通信模块由第二芯片IC2和第四芯片IC4构成，该第四芯片IC4为MAX232。

更为具体的，第一芯片IC1的管脚Msb2-1、2-2~2-7、Lsb2-8分别与第二芯片IC2的管脚P07、P06~ P01、P00连接。

第一芯片IC1的管脚ADDR_C、ADDR_B、ADDR_A分别与第二芯片IC2的管脚P10、P11、P12连接。

第一芯片IC1的管脚EOC通过非门与第二芯片IC2的管脚/INTO连接。

第一芯片IC1的管脚ALE、START通过或非门与第二芯片IC2的管脚/WR、P13连接；第一芯片IC1的管脚OE通过或非门与第二芯片IC2的管脚/RD、P13连接。

第一芯片IC1的管脚CLK通过对对输入信号进行二分频，产生第一芯片IC1的采样时钟的第六芯片IC6与第二芯片IC2的管脚ALE连接；第六芯片IC6为D触发器。

第一芯片IC1的管脚IN0~IN7与被测电压模块连接，支持最多8通道的电压采样。

第二芯片IC2用于检测被测电压模块是否处于正常工作状态的管脚P26、P27分别与被测电压模块的管脚I01、I02连接。

第二芯片IC2用于存取采样数据的管脚P15、P16分别与EEPROM的管脚SDA、SCL连接。

第四芯片IC4与第二芯片IC2的管脚TXD和RXD连接。

该系统的软件实现可以在单片机C51硬件基础上，采用C语言实现的，总共可以分成五个函数，即数据采集子程序，数据处理子程序，数据存储子程序，数据读取子程序，串口发送子程序。

参见图4，为本实用新型实施例提供的电压数据采集记录装置第一实施例结构示意图。如图4所示，该装置包括：

与被测电压模块相连，对所述被测电压模块的电压进行周期性采样的电压采样模块，所述电压采样模块为第一芯片IC1，其型号为ADC0809。

与所述电压采样模块连接，对所述电压采样模块进行采样控制，接收所述电压采样模块发送的采样数据，并采用差值比较法和循环记录法将异常的采样数据记录到数据存储模块，且与外部电脑进行串口通信的处理模块；所述处理模块由第二芯片IC2及其外围电路构成，所述第二芯片IC2的型号为C8051。

与所述处理模块相连，用于存储所述数据处理模块写入数据的数据存储模块，所述数据存储模块为第三芯片IC3，其型号为EEPROM。

本实用新型实施例提供的电压数据采集记录装置，能够在特殊环境下测试被测设备的电压状态，自动记录产生问题的时间点，且操作性好，节约产品开发周期。同时，该电压数据采集记录系统以及装置可以智能的对数据进行存储，节省存储空间。

参见图5，为本实用新型实施例提供的电压数据采集记录装置第二实施例结构示意图。在本实施例中，将更为详细的描述该电压数据采集记录装置的结构，如图5所示，该装置包括：

与被测电压模块相连，对所述被测电压模块的电压进行周期性采样的电压采样模块，所述电压采样模块为第一芯片IC1，其型号为ADC0809。第一芯片IC1最多可以支持8通道的AD采样。

与所述电压采样模块连接，对所述电压采样模块进行采样控制，接收所述电压采样模块发送的采样数据，并采用差值比较法和循环记录法将异常的采样数据记录到数据存储模块，且与外部电脑进行串口通信的处理模块；所述处理模块由第二芯片IC2及其外围电路构成，所述第二芯片IC2的型号为C8051。第二芯片IC2及其外围电路构成的处理模块是整个装置的核心，其内部自带程序存储器。

与所述处理模块相连，用于存储所述数据处理模块写入数据的数据存储模块，所述数据存储模块为第三芯片IC3，其型号为EEPROM。第三芯片IC3中的数据读写由第二芯片IC2控制。

与所述处理模块连接，用于与所述处理模块配合，支持所述电压数据采集记录装置与外部电脑进行通信的第四芯片IC4，所述第四芯片的型号为MAX232。第四芯片IC4的主要作用为进行电平转换，同第二芯片IC2共同构成串口通信模块。

第四芯片IC4与第二芯片IC2的管脚TXD和RXD连接。

进一步的，该装置的复位电路由电阻R1与电容C8并联，且与第二芯片IC2的管脚RESET连接，用于对电压数据采集记录装置进行复。

该装置的配置电路由拨码开关K1、K2、K3、K4及各自上电阻R2、R3、R4、R5并联后，分别与第二芯片IC2的管脚P20、P21、P22、P23连接，用于控制电压数据采集记录装置的工作模式。其中拔码开关K4用作读取数据存储模块使能控制端，0代表读取存储器数据使能有效，1代表无效，K1、K2、K3为确认实际测量的通道数，最大支持8通道测量，例如K1、K2、K3为000时，代表只有一路采样，并确认通道输入为IN0。

优选的，该装置还包括：与第一芯片IC1连接，用于提供基准电压的第五芯片IC5，第五芯片IC5的型号为MAX875，第五芯片IC5的管脚VIN接12V电源，管脚VOUT接第一芯片IC1的管脚REF+，管脚GND接地；管脚VIN、GND之间并联电容C3；管脚VOUT、GND之间并联电容C4。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）等。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims

1.一种电压数据采集记录系统，其特征在于，包括：

与所述状态检测模块和电压采样模块相连，在所述状态检测模块判定所述被测电压模块处于正常工作状态时，控制所述电压采样模块对所述被测电压模块的电压进行采样；并接收所述电压采样模块发送的采样数据，且转发至数据处理模块进行处理的系统控制模块；

2.如权利要求1所述的电压数据采集记录系统，其特征在于，所述系统还包括：

与所述系统控制模块相连，用于提供所述电压数据采集记录系统与外部电脑之间的通信接口，支持所述系统控制模块将采样数据通过通信接口在外部电脑上显示所述被测电压模块的采样电压；并且支持所述外部电脑通过所述通信接口读取所述数据存储模块中的数据的串口通信模块。

3.如权利要求1所述的电压数据采集记录系统，其特征在于，所述系统还包括：

与所述数据处理模块相连，显示数据处理模块接收的采样数据的数据显示模块。

4.如权利要求2所述的电压数据采集记录系统，其特征在于，所述系统还包括：

与所述系统控制模块相连，记录所述电压数据采集记录系统在自动运行模式下、以及在外部电脑控制下运行模式下的参数，并根据用于的操作，控制所述电压数据采集记录系统的工作模式的系统配置模块。

5.如权利要求1至4中任一项所述的电压数据采集记录系统，其特征在于，所述数据处理模块包括：

6.一种电压数据采集记录装置，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的电压数据采集记录装置，其特征在于，所述第一芯片的管脚Msb2-1、2-2~2-7、Lsb2-8分别与所述第二芯片的管脚P07、P06~ P01、P00连接；

8.如权利要求7所述的电压数据采集记录装置，其特征在于，所述电压数据采集记录装置还包括：

与所述处理模块连接，用于与所述处理模块配合，支持所述电压数据采集记录装置与外部电脑进行通信的第四芯片，所述第四芯片的型号为MAX232；

所述第四芯片与第二芯片的管脚TXD和RXD连接。

9.如权利要求8所述的电压数据采集记录装置，其特征在于，所述电压数据采集记录装置还包括：

10.如权利要求9所述的电压数据采集记录装置，其特征在于，所述电压数据采集记录装置还包括：

与所述第一芯片连接，用于提供基准电压的第五芯片，所述第五芯片的型号为MAX875，所述第五芯片的管脚VIN接12V电源，管脚VOUT接所述第一芯片的管脚REF+，管脚GND接地；所述管脚VIN、GND之间并联电容C3；管脚VOUT、GND之间并联电容C4。