CN202230375U - 一种基于FlexRay总线的数据采集测控装置 - Google Patents

一种基于FlexRay总线的数据采集测控装置 Download PDF

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CN202230375U CN2011203695786U CN201120369578U CN202230375U CN 202230375 U CN202230375 U CN 202230375U CN 2011203695786 U CN2011203695786 U CN 2011203695786U CN 201120369578 U CN201120369578 U CN 201120369578U CN 202230375 U CN202230375 U CN 202230375U
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CN2011203695786U
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胡轶波
赵红梅
王冠星
潘前华
李昆
易丽
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Abstract

本实用新型公开了一种基于FlexRay总线的数据采集测控装置，该装置采用多CPU架构、模块化结构，每个信号采集处理模块均有各自独立的处理器，各个信号采集处理模块依据程序及参数设置要求，对各类信号进行自动采集及处理、记录，并且通过FlexRay总线与CPU进行数据交换，本实用新型的装置功能全、精度高、响应快、扩展灵活。

Description

一种基于FlexRay总线的数据采集测控装置
技术领域
本实用新型涉及一种数据采集装置，具体是一种基于FlexRay总线的数据采集测控装置。
背景技术
目前应用于电力、厂矿、石油、化工等领域的数据采集测控装置存在以下不足：
(1)装置没有采用多处理器架构，数据处理能力低、速度慢；(2)处理器之间通讯总线数据传输速度慢、可靠性低，无法满足，大数据量、实时性传输的要求；(3)装置不具备直接采集交流信号的功能；(4)装置所采集的各类信号通道数量有限、不能灵活配置；(5)装置信号输入、输出通道，抗干扰能力差；(6)数据采集精度低。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种基于FlexRay总线的数据采集测控装置，满足开关量信号、温度信号、直流信号、交流信号等多种类型信号实时采集，并能进行开关量输出、直流量实时输出控制的要求。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于FlexRay总线的数据采集测控装置，包括CPU、开关量信号采集模块、开关量输出模块、直流信号采集模块、直流量输出模块、温度信号采集模块、交流信号采集模块，开关量信号采集模块、开关量输出模块、直流信号采集模块、直流量输出模块、温度信号采集模块、交流信号采集模块通过FlexRay总线与CPU双向连接；开关量信号采集模块、开关量输出模块、直流信号采集模块、直流量输出模块、温度信号采集模块、交流信号采集模块之间通过FlexRay总线进行数据交换；所述开关量信号采集模块由光电耦合器、I/O扩展芯片、处理器依次连接构成；所述直流信号采集模块由线性光耦、A/D转换器、处理器依次连接构成；所述直流信号采集模块由A/D转换器、线性光耦、处理器依次连接构成；所述交流信号采集模块由互感器、运算放大器、处理器依次连接构成；所述温度信号采集模块由恒流源、热电阻、A/D转换器、处理器依次连接构成；所述开关量输出模块由串行接口扩充器和处理器连接构成。
所述开关量信号采集模块、开关量输出模块、直流信号采集模块、直流量输出模块、温度信号采集模块、交流信号采集模块均具备各自独立的32位处理器。
所述CPU采用32位处理器。
所述串行接口扩充器采用MCP23S17芯片。
所述光电耦合器为PS5201芯片。
所述I/O扩展芯片型号为MCP23S17。
所述A/D转换器型号为ADC7689。
所述互感器为5A/2.5mA的电流互感器或者2mA/2mA的电压互感器。
所述线性光耦为HCNR200芯片。
所述运算放大器为TLC2272芯片。
所述热电阻为PT100或Cu50。
本实用新型采用多处理器架构、模块化结构，各个数据采集模块均有各自独立的处理器，各个信号采集处理模块依据程序及参数设置要求，对各类信号进行自动采集及处理、记录，并且通过FlexRay总线，与通讯模块进行数据交换，通讯模块通过以太网向外界传输各类采集信号，并接受相应控制命令。
本实用新型采用模块化结构，各种信号测量模块类型及数量可以灵活配置，开关信号最多能采集256个通道，满足了开关量信号、温度信号、直流信号、交流信号等多种类型信号实时采集，并能进行开关量输出、直流量实时输出控制的要求，并且能在各种干扰环境下稳定可靠运行，本实用新型功能全、精度高、响应快、扩展灵活，可广泛应用于电力、水利、冶金、石化、化工、铁路、港口、市政、建材、邮电、烟草、造纸、航天基地、民航机场以及医院、学校等多种行业或领域。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的结构框图；
图2为本实用新型一实施例开关量信号采集模块结构框图；
图3为本实用新型一实施例交流量信号采集模块结构框图；
图4为本实用新型一实施例直流量信号采集模块结构框图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型一实施例包括通讯模块和数据采集模块，数据采集模块包括开关量信号采集模块、开关量输出模块、直流信号采集模块、直流量输出模块、温度信号采集模块、交流信号采集模块，开关量信号采集模块、开关量输出模块、直流信号采集模块、直流量输出模块、温度信号采集模块、交流信号采集模块；通讯模块与开关量信号采集模块、开关量输出模块、直流信号采集模块、直流量输出模块、温度信号采集模块、交流信号采集模块之间通过FlexRay总线进行数据交换；各个类型数据采集模块的数量最多不能超过8块。
CPU采用LPC1768芯片。
开关量信号采集模块：输入开关量信号经过PS5201芯片隔离后，采用MCP23S17芯片进行开入信号采集，通过SPI总线将数据传输至处理器，进行数据采集、处理、记录，并通过FlexRay总线将数据传输至通讯模块。
开关量输出模块：采用MCP23S17芯片进行继电器控制信号输出，通过SPI总线将开关量输出模块处理器控制命令及通讯模块控制命令传输至各个继电器。
直流信号采集模块：采用HCNR200芯片对1-5V或4～20mA直流信号进行光电隔离，然后通过ADC7689进行A/D转换，由直流信号采集模块的处理器进行数据采集、处理、记录，并通过FlexRay总线传输至通讯模块。
直流信号输出模块：通讯模块通过FlexRay总线将数据传输至直流信号输出模块的处理器，该处理器对数据处理，并通过DAC7656芯片进行D/A转换，然后HCNR200芯片对直流输出信号进行光电隔离并输出。
温度信号采集模块：采用高精度低温漂恒流源对装置所测量温度热电阻PT100或Cu50进行信号调制，然后通过ADC7689进行A/D转换，由温度信号采集模块的处理器进行数据采集、处理、记录，并通过FlexRay总线将数据传输至通讯模块。
交流信号采集模块：采用5A/2.5mA的电流互感器或者2mA/2mA的电压互感器，对多路交流输入信号进行变换，并利用TLC2272芯片进行信号调制，然后通过ADC7689进行A/D转换，由交流信号采集模块的处理器进行数据采集、处理、记录，并通过FlexRay总线将数据传输至通讯模块。
开关量信号采集模块、开关量输出模块、直流信号采集模块、直流量输出模块、温度信号采集模块、交流信号采集模块的处理器采用LPC1765芯片。

Claims (10)

1.一种基于FlexRay总线的数据采集测控装置，包括CPU、开关量信号采集模块、开关量输出模块、直流信号采集模块、直流量输出模块、温度信号采集模块、交流信号采集模块，其特征在于，开关量信号采集模块、开关量输出模块、直流信号采集模块、直流量输出模块、温度信号采集模块、交流信号采集模块通过FlexRay总线与CPU双向连接；开关量信号采集模块、开关量输出模块、直流信号采集模块、直流量输出模块、温度信号采集模块、交流信号采集模块之间通过FlexRay总线进行数据交换；所述开关量信号采集模块由光电耦合器、I/O扩展芯片、处理器依次连接构成；所述直流信号采集模块由线性光耦、A/D转换器、处理器依次连接构成；所述直流信号采集模块由A/D转换器、线性光耦、处理器依次连接构成；所述交流信号采集模块由互感器、运算放大器、处理器依次连接构成；所述温度信号采集模块由恒流源、热电阻、A/D转换器、处理器依次连接构成；所述开关量输出模块由串行接口扩充器和处理器连接构成。
2.根据权利要求1所述的基于FlexRay总线的数据采集测控装置，其特征在于，所述CPU和处理器采用32位处理器。
3.根据权利要求1所述的基于FlexRay总线的数据采集测控装置，其特征在于，所述串行接口扩充器为MCP23S17芯片。
4.根据权利要求1所述的基于FlexRay总线的数据采集测控装置，其特征在于，所述光电耦合器为PS5201芯片。
5.根据权利要求1所述的基于FlexRay总线的数据采集测控装置，其特征在于，所述I/O扩展芯片型号为MCP23S17。
6.根据权利要求1所述的基于FlexRay总线的数据采集测控装置，其特征在于，所述A/D转换器型号为ADC7689。
7.根据权利要求1所述的基于FlexRay总线的数据采集测控装置，其特征在于，所述互感器为5A/2.5mA的电流互感器或者2mA/2mA的电压互感器。
8.根据权利要求1所述的基于FlexRay总线的数据采集测控装置，其特征在于，所述线性光耦为HCNR200芯片。
9.根据权利要求1所述的基于FlexRay总线的数据采集测控装置，其特征在于，所述运算放大器为TLC2272芯片。
10.根据权利要求1所述的基于FlexRay总线的数据采集测控装置，其特征在于，所述热电阻为PT100或Cu50。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106302061A (zh) * 2016-07-26 2017-01-04 北京润科通用技术有限公司 一种基于FlexRay总线的通信方法、装置及系统
CN106598810A (zh) * 2016-12-16 2017-04-26 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 一种多cpu机载数据处理单元bit监控架构
CN108107763A (zh) * 2017-12-28 2018-06-01 唐山众智科技开发有限公司 一种多功能信号采集模块
CN114172759A (zh) * 2021-11-01 2022-03-11 中国北方车辆研究所 一种基于配置的FlexRay通信采集盒自动测试系统

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