CN202472308U - 一种数据采集器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种数据采集器，包括核心板、主控板和至少一个扩展板；所述核心板上设有微控制器，以及分别和所述微控制器连接的晶振、参数存储芯片、数据存储器、电源芯片；所述主控板上设有模拟量输入电路、开关量输入电路、开关量输出电路、RS232通信口和显示屏；所述主控板、所述扩展板中的至少一个，和所述核心板连接。该数据采集器可针对不同需求灵活扩展功能，缩短产品的开发周期，并降低设计成本。

Description

一种数据采集器
技术领域
本实用新型涉及自动化控制系统，具体涉及一种功能可扩展的高速数据采集器。
背景技术
随着近年来测控自动化技术的快速发展，各种型号规格的数据采集器大量应用于自来水、燃气、供电等行业，各类型数据采集器通过全天候对运行设备的参数、状态等数据的实时监控，让用户具备了事故预防、故障快速响应的能力，从而降低了设备运行维护成本。
随着市场规模的扩大，在实际项目应用中，各行业用户也在不断提出新的需求，而当前各类型数据采集器大多功能单一，扩展性较弱，很难适应不同用户环境下的众多需求。为了满足不同行业、不同领域对数据采集器的各种需求，厂家需投入大量人力、物力、时间进行研发，从而不断的增加产品成本，也间接也增加了用户的使用成本。
发明内容
本实用新型提供一种数据采集器，可针对不同需求灵活扩展功能，缩短产品的开发周期，并降低设计成本。
本实用新型实施例提供一种数据采集器，包括核心板、主控板和至少一个扩展板；
所述核心板上设有微控制器，以及分别和所述微控制器连接的晶振、参数存储芯片、数据存储器、电源芯片；
所述主控板上设有模拟量输入电路、开关量输入电路、开关量输出电路、RS232通信口和显示屏；
所述主控板、所述扩展板中的至少一个，和所述核心板连接。
其中，所述扩展板为模拟量输入扩展板、开关量输入扩展板、开关量输出扩展板或综合扩展板；所述模拟量输入扩展板上设有模拟量输入电路；所述开关量输入扩展板上设有开关量输入电路；所述开关量输出扩展板上设有开关量输出电路；所述综合扩展板上设有模拟量输入电路、开关量输入电路和开关量输出电路。
在一个实施方式中，所述核心板上还设有插针，所述插针和所述微控制器的I/O口连接；所述核心板通过所述插针和所述主控板连接，且所述核心板叠加在所述主控板的上方。
进一步的，所述数据采集器还包括直插排针；所述主控板还通过所述直插排针和所述扩展板级联，且所述扩展板位于所述主控板的下方。
在另一个实施方式中，所述核心板上还设有插针，所述插针和所述微控制器的I/O口连接；所述核心板通过插针和所述扩展板连接，且所述核心板叠加在所述扩展板的上方。
本实用新型实施例提供的数据采集器，包括核心板、主控板和扩展板，通过板卡组合，可连接模拟信号输出、开关信号输出、开关信号输入及实现RS232通信，支持多规格的仪表数据采集，且数据处理上相互独立，互不干扰。该数据采集器的环境适应力强，通信可靠性高，数据响应速度快；可针对不同需求灵活配置各项通道的数量，缩短产品的开发周期，且降低产品开发成本。
附图说明
图1是本实用新型实施例一提供的核心板的结构示意图；
图2是本实用新型实施例二提供的主控板的结构示意图；
图3是本实用新型实施例三提供的扩展板的结构示意图；
图4是本实用新型实施例四提供的数据采集器的结构示意图；
图5是本实用新型实施例五提供的数据采集器的结构示意图。
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。
本实用新型实施例提供的数据采集器，包括核心板、主控板和至少一个扩展板；通过板卡组合，可针对不同需求灵活配置各项通道的数量，缩短产品的开发周期，且降低产品开发成本。
参见图1，是本实用新型实施例一提供的核心板的结构示意图。
本实施例提供的核心板1上设有微控制器10，以及分别和所述微控制器10连接的晶振、参数存储芯片13、数据存储器14、电源芯片15。
如图1所示，核心板1上还设有插针，所述插针和微控制器12的I/O口连接。具体实施时，核心板1上设有两排插针，包括插针16和插针17。核心板1通过插针，与主控板2或扩展板3连接。当然，核心板1还可以通过连接板、连接线缆等其他方式，与主控板2或扩展板3连接。
在一个可选的实施方式中，核心板1上的微控制器10(以下简称MCU)为32位Cortex-M3单片机，可提供112个I/O管脚，具备MCU芯片温度实时监控功能，最高时钟频率达72MHz，ADC采样精度为12位，内置512KB程序存储器和64KB随机存储器(Random Access Memory，RAM)。
核心板1上设有两个晶振，包括8MHz时钟晶振11和32.769KHz时钟晶振12；两个晶振分别和MCU的时钟接口连接。
核心板1上的电源芯片15为AMS1117开关电源芯片；且核心板1上还设有RS232电平转换芯片；该RS232电平转换芯片和MCU的USART1、USART2的收发I/O口连接。MAX3232芯片对串口信号进行电平转换，占用MCU的USART1、USART2的收发I/O口，共4个。核心板1具备2路RS232通信功能。
核心板1上的参数存储芯片为24C02芯片，该24C02芯片和MCU的I2C接口连接。24C02芯片对系统运行的参数进行存储，使用I2C接口，占用2路I/O口。
核心板1上的数据存储器为AT45DB161d芯片，该AT45DB161d芯片和MCU的SPI2通道连接，占用4个I/O口。
MCU的I/O口，除了供给核心板1使用的I/O外，其余I/O全部通过排针引出，供主控板2及扩展板3使用。
参见图2，是本实用新型实施例二提供的主控板的结构示意图。
本实施例提供的主控板2上设有模拟量输入电路、开关量输入电路、开关量输出电路、RS232通信口和显示屏。
可选的，所述显示屏为LCD触摸屏，例如使用1块2.8英寸TFT彩色触摸屏，与核心板1配合使用后，具备实时数据显示、参数配置、查询等功能，可满足用户的需求。
参见图3，是本实用新型实施例三提供的扩展板的结构示意图。
本实施例提供的扩展板3可为模拟量输入扩展板、开关量输入扩展板、开关量输出扩展板或综合扩展板中之一。其中：
模拟量输入扩展板上设有模拟量输入电路，即模拟量输入(AI)为主配。具体实施时，还可以在模拟量输入扩展板上设置开关量输入(DI)、开关量输出(DO)，作为辅配。
开关量输入扩展板上设有开关量输入电路，即开关量输入(DI)为主配。具体实施时，还可以在开关量输入扩展板上设置模拟量输入(AI)、开关量输出(DO)，作为辅配。
开关量输出扩展板上设有开关量输出电路，即开关量输出(DO)为主配。具体实施时，还可以在开关量输出扩展板上设置模拟量输入(AI)、开关量输入(DI)，作为辅配。
综合扩展板上设有模拟量输入电路、开关量输入电路和开关量输出电路。
具体的，四种扩展板的配置如下表：
Figure BDA0000127046220000051
在上述表格中，“综合”是指电路板的主配和辅配功能搭配均匀，模拟量、开关量等接口都有一定扩充，没有主、辅功能之分。
本实施例提供的数据采集器，主控板和扩展板搭载了对应的数据采集的基本电路，通过连接板或者连接线缆实现均与核心板的直接通信，以配合核心板完成数据采集与处理工作。由于主控板及扩展板不用配备控制器、存储器，从而节省了成本；且主控板和扩展板搭配了核心板后可独立工作，以满足不同类型用户的需求，降低了开发成本和周期。
下面结构图4和图5，对本实用新型提供的数据采集器的级联结构进行详细说明。
参见图4，是本实用新型实施例四提供的数据采集器的结构示意图。
核心板1通过插针和主控板2连接，且核心板1叠加在主控板2的上方。
在另一个实施方式中，核心板1通过插针和扩展板3连接，且核心板1叠加在扩展板3的上方。
核心板1通过插针，与主控板2或扩展板3连接，构成两层级联板。核心板1可以和主控板2、扩展板3组合构成接口各不相同的产品类型，如下表格所示：
Figure BDA0000127046220000052
Figure BDA0000127046220000061
参见图5，是本实用新型实施例五提供的数据采集器的结构示意图。
本实施例提供的数据采集器为三层级联板，核心板与主控板搭配后，可与4种类型的扩展板中的任意一种进行级联配置，从而具备同时采集更多数据的功能。
如图5所示，是三层级联板的侧视图。核心板1通过插针和主控板2连接，且核心板1叠加在主控板2的上方。该数据采集器还包括直插排针4，主控板2还通过直插排针4和扩展板3级联，且扩展板3位于主控板2的下方。
主控板2装配核心板1后，可以和任意一个扩展板3进行级联，以实现更多参数采集功能。如下表格所示：
具体实施时，本实用新型提供的数据采集器，采用塑料外壳封装。
本实用新型实施例提供的数据采集器，包括核心板、主控板和扩展板，通过板卡组合，可连接模拟信号输出、开关信号输出、开关信号输入及实现RS232通信，支持多规格的仪表数据采集，且数据处理上相互独立，互不干扰。该数据采集器的环境适应力强，通信可靠性高，数据响应速度快；可针对不同需求灵活配置各项通道的数量，缩短产品的开发周期，且降低产品开发成本。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种数据采集器，其特征在于，包括核心板、主控板和至少一个扩展板；
所述核心板上设有微控制器，以及分别和所述微控制器连接的晶振、参数存储芯片、数据存储器、电源芯片；
所述主控板上设有模拟量输入电路、开关量输入电路、开关量输出电路、RS232通信口和显示屏；
所述主控板、所述扩展板中的至少一个，和所述核心板连接。
2.如权利要求1所述的数据采集器，其特征在于，所述扩展板为模拟量输入扩展板、开关量输入扩展板、开关量输出扩展板或综合扩展板；
所述模拟量输入扩展板上设有模拟量输入电路；
所述开关量输入扩展板上设有开关量输入电路；
所述开关量输出扩展板上设有开关量输出电路；
所述综合扩展板上设有模拟量输入电路、开关量输入电路和开关量输出电路。
3.如权利要求2所述的数据采集器，其特征在于，所述核心板上还设有插针，所述插针和所述微控制器的I/O口连接；
所述核心板通过所述插针和所述主控板连接，且所述核心板叠加在所述主控板的上方。
4.如权利要求3所述的数据采集器，其特征在于，所述数据采集器还包括直插排针；
所述主控板还通过所述直插排针和所述扩展板级联，且所述扩展板位于所述主控板的下方。
5.如权利要求2所述的数据采集器，其特征在于，所述核心板上还设有插针，所述插针和所述微控制器的I/O口连接；
所述核心板通过插针和所述扩展板连接，且所述核心板叠加在所述扩展板的上方。
6.如权利要求1～5任一项所述的数据采集器，其特征在于，所述核心板上的微控制器为32位Cortex-M3单片机；所述核心板上的电源芯片为AMS1117开关电源芯片；
所述核心板上还设有RS232电平转换芯片；所述RS232电平转换芯片和所述微控制器的USART1、USART2的收发I/O口连接。
7.如权利要求6所述的数据采集器，其特征在于，所述核心板上的参数存储芯片为24C02芯片；所述24C02芯片和所述微控制器的I2C接口连接；
所述核心板上的数据存储器为AT45DB161d芯片；所述AT45DB161d芯片和所述微控制器的SPI2通道连接。
8.如权利要求7所述的数据采集器，其特征在于，所述核心板上设有两个晶振，包括8MHz时钟晶振和32.769KHz时钟晶振；两个晶振分别和所述微控制器的时钟接口连接。
9.如权利要求8所述的数据采集器，其特征在于，所述主控板上的显示屏为LCD触摸屏。
10.如权利要求9所述的数据采集器，其特征在于，所述数据采集器采用塑料外壳封装。
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