CN202562523U - 一种温湿度数据采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温湿度数据采集系统，包括用于采集温湿度信号的传感器，用于采集并对上述温湿度信号进行模数转换的数据采集处理器以及对所述数据采集处理器发出控制指令并接受上述经模数转换后的温湿度信号的主机。本实用新型的优选方案中，数据采集处理器进一步包括前置接口电路、第一通讯电路、模数转换电路、第二通信电路、CPU电路以及逻辑电路。本实用新型降低了温湿度数据采集系统传输错误风险，提高数据实时性、可靠性以及完整性；在优选方案中不仅实现了对不同工业环境获取实时温度、湿度信号(即温湿度信号)的选择读取功能，还提高了温湿度数据采集系统的运行性能，优化对传输数据的管理。

Description

一种温湿度数据采集系统

技术领域

本实用新型涉及数据采集系统，特别涉及一种温湿度数据采集系统。

背景技术

在实际生产的一些工序中对商品所处环境的水分和温度控制非常严格。

如烟草行业而言，从制丝至卷包工艺，对烟丝在制品的水分和温度控制要求就显得非常重要；烟草制造的工序设备、工艺参数以及加工过程，均对水分及温度两项重要的环境因素具有很高的要求，需时时需要对制烟工业所处温度以及湿度的数据进行采集以便即时监测。

现有技术中对工业上温度以及湿度的数据进行监测一般方式为：

采用温度检测器以及湿度检测器对工业环境的温度及水分进行监测，并采取人工读取并记录的方式。用人工对温度及水分进行周期性读取，有随意性较大的问题，并且人工记录的实时性和准确性较差。

一种适用于上述工业监测的数据采集系统一般包括用于采集温湿度信号的传感器(即包括温度传感器以及湿度传感器)与以及对上述温湿度信号进行处理的数模转换器。这种系统在技术设计上的困难较小，在产品成本上有一定优势。但同时，上述系统的传感器无法扩展及联合，且相互间无关联，在人工对上述数据进行记录及读取时，无法进行传感器之间数据的比较，更无法对传感器历史的数据进行比对，无法对数据进行分析处理。

另一种适用于工业监测的数据采集系统在上述数据采集系统的基础上增加了与数模转换器进行数据交互的主机，即此种数据采集系统包括用于采集温湿度信号的传感器、对上述温湿度信号进行处理的数模转换器以及能够分析并直观显示传感器所采集的温湿度数据的主机。但该种数据采集系统缺乏对数据采集时间、速率的控制，且无法对遍布工业环境各处的传感器进行选择性读取。

发明内容

本实用新型提供了一种温湿度数据采集系统，能够自动地对系统中传感器采集的温度以及湿度信息且能够自动完成上述信息的统计处理。

一种温湿度数据采集系统(如无特殊说明，下述所称的“系统”即为本实用新型的温湿度数据采集系统)，包括用于采集温湿度信号的传感器，用于采集并对上述温湿度信号进行模数转换的数据采集处理器以及对所述数据采集处理器发出控制指令并接受上述经模数转换后的温湿度信号的主机。

本实用新型的温湿度数据采集系统通过传感器采集温湿度信号并传输至数据采集处理器，数据采集处理器对所述的温湿度信号进行模数转换以及数据打包等处理后，将该处理后的信号传输到主机进行数据的解包；主机将数据记录存储并进一步对数据进行实时测量曲线的绘制与显示以及对当前数据以及历史数据进行统计并提供用户的查询。本实用新型通过增加了主机(对数据的存储、统计以及提供数据查询)以及数据采集处理器(对温湿度信号的处理)降低了温湿度数据采集系统传输错误风险，提高数据实时性、可靠性以及完整性。

下面介绍本实用新型的优选技术方案。

更为具体地，所述的数据采集处理器包括用于接收上述温湿度信号的前置接口电路、与所述前置接口电路通信的模数转换电路以及采用MODBUS协议传输数据的第一通讯电路，所述的模数转换电路通过所述的第一通讯电路与主机进行数据交互。采用MODBUS协议进行模数转换电路与主机之间的数据交互，进一步提高了系统数据传输的安全性。

为了实现本实用新型温湿度数据采集系统对不同工业环境获取实时温度、湿度信号(即温湿度信号)的选择读取功能，即实现不同环境采集点传感器采集温湿度信号的切换读取功能，所述的数据采集处理器还包括：

采用MODBUS协议传输数据的第二通信电路；

通过所述第二通讯电路接收主机的控制指令并根据该控制指令确定接通的前置接口电路的CPU电路；以及，

将所述接通的前置接口电路接收的温湿度信号传送至所述模数转换电路的逻辑电路。

进一步地，所述的传感器包括多组温湿度传感器，每组温湿度传感器对应数据采集处理器上唯一的前置接口电路。如此，则将前置接口电路与每组温湿度传感器进行一一对应，提高系统对目标环境温湿度信号选择的正确性。

在不同于上述优选方案的另一种温湿度数据采集系统中，为了提高实现温湿度数据采集系统的运行性能，优化对传输数据的管理，所述的数据采集处理器还包括：

采用MODBUS协议传输数据的第二通信电路；

通过所述第二通讯电路接收主机的控制指令并根据该控制指令对所述的前置接口电路轮询的CPU电路；以及，

将轮询所述前置接口电路接收的温湿度信号传送至所述模数转换电路的逻辑电路。

进一步地，为了简化传感器与数据采集处理器的连接方式，降低连接成本，所述的传感器包括多组温湿度传感器，每组温湿度传感器对应数据采集处理器上唯一的前置接口电路。

更为具体地，所述的第一通信电路兼做所述的第二通信电路；

所述的模数转换电路经所述的CPU电路以及第一通讯电路与主机进行数据交互；所述的CPU电路包括供所述第一通讯电路读取数据的存储器。在CPU电路内部实现对传输数据的打包，并由CPU电路与主机进行通信，使得数据采集处理器整体电路的实现更为简便；存储器的设置更进一步优化系统内部数据的管理，提高传输性能。

更为优选地，为了对系统传输数据的采集时间(即实现周期性采集)以及传输速率进行控制与管理，所述的CPU电路还包括：

用于读取所述模数转换电路数据的缓存器；以及，

用于根据控制指令使所述缓存器以预设周期对所述模数转换电路的数据进行读取的速率控制电路。

更为具体地，由于一般工业生产所处的监测环境与主机之间的传输距离较长，所述的第一通信电路以及第二通信电路可优选为串行接口传输电路。

优选地，为了便于电路的实现以及整体集成，所述的数据采集处理器为一单片机电路，该单片机电路还包括为该单片机电路提供工作电源的开关电源电路。

本实用新型的温湿度数据采集系统具有如下技术效果：

一、降低了温湿度数据采集系统传输错误风险，提高数据实时性、可靠性以及完整性；

二、在优选方案中实现了对不同工业环境获取实时温度、湿度信号(即温湿度信号)的选择读取功能；

三、在优选方案中提高了温湿度数据采集系统的运行性能，优化对传输数据的管理。

附图说明

图1为本实用新型温湿度数据采集系统的结构示意图；

图2为本实用新型温湿度数据采集系统CPU电路的部分结构示意图；

图3为本实用新型温湿度数据采集系统主机中设置的专用控制软件的组成部分示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细介绍本实用新型的具体实施方式。

如图1所示的一种温湿度数据采集系统，包括用于采集温湿度信号的传感器1，用于采集并对上述温湿度信号进行模数转换的数据采集处理器2以及对数据采集处理器2发出控制指令并接受上述经模数转换后的温湿度信号的主机3。

具体地，数据采集处理器2包括用于接收上述温湿度信号的前置接口电路201、与前置接口电路201通信的模数转换电路202以及采用MODBUS协议传输数据的第一通讯电路203，模数转换电路202通过第一通讯电路203与主机3进行数据交互。采用MODBUS协议进行模数转换电路与主机之间的数据交互，进一步提高了系统数据传输的安全性。

为了实现本实用新型温湿度数据采集系统对不同工业环境获取实时温度、湿度信号(即温湿度信号)的选择读取功能，即实现不同环境采集点传感器采集温湿度信号的切换读取功能，本实施例数据采集处理器2的一种实施方式中，数据采集处理器2还包括：

采用MODBUS协议传输数据的第二通信电路(在本实施例中，第一通信电路203兼做第二通信电路，即第一通信电路203还具有第二通信电路的相应功能)；

通过第二通讯电路接收主机3的控制指令并根据该控制指令确定接通的前置接口电路201的CPU电路204；以及，

将接通的前置接口电路201接收的温湿度信号传送至模数转换电路202的逻辑电路205。

除了本实施例数据采集处理器2的上述实施方式，为了提高实现温湿度数据采集系统的运行性能，优化对传输数据的管理，数据采集处理器2的结构还可以采用另一种实施方式，在该种实施方式中，数据采集处理器2还包括：

采用MODBUS协议传输数据的第二通信电路(在本实施例中，第一通信电路203兼做第二通信电路)；

通过第二通讯电路接收主机3的控制指令并根据该控制指令对前置接口电路201轮询的CPU电路204；以及，

将轮询前置接口电路205接收的温湿度信号传送至所述模数转换电路的逻辑电路205。

为了优化数据采集处理器2的结构，模数转换电路202经CPU电路204以及第一通讯电路203与主机3进行数据交互。如图2所示，CPU电路204相应地包括供第一通讯电路203读取数据的存储器401。通过上述技术方案(在CPU电路204内部实现对传输数据的打包，并由CPU电路与主机进行通信)，能够使得数据采集处理器2整体电路的实现更为简便；存储器401的设置更进一步优化系统内部数据的管理，提高传输性能。

更为优选地，为了对系统传输数据的采集时间(即实现周期性采集)以及传输速率进行控制与管理，CPU电路204还包括：

用于读取模数转换电路202数据的缓存器402；以及，

用于根据控制指令使缓存器402以预设周期对模数转换电路202的数据进行读取的速率控制电路403。

由于一般工业生产所处的监测环境与主机之间的传输距离较长，第一通信电路203(第二通信电路)可优选为串行接口传输电路。

进一步，为了便于电路的实现以及整体集成，数据采集处理器2为一单片机电路，该单片机电路还包括为该单片机电路提供工作电源的开关电源电路。

更为具体地，传感器1包括多组温湿度传感器，每组温湿度传感器对应数据采集处理器2上唯一的前置接口电路201。在具体应用中，系统需要对工业生产中不同环境的温湿度指数进行监测，设置多组温湿度传感器，每组传感器对应设置于某一需要监测的工业环境中，系统能够通过选择环境对应的传感器获知不同工业环境的温湿度指数；在本技术方案中，将前置接口电路与每组温湿度传感器进行一一对应，能够提高系统对目标环境温湿度信号选择的正确性，系统准确性较高。

为了实现对上述电路的控制，如图3所示，主机3中设有相应的专用控制软件，能够实现对上述电路数据传输、温湿度历史数据查询以及选择当前温湿度数据显示的设置，并将上述用户界面的设置转化为控制指令。电路数据传输的设置包括对串行接口电路的传输控制以及通过速率控制电路403对缓存器402读取模数转换电路202的数据进行周期控制(即调整预设周期的方式控制缓存器402的读取周期)；温湿度历史数据查询设置包括对前置接口电路201的接收数据进行记录并提供用户查询的功能；选择当前温湿度数据显示的设置包括根据用户的选择发出控制指令使得CPU电路204确定接通的前置接口电路201(在数据采集处理器2的另一种实施方式中，选择当前温湿度数据显示的设置包括指令CPU电路204轮询采集前置接口电路201中的数据)。

Claims (10)

1.一种温湿度数据采集系统，包括用于采集温湿度信号的传感器，其特征在于，还包括用于采集并对上述温湿度信号进行模数转换的数据采集处理器以及对所述数据采集处理器发出控制指令并接受上述经模数转换后的温湿度信号的主机。

2.如权利要求1所述的温湿度数据采集系统，其特征在于，所述的数据采集处理器包括用于接收上述温湿度信号的前置接口电路、与所述前置接口电路通信的模数转换电路以及采用MODBUS协议传输数据的第一通讯电路，所述的模数转换电路通过所述的第一通讯电路与主机进行数据交互。

3.如权利要求2所述的温湿度数据采集系统，其特征在于，所述的数据采集处理器还包括：

采用MODBUS协议传输数据的第二通信电路；

通过所述第二通讯电路接收主机的控制指令并根据该控制指令确定接通的前置接口电路的CPU电路；以及，

将所述接通的前置接口电路接收的温湿度信号传送至所述模数转换电路的逻辑电路。

4.如权利要求3所述的温湿度数据采集系统，其特征在于，所述的传感器包括多组温湿度传感器，每组温湿度传感器对应数据采集处理器上唯一的前置接口电路。

5.如权利要求2所述的温湿度数据采集系统，其特征在于，所述的数据采集处理器还包括：

采用MODBUS协议传输数据的第二通信电路；

通过所述第二通讯电路接收主机的控制指令并根据该控制指令对所述的前置接口电路轮询的CPU电路；以及，

将轮询所述接通的前置接口电路接收的温湿度信号传送至所述模数转换电路的逻辑电路。

6.如权利要求5所述的温湿度数据采集系统，其特征在于，所述的传感器包括多组温湿度传感器，每组温湿度传感器对应数据采集处理器上唯一的前置接口电路。

7.如权利要求3或5所述的温湿度数据采集系统，其特征在于，

所述的第一通信电路兼做所述的第二通信电路；

所述的模数转换电路经所述的CPU电路以及第一通讯电路与主机进行数据交互；所述的CPU电路包括供所述第一通讯电路读取数据的存储器。

8.如权利要求7所述的温湿度数据采集系统，其特征在于，

所述的CPU电路还包括：

用于读取所述模数转换电路数据的缓存器；以及，

用于根据控制指令使所述缓存器以预设周期对所述模数转换电路的数据进行读取的速率控制电路。

9.如权利要求3或5所述的温湿度数据采集系统，其特征在于，

所述的第一通信电路以及第二通信电路均为串行接口传输电路。

10.如权利要求3或5所述的温湿度数据采集系统，其特征在于，所述的数据采集处理器为一单片机电路，该单片机电路还包括为该单片机电路提供工作电源的开关电源电路。

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