CN203455827U - 应用于工业生产的多路数据采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了应用于工业生产的多路数据采集系统，主要由设有数据采样模块的微控制器以及与微控制器相连的计算机组成，数据采样模块由一路以上的数据采样通道组成，每路数据采样通道包括依次相连的采样传感器和调理电路，在微控制器上设有A/D转换器，每路数据采样通道的调理电路则通过A/D转换器连接在微控制器上。所述的调理电路由依次相连的转换电路、放大电路以及滤波电路组成，转换电路连接在采样传感器上；在所述的A/D转换器上还连接有多路开关，滤波电路则通过多路开关连接在A/D转换器上。具有可靠性强、实时性好、采集精度高等优势，非常适用于对现场数据进行实时采集和现场控制的工业生产。

Description

应用于工业生产的多路数据采集系统

技术领域

本实用新型涉及数据采集领域，具体的说，是应用于工业生产的多路数据采集系统。

背景技术

前端数据采集能够及时获取被控对象和生产过程的有效信息，在某些实时性要求高的场合尤为重要。在现代工业生产、控制和科学研究领域中，对各种现场数据如温度、压力及振动等参数进行采集、传输和处理是必不可少的组成部分。为了清晰地反映出生产过程的详细信息，往往需要获得温度、压力、流量、位移等多个参量的动态数据，这就有必要对被控对象和生产过程进行多路的数据采集。现有的多路数据采集系统为由一个以上以单片机为控制核心的采集系统组合而成，在实际工作时，前端数据传感器分别对被控对象的多个参量进行数据采集，然后再通过单片机分别进行处理，最后再输入到PC机中进行处理和分析，不但工作繁重，同时复杂的连接关系也无法保证数据的准确性，因此，为实现高效率、简洁、实时的数据采集，本实用新型应运而生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供应用于工业生产的多路数据采集系统，本系统采用多路数据采集通道的设计，可实现温度、压力、流量以及位移等多种模拟信号的实时采集，并通过微处理器将其传送至计算机上，实现系统的远程监控，具有功耗低、体积小、功能强大等优点，非常适用于对现场数据进行实时采集和现场控制的工业生产。

本实用新型通过下述技术方案实现：应用于工业生产的多路数据采集系统，主要由设有数据采样模块的微控制器以及与微控制器相连的计算机组成，数据采样模块由一路以上的数据采样通道组成，每路数据采样通道包括依次相连的采样传感器和调理电路，在微控制器上设有A/D转换器，每路数据采样通道的调理电路则通过A/D转换器连接在微控制器上，本实用新型可对各种工业现场数据如温度、压力以及振动等参数进行采集、传输和处理，采用微控制器作为系统的核心部件，对多路数据采样通道采集所得的模拟信号进行处理，再由计算机进行远程显示或打印，原理十分简单，大大减小了传统多路采集系统存在的结构复杂等缺陷，具有功耗低、体积小等特性。

为更好的实现模拟信号的采集，提高系统采样的精确度，本实用新型提出了调理电路的设计，其结构如下：所述的调理电路由依次相连的转换电路、放大电路以及滤波电路组成，转换电路连接在采样传感器上；在所述的A/D转换器上还连接有多路开关，滤波电路则通过多路开关连接在A/D转换器上，在上述结构中，多路开关的作用在于：当输入信号数目较多时，可可轮流将多个模拟量依次接入A/D转换器进行转换，在本实用新型中，可采用CD4051。

为更好的实现本实用新型，所述的微控制器为设有电源模块的数据处理芯片，在微控制器上还连接有供采样数据存储的存储器，其中，所述的存储器为MSP430C313。

在本实用新型中，所述的A/D转换器为MAX197，该器件可将采样传感器采集所得的模拟信号转化成数字信号，再传送至微控制器上。

为更好的实现上述结构，本实用新型在所述的微控制器上还连接有通信模块，所述的计算机则通过通信模块与微控制器相连接，其中，所述的通信模块为MAX232。

本实用新型设计合理，所述的微控制器为W77E58。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型结构简单，克服了传统多路采集系统存在的结构复杂、效率低下等缺陷，提出了以多路数据采集通道与一个微控制器相结合的控制方式，可对各种现场数据如温度、压力、流量、位移等参数进行采集、传输和处理，具有可靠性强、实时性好、采集精度高等优势，非常适用于对现场数据进行实时采集和现场控制的工业生产。

（2）本实用新型对于每一个采集对象，都要通过A/D转换器将其转换为数字量，为克服输入信号数目较多可能对系统造成不必要的作负担，本实用新型提出了多路开关的设计，该多路开关可采用CD4051，它能将多个模拟量依次接入A/D转换器进行转换，降低了微控制器的工作负荷，设计十分合理，同时，也提高了系统的实时性。

（3）本实用新型所述的微控制器可采用高性能的W77E58，不仅具有简单的外围电路设计，同时，还具有功耗低、体积小、功能强大等优点。

附图说明

图1为本实用新型原理框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例：

本实用新型提出了应用于工业生产的多路数据采集系统，该采集系统可对各种工业现场数据如温度、压力以及振动等参数进行采集、传输和处理，其结构如图1所示，主要由依次相连的数据采样模块、微控制器以及计算机组成，其中，数据采样模块由一路以上的数据采样通道组成，每路数据采样通道包括依次相连的采样传感器和调理电路；在微控制器上设有A/D转换器，每路数据采样通道的调理电路则通过A/D转换器连接在微控制器上。有上述结构可知，本实用新型采用微控制器作为系统的核心部件，对多路数据采样通道采集所得的模拟信号进行处理，并传送至计算机上，再由计算机进行远程显示或打印，原理十分简单，大大减小了传统多路采集系统存在的结构复杂等缺陷，具有功耗低、体积小等特性。

在本实用新型中，采样传感器的作用是把外部世界、现场等各种参量由模拟量转化为电信号模拟量（可以是电压，也可以是电流、电脉冲），这些电信号模拟量经过适当的调理电路再把这些电信号模拟量送给A／D转换器，并使这些电信号模拟量转化为可以让微控制器识别处理的数字信号，在实际应用中，因采样传感器的输出信号多为弱信号，信号与采集系统的距离相对较长，为防止信号的严重衰减，本实用新型采用调理电路由依次相连的转换电路（I／V转换电路）、放大电路以及滤波电路组成，其中，转换电路连接在采样传感器上；在A/D转换器上还连接有多路开关，滤波电路则通过多路开关连接在A/D转换器上，在上述结构中，转换电路可将信号复原成电压信号，经过放大电路、滤波电路的调理后，送到A／D转换器，而多路开关的作用则在于：当输入信号数目较多时，可轮流将多个模拟量依次接入A/D转换器进行转换，在本实用新型中，可多路开关采用CD4051。

本实用新型所述的A/D转换器可采用MAX197，该器件可将采样传感器采集所得的模拟信号转化成数字信号，再传送至微控制器上。而在本实用新型中，微控制器该器件为设有电源模块的数据处理芯片，可采用W77E58进行制作，具有功耗低、体积小、功能强大等优点，非常适用于对现场数据进行实时采集和现场控制。如图1所示，本实用新型在微控制器上还连接有供采样数据存储的存储器（如：MSP430C313），可对采集得到的参量进行存储，可靠性强，使用也十分方便。

为更好的实现上述结构，微控制器将采集到的信号通过通信模块传给PC机，PC机人机接口界面负责控制、存储和处理采集到的数据，其中，通信模块采用MAX232。

本实用新型结构简单，克服了传统多路采集系统存在的结构复杂、效率低下等缺陷，提出了以多路数据采集通道与一个微控制器相结合的控制方式，可对各种现场数据如温度、压力、流量、位移等参数进行采集、传输和处理，具有可靠性强、实时性好、采集精度高等优势。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.应用于工业生产的多路数据采集系统，其特征在于：主要由设有数据采样模块的微控制器以及与微控制器相连的计算机组成，数据采样模块由一路以上的数据采样通道组成，每路数据采样通道包括依次相连的采样传感器和调理电路，在微控制器上设有A/D转换器，每路数据采样通道的调理电路则通过A/D转换器连接在微控制器上。

2.根据权利要求1所述的应用于工业生产的多路数据采集系统，其特征在于：所述的调理电路由依次相连的转换电路、放大电路以及滤波电路组成，转换电路连接在采样传感器上；在所述的A/D转换器上还连接有多路开关，滤波电路则通过多路开关连接在A/D转换器上。

3.根据权利要求2所述的应用于工业生产的多路数据采集系统，其特征在于：所述的微控制器为设有电源模块的数据处理芯片，在微控制器上还连接有供采样数据存储的存储器。

4.根据权利要求3所述的应用于工业生产的多路数据采集系统，其特征在于： 所述的存储器为MSP430C313。

5.根据权利要求4所述的应用于工业生产的多路数据采集系统，其特征在于： 所述的A/D转换器为MAX197。

6.根据权利要求1～5任一项所述的应用于工业生产的多路数据采集系统，其特征在于：在所述的微控制器上还连接有通信模块，所述的计算机则通过通信模块与微控制器相连接。

7.根据权利要求6所述的应用于工业生产的多路数据采集系统，其特征在于：所述的通信模块为MAX232。

8.根据权利要求7所述的应用于工业生产的多路数据采集系统，其特征在于：所述的微控制器为W77E58。

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