CN203773402U - 数据采集模块智能机箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种数据采集模块智能机箱，包含机箱机壳、计数/定时功能板卡、计算机主板、由显示屏和触摸屏构成的人机交互模组；机箱机壳内至少包含一个与C系列模块形状相匹配的内陷腔体，机箱机壳的表面对应内陷腔体形成开口；其中，计算机主板、计数/定时功能板卡均位于机箱机壳内，而人机交互模组被安装在机箱机壳上成为机箱机壳的一部分，与机箱机壳形成带有触摸屏和显示屏的平板结构；C系列模块通过机箱机壳上的开口插装至机箱机壳的内陷腔体内，并经机箱机壳内的计数/定时功能板卡连接计算机主板。同现有技术相比，整台设备同时具备了计算机和虚拟仪器平台的功能，省去了与C系列模块连接时的连线，提高了移动性。

Description

数据采集模块智能机箱

技术领域

本实用新型涉及一种电子设备，具体的说是一种数据采集模块智能机箱。

背景技术

虚拟仪器技术是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的计算机软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。虚拟仪器技术的优点是为用户提供一种比专用仪器灵活性更高、可定制、性能可随计算机软硬件提升、价格更优惠的仪器方案。NI(美国国家仪器公司)是虚拟仪器技术的实用新型者，也是虚拟仪器技术模块化硬件的最大供应商，C系列模块是其中应用比较广泛的一个系列。目前，也有许多其他公司也设计开发了上百种与C系列模块兼容的模块。这些功能模块与计算机组成虚拟仪器平台，在航天航空航海、电力、自动化等行业，被广泛应用于数据采集、测试、测量等领域。

但目前的问题是，现有采用C系列模块的虚拟仪器方案是，把C系列模块装到NI cDAQ-9171机箱里，机箱里有一片计数器/定时器功能的板卡，再由机箱通过一根USB数据线连接到台式机或笔记本的USB接口上。从而使得整个虚拟仪器是通过C系列模块+cDAQ-9171机箱+USB线+台式机或笔记本来实现整个虚拟仪器的方案。

由于上述的现有方案需要键盘、鼠标、cDAQ-9171机箱、线材等辅助设备和材料，如果同时使用两个或更多的模块时，就需要使用更多的配套设备和材料。使其配件复杂、连线繁多，导致整个系统便携性和稳定性受到影响。并且由于台式电脑体积庞大，没有电池，不支持移动使用。而笔记本电脑虽然支持移动使用，但体积还是相对较大。并且由于需要通过线缆连接组件，从而使得现有方案虚拟仪器的移动性、抗跌落、防水和防尘能力也相对较差，不能适用于一些环境比较恶劣的工业环境中。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种数据采集模块智能机箱，使其可以内置多个C系列模块，并可以代替笔记本或台式电脑等计算机，使其具有较高的移动性、稳定性，并且具有较好的防水、防尘能力，不受任何应用环境和场所的限制。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种数据采集模块智能机箱，包含机箱机壳、计数/定时功能板卡、计算机主板、存储器、由显示屏和触摸屏构成的人机交互模组；

所述机箱机壳内至少包含一个与C系列模块形状相匹配的内陷腔体，所述机箱机壳的表面对应所述内陷腔体形成开口；

其中，所述计算机主板、计数/定时功能板卡、存储器均位于所述机箱机壳内，而所述人机交互模组被安装在所述机箱机壳上成为所述机箱机壳的一部分，与所述机箱机壳形成带有所述触摸屏和显示屏的平板结构；

所述存储器与所述计算机主板相连或被直接安装到所述计算机主板上；所述计数/定时功能板卡和所述人机交互模组均与所述计算机主板连接；

所述C系列模块通过所述机箱机壳上的开口插装至所述机箱机壳的内陷腔体内，并经所述机箱机壳内的计数/定时功能板卡连接所述计算机主板。

本实用新型的实施方式相对于现有技术而言，由于整个智能机箱是将计算机主板、存储器、人机交互模组和C系列模块等部件全部安装在一个机箱机壳内，从而使得本实用新型的智能机箱同时具备了计算机以及虚拟仪器计算平台的功能。并且由于机箱机壳内部还具有一个内陷的腔体，且机箱机壳上还具有一个与腔体连通的开口，C系列模块在实际的安装过程中可通过机箱机壳上的开口直接插入机箱机壳内陷的腔体内，从而使得C系列模块在与计算机主板进行连接时省去了原本与计算机连接时的外部连线，使得整个虚拟仪器计算平台具有较高的集成度，以及较高的移动性和便捷性。另外，通过机箱机壳自身的密闭和屏蔽性能，可保证整个机箱机壳具有较高的抗干扰、防尘及防水能力，使其能够在各种恶劣的环境下进行工作，并确保整个智能机箱在工作时，机箱机壳内的计算机电子部件与安装到内陷腔体内的C系列模块之间不会相互产生电磁干扰，保证整个智能机箱在运行时的可靠性和稳定性。另外，由于人机交互模组是由显示屏和触摸屏组成，通过显示屏可显示相关的图像信息，而通过触摸屏可对整台设备进行触控操作，使得整个智能机箱的使用方式类似一台平板电脑的使用方式，可省去键盘、鼠标等常规的操作部件，从而进一步提高了整台设备的移动性。

进一步的，所述内陷腔体背离所述机箱机壳开口一侧的底板上设有联系孔，所述联系孔内设有连接器，所述C系列模块通过所述连接器与所述计数/定时功能板卡相连。

进一步的，所述内陷腔体两侧设置肋板，所述肋板上设有导轨；所述C系列模块沿所述肋板上的导轨插入至所述内陷腔体内。由于在内陷腔体的两侧设有肋板，且肋板上设有导轨，当C系列模块在与内陷腔体进行安装时，通过导轨可对C系列模块在插入安装和拔出卸装时的方向进行引导和位置定位。

进一步的，所述肋板上设有卡孔，所述C系列模块的两侧对应所述开孔设有卡销；所述C系列模块上的卡销卡扣在所述肋板的卡孔内将所述C系列模块固定在所述内陷腔体内。由此可知，当所述C系列模块通过肋板上的导轨插装到机箱机壳的内陷腔体后，所述C系列模块上的卡销可直接卡扣在所述肋板上的卡孔内，从而将所述C系列模块固定在所述内陷腔体内，以此进一步保证整个C系列模块在安装后的牢固性。

其中，为了满足装配的需求，所述卡孔的形状可根据所述卡销的具体形状对其进行适配，可将其加工成圆形、方形或其他形状的通孔结构。由于卡孔和卡销的形状相适配，从而保证了卡销与卡孔连接后的贴合程度，使得卡销在与卡孔连接后，卡销不会在卡孔内产生松动，进一步确保了C系列模块在插入内陷腔体后的牢固性。

并且，当机箱机壳有防水要求时，所述联系孔与所述连接器的连接处可设有密封圈。通过密封圈可实现内陷腔体与机箱机壳之间水和尘土的完全隔离，从而进一步提高了整个机箱机壳的密封性能。

进一步的，为了满足实际的安装需求，所述连接器可采用DB9型连接器或圆柱型航空连接器。机箱机壳内的计数/定时功能板卡通过DN9型连接器或圆柱型航空连接器完成对内陷腔体内的C系列模块的供电和信号传输。并且，为了满足实际的装配需求，所述联系孔的形状可采用方形、圆形或其他的通孔结构，而所述连接器的形状与所述联系孔的形状相匹配。从而保证了连接器在与联系孔完成装配后不会产生松动和缺漏，进一步提高了连接器与联系孔装配完成后的紧密程度。

并且，为了满足市场的需求，所述连接器为DB9型连接器或圆柱形航空连接器。

进一步的，所述机箱机壳的顶部为一个上盖，所述上盖具有一个与所述人机交互模组形状相匹配的槽孔；由所述触摸屏和所述显示屏构成的人机交互模组安装在所述上盖的槽孔内。由于在机箱机壳的顶部为一个上盖，通过上盖对整个机箱机壳进行封闭，从而实现对机箱机壳内部器件的防尘和防水，并且通过上盖可提高由触摸屏和显示屏组成的人机交互模组在机箱机壳内固定的牢固性。

进一步的，所述数据采集模块智能机箱还包含：设置在所述机箱机壳内的通信模组；所述通信模组与所述计算机主板相连。优选地，通信模组包含以下之一或其任意组合：蓝牙模块、Wifi模块、3G或4G模块。从而使得整台电子设备具备了通讯功能，整台设备可将处理或采集到的信息，通过WiFi、3G或4G等无线网络直接导入互联网/物联网和服务器，支持WiFi、GPRS、3G或4G、蓝牙等多种无线通讯方式，以适应航天航空航海、电力、自动化等行业的需求。

进一步的，所述数据采集模块智能机箱还包含：设置在所述机箱机壳内的导航定位模块；所述导航定位模块与所述计算机主板相连。优选地，导航定位模块为采用全球移动定位系统GPS和/或北斗卫星系统的导航定位模块，使得该平板虚拟仪器平台可实现GPS/北斗双模导航定位功能，利用计算机主板的强大处理能力，可提供更强大户外、野外现场地图与位置服务。

进一步的，所述机箱机壳上还设有用于连接外部设备的USB接口和/或串口，所述USB接口和/或串口与所述计算机主板进行连接。通过外部预留的串口和USB接口，进一步拓展了整台电子设备的应用范围。并且通过预留的USB接口和串口，可使整个智能机箱同时保留对键盘、鼠标等输入输出设备的支持。

附图说明

图1为本实用新型第一实施方式的数据采集模块智能机箱的结构示意图；

图2为本实用新型第一实施方式的数据采集模块智能机箱的电路模块图；

图3为本实用新型第一实施方式的数据采集模块智能机箱的爆炸图；

图4为本实用新型第一实施方式的数据采集模块智能机箱中机箱机壳与C系列模块的连接示意图；

图5为本实用新型第一实施方式的数据采集模块智能机箱中机箱机壳的内部示意图；

图6为本实用新型第一实施方式的数据采集模块智能机箱中C系列模块与计算机主板的连接示意图；

图7为本实用新型第三实施方式的数据采集模块智能机箱中机箱机壳的结构示意图；

图8为本实用新型第四实施方式的数据采集模块智能机箱的电路模块图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本实用新型的第一实施方式涉及一种数据采集模块智能机箱，如图1和图2所示，包含：机箱机壳1、计算机主板、电源模块、存储器、由显示屏和触摸屏构成的人机交互模组。

另外，结合图5所示，在机箱机壳1内至少包含一个与C系列模块形状相匹配的内陷腔体11，在本实施方式中内陷腔体11包含两组，而在机箱机壳1的表面对应内陷腔体11形成开口2，如图1所示。并且在本实施方式中，C系列模块为美国国家仪器公司NI C系列便携式数据采集测量模块。需要说明的是，在本实施方式中，仅以机箱机壳1内包含两组内陷腔体为例进行说明，在实际应用中，也可以只包含1组内陷腔体或更多组的内陷腔体。

其中，计算机主板、计数/定时功能板卡、存储器均设置在机箱机壳1内，而人机交互模组被安装在机箱机壳1上成为机箱机壳1的一部分，与机箱机壳1形成带有触摸屏和显示屏的平板结构。

在实际使用过程中，用户可通过该触摸屏和显示屏输入指令或读取信息。其中，触摸屏可以通过USB接口与计算机主板相连，显示屏可具体为LCD显示屏(液晶显示屏)，该LCD显示屏可通过LVDS接口与计算机主板相连。该LCD显示屏可选用最大屏幕尺寸和最高分辨率的显示屏，如9.7英寸、1024×768分辨率、400nits亮度、全视角的显示屏，以提供最佳视觉体验。同时，触控屏还可以与触控笔、功能键配合使用，以提供最佳操控体验。

另外，存储器与计算机主板相连或被直接安装到计算机主板上。而计数/定时功能板卡、人机交互模组、电源模块和存储器均与计算机主板连接。

具体的说，如图3所示，在本实施方式中存储器可为内存和/或硬盘18，从而使得整台电子设备具备了存储的功能，如将通过C系列模块采集到的信息，存放于存储器内部；或者，将经计算机主板对采集信息进行处理后的处理结果，存放于存储器内部。

而电源模块4可采用智能电池，通过智能电池为机箱机壳内的各器件提供电量，可选用大容量的智能电池，支持长时间的不间断使用，以适合长时间的户外移动应用。并且，如图3所示，电源模块4是通过电源盖5安装在机箱机壳1内，且机箱机壳1上还安装有与电源模块4相连的电源输入接头6和开机按键7，通过电源输入接头6可完成电源模块4的充电，而开机按键7可对整台设备的开启和关闭进行控制。

值得一提的是，在实际使用时，如图4和图6所示，C系列模块3可通过机箱机壳1上的开口2直接插入至机箱机壳1的内陷腔体11内。并且如图5所示，在本实施方式中，内陷腔体11背离开口2一侧的底板上开设有与机箱机壳1内部连通的联系孔12，并在联系孔12内还设有连接器13。在C系列模块插入内陷腔体11后可通过连接器13与机箱机壳1内的计数/定时功能板卡14连接，并通计数/定时功能板卡14与计算机主板进行通讯。

并且为了满足使用需求，连接器13可采用DB9型连接器或圆柱型航空连接器。

另外，值得一提的是，如图2所示，机箱机壳上还可设有USB外接接口和/或串口，该USB外接接口和/或串口与计算机主板进行连接。使得本实施方式的电子设备可外接其他扩展设备，进一步拓展了整台设备的应用范围。比如说，可将整台设备通过USB、串口等接口直接连接打印机、身份识别、三维扫描等设备。并且通过预留的USB接口和串口，可使整个智能机箱同时保留对键盘、鼠标等输入输出设备的支持。

另外，如图3所示，机箱机壳1的顶部为一个上盖8，上盖8具有一个与人机交互模组形状相匹配的槽孔9。由触摸屏19和显示屏10构成的人机交互模组直接安装在上盖8的槽孔9内，通过上盖8对整个机箱1进行封闭，从而实现对机箱机壳内部器件的防尘和防水，并且通过上盖8可提高由触摸屏19和显示屏10组成的人机交互模组在机箱机壳内固定的牢固性。

由上述内容可知，由于整台设备是将计算机主板、电源模块、存储器、人机交互模组和和C系列模块等部件全部安装在一个机箱机壳内，从而使得本实施方式的智能机箱同时具备了计算机以及虚拟仪器计算平台的功能。并且由于机箱机壳1的内部还具有一个内陷腔体11(结合图5所示)，且机箱机壳1上还具有一个与内陷腔体连通开口2，C系列模块在实际的安装过程中，可通过机箱机壳1上的开口2直接插入机箱机壳1的内陷腔体11内，从而使得C系列模块在与机箱机壳内的计算机主板进行连接时省去了原本与计算机连接时的外部连线，使得整个虚拟仪器计算平台具有较高的集成度，以及较高的移动性和便捷性。另外，通过机箱机壳1自身的密闭和屏蔽性能，可保证整个机箱机壳1具有较高的抗干扰、防尘及防水能力，使其能够在各种恶劣的环境下进行工作，并确保整个智能机箱在工作时，机箱机壳1与内陷腔体11内的部件之间不会相互产生电磁干扰，保证整个智能机箱在运行时的可靠性和稳定性。另外，由于人机交互模组是由显示屏和触摸屏组成，通过显示屏可显示相关的图像信息，而通过触摸屏可对整台设备进行触控操作，使得整个智能机箱的使用方式类似一台平板电脑的使用方式，可省去键盘、鼠标等常规的操作部件，从而进一步提高了整台设备的移动性。

并同时，因本实施方式的智能机箱具有较高的集成度，采用触摸屏进行操作，摈弃了连接线缆，由于机箱机壳上设有外接的USB接口和串口，使得键盘、鼠标成为可选项，扩展了整个智能机箱的适用环境。

本实用新型的第二实施方式涉及一种数据采集模块智能机箱，第二实施方式是在第一实施方式的基础上做了进一步改进，其主要改进在于：在本实施方式中，联系孔12的形状可采用方形、圆形或其他的通孔结构，而连接器13的形状与联系孔12的形状是相匹配的。从而保证了连接器13在与联系孔12完成装配后不会产生松动和缺漏，进一步提高了连接器13与联系孔12装配完成后的紧密程度。

另外，值得一提的是，当机箱机壳1有防水要求时，联系孔12与连接器13的连接处还可设有密封圈(图中未标示)。通过密封圈可实现内陷腔体11和机箱机壳1之间水和尘土的完全隔离，从而进一步提高了整个机箱机壳的密封性能。

本实用新型的第三实施方式涉及的是一种数据采集模块智能机箱，第三实施方式是在第二实施方式的基础上做了进一步改进，其主要改进在于：如图7所示，在本实施方式中，内陷腔体11的两侧还设置肋板15，并且肋板15上还设有导轨16。C系列模块3在实际安装时，可沿肋板15上的导轨16插入至内陷腔体11内。

由此可知，在本实施方式中，由于在内陷腔体11的两侧设有肋板15，且肋板15上设有导轨16，当C系列模块3在与内陷腔体11进行安装时，通过导轨16可对C系列模块3在插入安装和拔出卸装时的方向进行引导和位置定位。

另外，在本实施方式中，C系列模块3的两侧设置卡销(图中未标示)，而在肋板15上设有与卡销配合的卡孔17。由此可知，当C系列模块3通过肋板15上的导轨16插装到内陷腔体11后，C系列模块3上的卡销可直接卡扣在肋板15的卡孔17内，从而将C系列模块3固定在机箱机壳1的内陷腔体11内，以此进一步保证整个C系列模块在安装后的牢固性。

并且，为了满足装配的需求，卡孔17的形状可根据卡销的具体形状对其进行适配，可将其加工成圆形、方形或其他形状的通孔结构。由此可知，由于卡孔17和卡销的形状相适配，从而保证了卡销与卡孔17连接后的贴合程度，使得卡销在与卡孔17连接后，卡销不会在卡孔17内产生松动，进一步确保了C系列模块在插入内陷腔体11后的牢固性。

本实用新型的第四实施方式涉及的是一种数据采集模块智能机箱，第四实施方式是在第一实施方式的基础上做了进一步改进，其主要改进在于：本实施方式的数据采集模块智能机箱还包含：通信模组和导航定位模块，通信模组和导航定位模块设置在机箱机壳1内，并均与计算机主板相连。

具体地说，如图8所示，通信模组包含蓝牙模块、Wifi模块、3G或4G模块。该蓝牙模块、Wifi模块、3G或4G模块均可通过USB接口与计算机主板相连，或者也可通过PCI-E接口与计算机主板相连。

由于本实施方式的智能机箱还内置有蓝牙模块、Wifi模块、3G或4G模块等通信模块，从而使得整台设备具备了通讯功能，整个机箱可将处理或采集到的信息，通过WiFi、3G或4G等无线网络直接导入互联网/物联网和服务器，支持WiFi、GPRS、3G或4G、蓝牙等多种无线通讯方式，以适应航天航空航海、电力、自动化等行业的需求。

此外，本领域技术人员可以理解，在本实施方式中，通信模组包含有蓝牙模块、Wifi模块、3G或4G模块。但在实际应用中，通信模组也可以只包含蓝牙模块、Wifi模块、3G或4G模块中的任意一个或其任意组合。

另外，本实施方式的智能机箱中的导航定位模块为采用全球移动定位系统GPS和/或北斗卫星系统的导航定位模块。使整个智能机箱可实现GPS/北斗双模导航定位功能，利用计算机主板的强大处理能力，可提供更强大户外、野外现场地图与位置服务，

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (10)

1.一种数据采集模块智能机箱，其特征在于：包含

机箱机壳、计数/定时功能板卡、计算机主板、存储器、由显示屏和触摸屏构成的人机交互模组；

所述机箱机壳内至少包含一个与C系列模块形状相匹配的内陷腔体，所述机箱机壳的表面对应所述内陷腔体形成开口；

其中，所述计算机主板、计数/定时功能板卡、存储器均位于所述机箱机壳内，而所述人机交互模组被安装在所述机箱机壳上成为所述机箱机壳的一部分，与所述机箱机壳形成带有所述触摸屏和显示屏的平板结构；

所述存储器与所述计算机主板相连或被直接安装到所述计算机主板上；所述计数/定时功能板卡和所述人机交互模组均与所述计算机主板连接；

所述C系列模块通过所述机箱机壳上的开口插装至所述机箱机壳的内陷腔体内，并经所述机箱机壳内的计数/定时功能板卡连接所述计算机主板。

2.根据权利要求1所述的数据采集模块智能机箱，其特征在于：所述内陷腔体背离所述机箱机壳开口一侧的底板上设有联系孔，所述联系孔内设有连接器，所述C系列模块通过所述连接器与所述计数/定时功能板卡相连。

3.根据权利要求2所述的数据采集模块智能机箱，其特征在于：所述内陷腔体两侧设置肋板，所述肋板上设有导轨；

所述C系列模块沿所述肋板上的导轨插入至所述内陷腔体内。

4.根据权利要求3所述的数据采集模块智能机箱，其特征在于：所述肋板上设有卡孔，所述C系列模块的两侧对应所述开孔设有卡销；

所述C系列模块上的卡销卡扣在所述肋板的卡孔内将所述C系列模块固定在所述内陷腔体内。

5.根据权利要求2所述的数据采集模块智能机箱，其特征在于：所述联系孔与所述连接器的连接处还设有用于防水的密封圈。

6.根据权利要求2所述的数据采集模块智能机箱，其特征在于：所述连接器为DB9连接器或圆型航空连接器。

7.根据权利要求1所述的数据采集模块智能机箱，其特征在于：所述机箱机壳的顶部为一个上盖，所述上盖具有一个与所述人机交互模组形状相匹配的槽孔；

所述人机交互模组安装在所述上盖的槽孔内。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的数据采集模块智能机箱，其特征在于：所述数据采集模块智能机箱还包含：设置在所述机箱机壳内的通信模组；

所述通信模组与所述计算机主板相连。

9.根据权利要求1至7中任意一项所述的数据采集模块智能机箱，其特征在于：所述数据采集模块智能机箱还包含：设置在所述机箱机壳内的导航定位模块；

所述导航定位模块与所述计算机主板相连。

10.根据权利要求1至7中任意一项所述的数据采集模块智能机箱，其特征在于：所述机箱机壳上还设有用于连接外部设备的USB接口和/或串口。