CN204650226U - 一种数据采集装置和数据采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了解决不同品牌和种类的设备与数据采集装置之间的通信兼容问题以及所采集数据的本地管理和远程监控的数据采集装置和数据采集系统。所述数据采集装置包括：多个端口，其可以分别连接至多个设备；数据采集单元，其用于采集来自多个端口的数据；第一存储器，其存储有分别用于驱动多个端口的多个驱动程序和多个端口参数；处理器，其配置为分别操作多个端口、数据采集单元和第一存储器，根据多个端口中的每一个端口所连接的设备的品牌和种类，调用存储在第一存储器中的相应的驱动程序和端口参数，以驱动每一个端口并且配置相应的端口参数，从而使得数据采集单元可以采集来自多个端口的所述数据。

Description

一种数据采集装置和数据采集系统

技术领域

本实用新型涉及数据处理领域，具体涉及一种数据采集装置和数据采集系统。

背景技术

工业自动化水平的提高依赖于大量的现场设备，随之而来的是如何更好地管理和利用从这些设备采集到的数据信息。工厂信息化建设，需要采集各种设备在运行中的数据，对这些数据进行整理、分析、存储、并形成各种图表、可视化图形，以便于管理者详细了解及控制生产线作业、系统运行等状况。

当前市场上的一些数据采集产品，一般是以模块为主，该模块主要实现单一通讯协议标准的工业设备的数据采集，采集的数据连接上位机实现对数据的管理，例如Modbus采集卡模块、Profibus采集卡模块、串口RS232/485采集模块等，这类模块在用于工业设备数据采集时，必须和上位机PC联合才能完成数据的采集和管理，如果在多个设备数据采集时，需要增加采集模块、甚至增加上位机，这样既提高了故障率又增加了投入成本；另外这类模块在用于其它工业设备数据采集时，只能实现它们之间的物理连接而不能建立通信，这种情况往往需要高级人员编写设备驱动程序，才能完成实现数据采集。综上所述而发明了一种单机通用装置，用于采集不同品牌和不同通信协议的工业设备的数据并对数据在本地或者互联网上进行管理。

实用新型内容

本实用新型提供了一种数据采集装置和数据采集系统，其解决了不同品牌和种类的设备与数据采集装置之间的通信兼容问题，而且解决了所采集数据的本地管理和远程监控的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过如下的技术方案实现的：

一种数据采集装置，其包括：多个端口，其可以分别连接至多个设备；数据采集单元，其用于采集来自所述多个端口的数据；第一存储器，其存储有分别用于驱动所述多个端口的多个驱动程序和多个端口参数；处理器，其配置为分别操作所述多个端口、所述数据采集单元和所述第一存储器，根据所述多个端口中的每一个端口所连接的所述设备的品牌和种类，调用存储在所述第一存储器中的相应的所述驱动程序和所述端口参数，以驱动所述每一个端口并且配置相应的端口参数，从而使得所述数据采集单元可以采集来自所述多个端口的所述数据。

进一步地，根据本实用新型的数据采集装置，还包括数据格式转换单元，所述数据格式转换单元用于将采集到的所述数据转换为所述数据采集装置可以识别的格式的转换数据。

根据本实用新型的数据采集装置还包括用于存储所述转换数据的第二存储器。

根据本实用新型的数据采集装置还包括与互联网通信的网络端口。

所述网络端口可以将所述转换数据同步至所述互联网中的FTP服务器。

所述第一存储器中还存储有邮件管理器，所述邮件管理器可以把所采集的所述数据通过所述网络端口发送至所述互联网中的邮件服务器中。

所述多个端口包括扩展总线接口，所述扩展总线接口可以连接用户可选的设备。

所述用户可选的设备是基站调制解调器，所述基站调制解调器可以将所采集的所述数据以SMS短信的方式发送至用户的移动通信设备。

根据本实用新型的数据采集装置还包括USB接口。

所述USB接口连接至所述第二存储器。

根据本实用新型的数据采集系统，其包括：如上所述的数据采集装置；和配置装置，所述配置装置与所述数据采集装置通信，其用于将用于驱动所述多个端口的所述多个驱动程序和所述多个端口参数写入到所述第一存储器中。

通过本实用新型的上述技术方案，可以实现如下的技术效果：

1.本实用新型由于设置了丰富的端口，并且其第一存储器中存储了分别驱动多个端口的多个驱动程序和端口参数，根据所述多个端口中的每一个端口所连接的所述设备的品牌和种类，通过调用相应的驱动程序和端口参数以分别驱动所述多个端口并且配置端口参数，从而分别采集连接于所述多个端口的多个设备的数据，所以本实用新型可以同时采集来自于不同品牌和不同种类的设备的数据，实现了不同品牌和种类的设备与本实用新型的数据采集装置的通信兼容。

2.本实用新型由于可以将采集数据存储在第二存储器中，所以用户能够在采集数据后，对采集数据进行本地管理，例如进行分析、监测和图示，以便跟踪生产过程，让用户对生产监测、生产维护、质量控制了如指掌，从而降低了成本。

3.本实用新型由于可以通过网络端口将采集数据上传到互联网中的FTP服务器，或者将采集数据以邮件或者短信的方式通知用户，所以可使传统自动化设备和互联网无缝连接，可进行工业自动化设备的远程管理和监控，从而提高了效率。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的数据采集装置的基本配置示意图。

图2示出了根据本实用新型的其他实施例的数据采集装置的具体配置示意图。

图3示出了根据本实用新型的一个实施例的数据采集装置通过邮件和SMS短信发送采集数据的配置示意图。

图4示出了根据本申请的一个实施例的数据采集方法的流程图。

图5示出了根据本申请的其它实施例的数据采集方法的流程图。

具体实施方式

下面，将参照附图具体描述本实用新型的具体实施方式。

一、数据采集装置的配置

1、数据采集装置的基本配置示例

图1图示了根据本实用新型的一个实施例的数据采集装置的基本配置示意图。根据本实用新型一个实施例的数据采集装置10，其包括：

多个端口1～n，其可以分别连接至多个设备1～n；

数据采集单元20，其用于采集来自所述多个端口1～n的数据；

第一存储器30，其存储有分别用于驱动所述多个端口1～n的多个驱动程序1～n和多个端口参数1～n；

处理器40，其配置为分别操作所述多个端口1～n、所述数据采集单元20和所述第一存储器30，根据所述多个端口1-n中的每一个端口所连接的所述设备的品牌和种类，调用存储在所述第一存储器30中的相应的所述驱动程序和所述端口参数，以驱动所述每一个端口并且配置相应的端口参数，从而使得所述数据采集单元20可以采集来自所述多个端口1～n的数据。

需要注意的是，本申请文件所述的“多个”意指两个或者两个以上。

2.数据采集装置的具体配置示例

图2示出了根据本实用新型的其他实施例的数据采集装置10的具体配置示意图，其中的多个端口1～n例如包括RS232接口或者RS485/422接口，这些接口例如可以分别连接于各种品牌或者各种类型的设备，所述设备例如是各种工业自动化设备，所述各种品牌例如是西门子、松下、ABB，三菱或者施耐德等等，所述各种类型例如是PLC、伺服控制器或者运动控制器等等。具体地说，第一存储器30例如是快闪(Flash)存储器、铁电存储器(FRAM)等各种可读写存储器，其中存储有用于各种品牌和各种类型的设备的多个驱动程序1～n以及多个端口参数1～n，还存储有数据采集装置10运行所需的操作系统软件(例如是LINUX)和各种管理软件(例如邮件管理器等等)。进一步地，处理器40例如可以采用(但是不限于)原摩托罗拉公司的微处理器MCF5272CVM6，该芯片系统结构可以提供优秀的编码密度，同时达到出色的系统性能水平。处理器40根据所述多个端口1-n中的每一个端口所连接的所述设备的品牌和种类，调用存储在所述第一存储器30中的相应的所述驱动程序和所述端口参数，以驱动所述每一个端口并且配置相应的端口参数，从而使得所述数据采集单元20可以采集来自所述多个端口1～n的数据。

另外，数据采集单元20所采集的数据例如可以包括有关生产效率、生产合格率、生产节拍等数据，或者还可以包括有关各个设备的运行状况的状态数据以及各种报警信息。

举例来说，假如端口1(例如是RS232接口)处所连接的设备是松下的PLC，那么处理器40则调用第一存储器30中所存储的相应的松下PLC的驱动程序以及相应的端口参数，以驱动端口1并且配置相应的端口参数，从而数据采集单元20从端口1处采集松下PLC的数据；假如端口2(例如是RS485/RS422接口)处所连接的设备是三菱的伺服控制器，那么处理器40则调用第一存储器30中所存储的相应的三菱伺服控制器的驱动程序以及相应的端口参数，以驱动端口2并且配置相应的端口参数，从而数据采集单元20从端口2处采集三菱伺服控制器的数据。

进一步地，如图2所示，数据采集装置10的多个端口还可以包括一个扩展总线接口，该扩展总线接口可以连接至CAN、DeviceNet、Profibus、以太网通信端口或者基站调制解调器等可选卡，此扩展总线接口同时仅可安装一个可选卡，用户可以根据需求选择性地安装想要的卡。通过如上所述类似地调用相应的驱动程序并且配置相应的参数，数据采集装置10可以通过该扩展总线接口和用户选择安装的卡实现通信连接，并且可以采集来自于所选择的卡的数据，或者将其他端口所采集的数据发送至该可选卡。通过设置该扩展总线接口，根据本实施例的数据采集装置10可以根据用户需求扩展出更多的数据采集端口，具有更大的灵活性和可扩展性。

举例来说，如图3所示，如果用户在扩展总线接口处选择安装的是基站调制解调器，那么处理器40调用第一存储器30中所固化的该基站调制解调器的相应的驱动程序和相应的接口参数，从而驱动该基站调制解调器工作。如果在多个端口处所连接的PLC、伺服控制器或者运动控制器等设备出现故障，所述故障例如是这些设备的通讯连接断开、转速异常或者温度过高等情况，那么该设备会发出报警信息，该报警信息通过数据采集装置的端口被数据采集单元采集，处理器操作数据采集单元的报警信息数据，然后将该报警信息数据传输给扩展总线接口处的基站调制解调器，基站调制解调器将报警信息通过SMS短信方式发至管理者的移动通信设备。移动通信设备接到SMS短信形式的报警信息，从而用户可以及时高效率地处理设备异常。需要注意的是，这里是以报警信息数据为例进行了描述，数据采集单元还可以采集除了报警信息数据以外的其他数据，并且经由基站调制解调器发送至用户的移动通信设备。

综上所述，由于本实用新型的数据采集装置10设置有多个端口，而且还可以根据用户需求扩展出更多的可选接口，并且其第一存储器30中内置了多个相应的驱动程序和端口参数，例如可以内置200多种品牌的400多种协议，丰富的端口和内置驱动程序和端口参数使得本实用新型的数据采集装置10可以连接多种品牌和多种类型的工业自动化设备，解决了不同品牌和不同种类的工业自动化设备和数据采集装置之间的通信瓶颈和兼容性问题。

二、数据采集系统的配置

如图2所示，根据本实用新型的一个实施例的数据采集装置10还可以包括USB接口100，该USB接口100连接至配置装置110，所述配置装置110将用于驱动所述多个端口的多个驱动程序和多个端口参数预先写入到第一存储器30中，数据采集装置10和配置装置110共同构成根据本实用新型的数据采集系统。该配置装置例如可以是(但是不限于)普通的个人电脑(PC机)。

三、采集数据的本地和远程管理

如图2所示，根据本实用新型的一个实施例的数据采集装置10还可以包括一个数据格式转换单元50，其用于将数据采集单元20所采集的数据转换成数据采集装置10可以识别的格式的转换数据，例如可以转换成CSV格式的数据，以便客户可以利用诸如office等办公软件进行读取查看。

根据本实用新型的一个实施例的数据采集装置10还可以包括一个第二存储器70，该第二存储器70通过一个存储卡插槽60插入到数据采集装置10中，所述第二存储器例如是CF卡，所述存储卡插槽例如是CF卡插槽。

经过数据格式转换单元50转换格式之后的转换数据可以存储至第二存储器70中，以方便用户在本地管理跟踪设备的运行状态信息，以便改进质量。另外，所述第二存储器70也可以与USB接口100连接，便于用户通过USB接口查看第二存储器70中所存储的采集数据。

另外，如图2所示，根据本实用新型的一个实施例的数据采集装置10还可以包括一个网络端口80，所述网络端口80可以是有线/无线网络端口。该网络端口80可以连接至互联网90，所述互联网90可以是局域网(LAN)，也可以是广域网(WAN)。

可选择地，经过数据格式转换单元50转换格式之后的转换数据也可以通过网络端口80同步至互联网90，具体地可以同步至互联网90中的FTP服务器中，以方便用户远程地管理跟踪设备的运行状态信息，以便改进质量。这样，根据该实施例的数据采集装置10无缝对接了互联网，进而实现了远程管理采集数据。

可选择地，如图3所示，所述第一存储器30中还存储有邮件管理器，配置装置110可以通过USB接口100配置邮件管理器的参数，所述参数例如是邮件传输协议(SMTP)的邮件服务器地址、端口号、登陆邮件身份验证用户密码。如上所述，当数据采集单元20从设备采集到诸如报警数据信息等数据时，可以利用邮件管理器将报警数据信息通过网络端口80发送至互联网90中的邮件服务器，进而发送至用户所在公司的内部邮箱或者外部邮箱(例如是网易邮箱、QQ邮箱等)，从而通过电子邮件通知用户以便及时进行故障排除和维护，有效减少停机时间，提高效率。

四、数据采集方法

图4图示了根据本申请的一个实施例的数据采集方法的流程图。

如图4所示，根据本申请的一个实施例的数据采集方法包括如下步骤：

S1：将多个设备分别连接至数据采集装置的多个端口；

S2：将用于驱动所述多个端口的多个驱动程序和多个端口参数写入到所述数据采集装置的第一存储器中；

S3：根据所述多个端口中的每一个端口所连接的所述设备的品牌和种类，调用存储在所述第一存储器中的相应的驱动程序和相应的端口参数；

S4:由所述相应的驱动程序驱动所述每一个端口并且配置所述相应的端口参数；

S5：由所述数据采集装置的数据采集单元采集来自所述每一个端口的数据。

通过根据本申请的上述实施例的数据采集方法，由于数据采集装置具有丰富的端口，并且其第一存储器中存储了针对各种设备的品牌和种类的多种驱动程序和端口参数，所以解决了不同品牌和种类的设备和数据采集装置的通信瓶颈和兼容问题。

进一步地，在步骤S5之后，如图5所示，根据本申请的其它实施例的数据采集方法还可以包括如下步骤：

S6:通过数据格式转换单元将所采集的所述数据转换为所述数据采集装置可以识别的格式的转换数据。

或者包括步骤S7：利用所述第一存储器中的邮件管理器将所采集的所述数据上传到互联网中的邮件服务器中，然后以邮件的形式将所述数据发送至用户，以将设备的诸如状态信息或者报警数据信息等各种数据以邮件的形式通知用户。

或者包括步骤S8：将所采集的所述数据通过基站调制解调器以SMS短信的形式发送至用户的移动通信设备，便于用户及时跟踪设备的运行状况。

在上述步骤S6之后，根据本申请的其他实施例的数据采集方法还可以进一步包括如下步骤：

S9：将所述转换数据存储在第二存储器中，以用于采集数据的本地管理。

或者包括步骤S10：将所述转换数据上传到互联网中的FTP服务器中，以用于采集数据的远程管理。

上述步骤S6、S7和S8，其优选地用于将一些比较紧急的诸如设备状态信息或者报警信息等采集数据，以邮件或者短信的方式第一时间通知用户，以便及时掌控生产设备状况，高效率节约时间以处理异常。

上述步骤S9和S10，其优选地用于将转换数据存储在第二存储器中或者上传到互联网的FTP服务器中，对数据进行本地或者远程分析、监测和图示，以便跟踪生产过程。

根据上述的本申请的其他实施例的数据采集方法，不仅实现了采集数据的本地管理，而且还可以实现采集数据的远程管理和监控，无缝对接了互联网，使传统工业自动化管理轻松地实现互联网+。

在本说明书中，虽然已经图示并且描述了本申请的数据采集装置、数据采集系统和数据采集方法的具体实施方式,对本领域的技术人员显而易见的是基于本文的教导，在不脱离本实用新型及其更宽泛的方面的前提下可以进行各种改变和变化。

Claims (12)

1.一种数据采集装置，其包括：

多个端口，其可以分别连接至多个设备；

数据采集单元，其用于采集来自所述多个端口的数据；

第一存储器，其存储有分别用于驱动所述多个端口的多个驱动程序和多个端口参数；

处理器，其配置为分别操作所述多个端口、所述数据采集单元和所述第一存储器，根据所述多个端口中的每一个端口所连接的所述设备的品牌和种类，调用存储在所述第一存储器中的相应的所述驱动程序和所述端口参数，以驱动所述每一个端口并且配置相应的端口参数，从而使得所述数据采集单元可以采集来自所述多个端口的所述数据。

2.如权利要求1所述的数据采集装置，其还包括数据格式转换单元，所述数据格式转换单元用于将采集到的所述数据转换为所述数据采集装置可以识别的格式的转换数据。

3.如权利要求2所述的数据采集装置，其还包括用于存储所述转换数据的第二存储器。

4.如权利要求2所述的数据采集装置，其中，其还包括与互联网通信的网络端口。

5.如权利要求4所述的数据采集装置，其中，所述网络端口可以将所述转换数据同步至所述互联网中的FTP服务器。

6.如权利要求4所述的数据采集装置，其中，所述第一存储器中还存储有邮件管理器，所述邮件管理器可以把所采集的所述数据通过所述网络端口发送至所述互联网中的邮件服务器中。

7.如权利要求1所述的数据采集装置，其中，所述多个端口包括扩展总线接口，所述扩展总线接口可以连接用户可选的设备。

8.如权利要求7所述的数据采集装置，其中，所述用户可选的设备是基站调制解调器，所述基站调制解调器可以将所采集的所述数据以SMS短信的方式发送至用户的移动通信设备。

9.如权利要求3所述的数据采集装置，其中，其还包括USB接口。

10.如权利要求9所述的数据采集装置，其中，所述USB接口连接至所述第二存储器。

11.一种数据采集系统，其包括：

如权利要求1～10中的任一项所述的数据采集装置；和

配置装置，所述配置装置与所述数据采集装置通信，其用于将用于驱动所述多个端口的所述多个驱动程序和所述多个端口参数写入到所述第一存储器中。

12.如权利要求11所述的数据采集系统，其中，所述配置装置通过USB接口与所述数据采集装置通信。