CN212647292U - 一种适用于工业串口设备的数据采集器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于工业串口设备的数据采集器，该数据采集器安装在上位机与下位机之间，通过ARM控制模块以及嵌入式系统，对原有的上位机与下位机之间的通讯进行实时数据转发，在保证设备正常通讯的基础上，将设备间的通讯数据缓存、转发，包括交互的功能指令、应答数据等，以TCP或者UDP报文格式通过以太网通讯端口转发给数据采集系统，数据采集系统接收到后对数据包中的报文内容进行解析。本实用新型能够实现此类工业串口设备的数据采集。

Description

一种适用于工业串口设备的数据采集器

技术领域

本实用新型涉及工业设备领域，更具体地说，涉及一种适用于工业串口设备的数据采集器。

背景技术

在数字化工厂建设过程中，经常会遇到一些以工控机作为上位操作显示单元的老旧设备，其特点为，上位机安装有厂家专用控制软件，实现人机交互与加工工艺集成，通过串口(RS232)与下位机控制器连接，实现设备运动、工艺控制。这些设备往往比较封闭，不开放通讯功能，上位机和下位机都没有可以直接用于外部通讯的软硬件端口，也没有数据库接口，结果导致无法从设备内采集数据。而这些设备大多是工厂生产的关键设备，如焊接控制器、综合测试仪、安规测试仪等，工厂迫切需要采集这些设备的数据，满足各类管理系统的数据需求，如工厂生产管理系统MES、质量管理系统QMS、设备大数据分析系统等。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种适用于工业串口设备的数据采集器，用于实时转发上位机与下位机之间通讯的数据包，保证工业串口设备正常通讯的情况下，同时将通讯数据包通过以太网端口转发给数据采集系统，数据采集系统通过对接收的通讯数据包进行解析获取工业串口设备的运行数据，从而实现此类工业串口设备的数据采集。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

设计一种适用于工业串口设备的数据采集器，包括ARM控制模块、第一RS232串口、第一抗雷击保护单元、第一串行通讯收发器、第二RS232串口、第二抗雷击保护单元、第二串行通讯收发器、RJ45以太网口通讯端口、以太网通讯收发器、ARM控制模块、存储模块；所述第一RS232串口与上位工控机连接，所述第二RS232串口与下位控制器连接，所述RJ45以太网口通讯端口与工厂网络连接；所述24V电源模块与ARM控制模块连接，为其提供DC 24V电源；所述第一RS232串口、第一抗雷击保护单元、第一串行通讯收发器和ARM控制模块依次连接，所述第二RS232串口、第二抗雷击保护单元、第二串行通讯收发器和ARM控制模块依次连接；所述RJ45以太网口通讯端口、以太网通讯收发器和ARM控制模块依次连接；所述存储模块与ARM控制模块连接。

在上述方案中，还包括外壳，所述外壳一外侧设置有第一RS232串口、第二RS232串口、RJ45以太网口通讯端口、电源指示灯、数据接收指示灯和数据发送指示灯，所述外壳另一外侧设置有安装导轨，所述外壳底端设置有24V电源模块。

在上述方案中，还包括设置在外壳底端的复位开关，所述复位开关与ARM控制模块连接。

本实用新型提供的数据采集器安装在上位机与下位机之间，通过ARM控制模块以及嵌入式系统，对原有的上位机与下位机之间的通讯进行实时数据转发，在保证设备正常通讯的基础上，将设备间的通讯数据缓存、转发，包括交互的功能指令、应答数据等，以TCP或者UDP报文格式通过以太网通讯端口转发给数据采集系统，数据采集系统接收到后对数据包中的报文内容进行解析。

(三)有益效果

本实用新型对原有上位机与下位机之间通讯的数据报文不做任何修改，直接转发，保证原来设备正常进行数据交互，设备端上、下位机均不需要做任何软件设置、更改；具有很强的适用性，不专门针对某个品牌的设备，适用于所有以工控机作为操作显示控制单元通过串口通讯控制下位控制器的设备；针对各种不同的专用设备所产生的通讯数据，用户只需在数据采集系统软件中设置数据解析方式，无需购买不同种类的数据采集器硬件；具备断线缓存、续传功能，缓存时间取决于存储模块的容量大小，可以根据需要配置。在数据采集器与工厂网络中断情况下，可以将数据包缓存在本地存储模块，待网络恢复后按照数据包的时序续传到数据采集系统；带有抗雷击保护单元，电源、通讯指示灯，并使用导轨安装，安全可靠、使用便捷、维护方便。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种适用于工业串口设备的数据采集器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种适用于工业串口设备的数据采集器的原理示意图。

图中：1、外壳，2、第一RS232串口，3、第二RS232串口，4、以太网口通讯端口RJ45，5、24V电源模块，6、电源指示灯，7、数据接收指示灯，8、数据发送指示灯，9、安装导轨，10、复位开关，11、第一抗雷击保护单元，12、第一串行通讯收发器，13、第二抗雷击保护单元，14、第二串行通讯收发器，15、以太网通讯收发器，16、ARM控制模块，17、存储模块。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

如图1所示，本实用新型提供一种适用于工业串口设备的数据采集器，包括外壳1，外壳1一外侧设置有第一RS232串口2、第二RS232串口3、RJ45以太网口通讯端口4、电源指示灯6、数据接收指示灯7和数据发送指示灯8，外壳1另一外侧设置有安装导轨9，外壳1底端设置有24V电源模块5和复位开关10；还包括第一抗雷击保护单元11、第一串行通讯收发器12、第二抗雷击保护单元13、第二串行通讯收发器14、以太网通讯收发器15、ARM控制模块16、存储模块17，第一RS232串口2与上位工控机连接，第二RS232串口3与下位控制器连接，RJ45以太网口通讯端口4与工厂网络连接，24V电源模块5与ARM控制模块16连接，为其提供DC 24V电源；第一RS232串口2、第一抗雷击保护单元11、第一串行通讯收发器12和ARM控制模块16依次连接，第二RS232串口3、第二抗雷击保护单元13、第二串行通讯收发器14和ARM控制模块16依次连接；RJ45以太网口通讯端口4、以太网通讯收发器15和ARM控制模块16依次连接；存储模块17与ARM控制模块16连接，复位开关10与ARM控制模块16连接。

本实用新型工作原理如下：RJ45以太网口通讯端口4连接工厂网络，第一RS232串口2、第二RS232串口3分别连接上位工控机与下位控制器；当上位机与下位机进行收发数据时，ARM控制模块16实时转发数据，不改变上位机与下位机之间通讯的数据包，转发过程中同时“复制”一份发送、应答数据包，经过RJ45以太网口通讯端口4传送至数据采集系统。用户无需对工业串口设备的上位机、下位机进行任何软件配置、更改，只需配置数据采集系统软件的解析方式，就可以采集工业串口设备的运行数据，适用性广，不局限于某一品牌的设备。该数据采集器还具备断线缓存、续传功能，缓存时间取决于存储模块17的容量大小，可以根据需要配置。在数据采集器与工厂网络中断情况下，可以将数据包缓存在本地存储模块14，待网络恢复后按照数据包的时序续传到数据采集系统。

附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (3)

1.一种适用于工业串口设备的数据采集器，包括ARM控制模块（16），其特征在于，还包括第一RS232串口（2）、第一抗雷击保护单元（11）、第一串行通讯收发器（12）、第二RS232串口（3）、第二抗雷击保护单元（13）、第二串行通讯收发器（14）、RJ45以太网口通讯端口（4）、以太网通讯收发器（15）、ARM控制模块（16）、存储模块（17）和24V电源模块（5）；所述第一RS232串口（2）与上位工控机连接，所述第二RS232串口（3）与下位控制器连接，所述RJ45以太网口通讯端口（4）与工厂网络连接；所述24V电源模块（5）与ARM控制模块（16）连接，为其提供DC 24V电源；所述第一RS232串口（2）、第一抗雷击保护单元（11）、第一串行通讯收发器（12）和ARM控制模块（16）依次连接，所述第二RS232串口（3）、第二抗雷击保护单元（13）、第二串行通讯收发器（14）和ARM控制模块（16）依次连接；所述RJ45以太网口通讯端口（4）、以太网通讯收发器（15）和ARM控制模块（16）依次连接；所述存储模块（17）与ARM控制模块（16）连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于工业串口设备的数据采集器，其特征在于，还包括外壳（1），所述外壳（1）一外侧设置有第一RS232串口（2）、第二RS232串口（3）、RJ45以太网口通讯端口（4）、电源指示灯（6）、数据接收指示灯（7）和数据发送指示灯（8），所述外壳（1）另一外侧设置有安装导轨（9），所述外壳（1）底端设置有24V电源模块（5）。

3.根据权利要求1所述的一种适用于工业串口设备的数据采集器，其特征在于，还包括设置在外壳（1）底端的复位开关（10），所述复位开关（10）与ARM控制模块（16）连接。

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