CN215910558U - 一种智能采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能采集装置，涉及电力电子技术领域，包括多路输入控制模块，电流电压转换模块，电压频率转换模块，信号调理模块，主控制模块，存储模块，通信模块；所述多路输入控制模块用于对电流信号多路采集单端，电流电压转换模块用于将电流信号转换为电压信号，电压频率转换模块用于将电压信号装换为频率信号，信号调理模块用于避免信号受到影响，主控制模块用于接收处理和传输采集的信号，通信模块用于无线通信。本实用新型智能采集装置采用模拟开关对输入信号进行智能采集，通过集成电路对电流电压和频率相互转换，数据采集转换的误差小，线性度好，价廉低功耗，并且采用以太网控制芯片实现高精度高响应的以太网数据采集。

Description

一种智能采集装置

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体是一种智能采集装置。

背景技术

随着电力电子技术的快速发展，人们生活质量的提高，市场对电子产品的要求也越来越高，除了需要更微型、更安全外还需更加的智能，智能数据采集装置主要通过单片机采集数据并进行处理，集多种功能于一体，目前，智能的数据采集与传统的数据采集相比有很多的优势，即使在应用中出现一些故障，也能及时准确的完成数据采集的任务，但是目前由于单片机智能化的快速发展导致对智能数据采集装置的要求越来越高，传统数采集装置已无法满足需求，因此加强数据采集的精度、提高装置的性价比和优化装置是有必要的，并且采取新的网络网关技术进行高速率、搞可靠的通信也是必要的。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种智能采集装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

依据本实用新型实施例的中，提供一种智能采集装置，该智能采集装置包括：多路输入控制模块，电流电压转换模块，电压频率转换模块，信号调理模块，主控制模块，存储模块，通信模块；

所述多路输入控制模块，用于通过多路采集电路信号，并通过单输出端口输出电流信号；

所述电流电压转换模块，用于将电流信号转换为电压信号；

所述电压频率转换模块，用于将电压信号装换为频率信号；

所述信号调理模块，用于避免主控制模块影响所述电流电压转换模块输出的电压信号；

所述主控制模块，用于采集接收所述电压信号和频率信号，用于处理电压信号和频率信号并输出数据信号；

所述存储模块，用于通过外置存储器对所述主控制模块采集的数据信号进行存储；

所述通信模块，用于将输出的数据信号无线传输给用户端，用于通过以太网进行分布式数据传输。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型智能采集装置采用模拟开关对输入信号进行多路输入，单路输出的智能采集，并且通过集成电路对电流电压和频率相互转换，数据采集转换的误差小，线性度好，价廉低功耗，并且采用以太网控制芯片实现高精度高响应的以太网数据采集。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实例提供的智能采集装置的原理方框示意图。

图2为本实用新型实例提供的智能采集装置电电路图。

图3为本实用新型实例提供的通信模块的连接电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，本实用新型实施例提供一种智能采集装置，该智能采集装置包括：多路输入控制模块1，电流电压转换模块2，电压频率转换模块3，信号调理模块4，主控制模块 5，存储模块6，通信模块7；

具体地，多路输入控制模块1，用于通过多路采集电路信号，并通过单输出端口输出电流信号；所述多路输入控制模块1的输出端连接电流电压转换模块2的输入端；

电流电压转换模块2，用于将电流信号转换为电压信号；所述电流电压转换模块2的输出端连接信号调理模块4的第一端；

电压频率转换模块3，用于将电压信号装换为频率信号；所述电压频率转换模块3的输入端连接信号调理模块4的第二端；

信号调理模块4，用于避免主控制模块5影响所述电流电压转换模块2输出的电压信号；所述信号调理模块4的第三端连接主控制模块5的第一端；

主控制模块5，用于采集接收所述电压信号和频率信号，用于处理电压信号和频率信号并输出数据信号；所述主控制模块5的第二端连接电压频率转换模块3的输出端，主控制模块5的第三端连接多路输入控制模块1的控制端；

存储模块6，用于通过外置存储器对所述主控制模块5采集的数据信号进行存储；所述存储模块6连接主控制模块5的第五端；

通信模块7，用于将输出的数据信号无线传输给用户端，用于通过以太网进行分布式数据传输；所述通信模块7连接主控制模块5的第四端。

在具体实施例中，上述多路输入控制模块1可采用模拟开关的方式控制多路输入的电流信号，其中通过主控制模块5对其输入电平信号从而控制多路的选择；上述电流电压转换模块2可采用专门的电流电压器或者通过运算放大器配合外围元器件组成电流电压转换电路，将采集的电流信号转换为电压信号；上述电压频率转换模块3可采用专门的电压频率转换器U4将电压信号转换为频率信号；上述信号调理模块4采用RC低通滤波电路对输出的电压信号进行处理，并通过缓冲器隔绝前后级的影响；上述主控制模块5在此可选用精简指令集计算机或者单片机对数据进行采集存储传输处理；上述存储模块6在此可采用FLASH(闪存)存储器作为外部存储器，在此不做赘述；上述通信模块7采用RS232/485 与以太网配合的通信方式进行无线数据传输。

实施例2：在实施例1的基础上，请参阅图2，在本实用新型所述的智能采集装置的一个具体实施例中，所述多路输入控制模块1包括模拟开关器U2；所述主控制模块5包括第一控制器U1；

具体地，模拟开关器U2的控制端连接第一控制器U1的第三IO端，模拟开关的输入端接收电流信号。

进一步地，所述电流电压转换模块2包括电流电压变换器U3、第一电源+15V、第二电源-15V、第一电容C1和第二电容C2；

具体地，电流电压变换器U3的第三端连接模拟开关的输出端，电流电压变换器U3的第二端、第一端、第十三端和第五端接地，电流电压变换器U3的第十六端连接第一电源 +15V并通过第二电容C2接地，电流电压变换器U3的第十二端连接电流电压变换器U3的第十一端和第十端，电流电压变换器U3的第四端连接第二电源-15V并通过第一电容C1接地。

进一步地，所述信号调理模块4包括第一电阻R1、第三电容C3、第一运放A1、第一二极管D1、第二二极管D2和第三电源VCC；

具体地，第一电阻R1连接电流电压变换器U3的第十五端和四十四端，第一电阻R1的另一端连接第三电容C3的第一端和第一运放A1的同相端，第三电容C3的第二端接地，第一运放A1的反相端连接第一运放A1的输出端、第一二极管D1的阳极、第二二极管D2 的阴极和第一控制器U1的第一IO端，第一二极管D1的阴极连接第三电源VCC，第二二极管D2的阳极接地。

进一步地，所述电压频率转换模块3包括电压频率转换器U4、第二电阻R2、第四电容C4、第三电阻R3、电位器RP1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第五电容 C5；

具体地，电压频率转换器U4的第七端连接第三电容C3的第一端，电压频率转换器U4 的第五端连接第二电阻R2并通过第四电容C4连接地端，电压频率转换器U4的第八端连接第一电源+15V、第二电阻R2的另一端和第四电阻R4，电压频率转换器U4的第二端依次通过第三电阻R3和电位器RP1连接电位器RP1的滑片端和地端，电压频率转换器U4的第四端连接第六端、第五电容C5和第五电阻R5，第五电阻R5的另一端连接第五电容C5的另一端并通过第六电阻R6连接电压频率转换器U4的第四端和第端，电压频率转换器U4 的第一端连接第四电阻R4的另一端和第一控制器U1的第二IO端。

进一步地，所述通信模块7包括以太网控制芯片U5；

具体地，第一控制器U1的SPI端口分别连接以太网控制芯片U5的第一端、第二端、第三端和第四端，第一控制器U1的第四IO端连接以太网控制芯片U5的第五端和第六端。

在具体实施例中，上述第一控制器U1可选用32位的RISC(Reduced InstructionSet Computing，精简指令集计算机)处理进行数据的采集、存储和传输；上述模拟开关可选用八选一的模拟开关CD4051多八路的数据进行采集并通过单路输出采集的数据；上述电流电压变换器U3可选用RCV420电流电压专用变换器，能将输入的4-20mA电流信号转换为0-5V电压信号；上述电压频率变换器可选用LM331变换器将电压信号转换为脉冲信号；上述第一运放A1可选用OP07运放对第一运放A1的前级和后级起到隔离缓冲的作用；上述以太网控制芯片U5遵循SPI协议与第一控制器U1实现数据交互。

在本实用新型实施例中，通过多路输入控制模块1对数据进行多路采样，主控制模块 5可控制多路输入控制模块1选择输入的信号，并将采样数据通过电流电压转换模块2进行电流-电压转换输出电压信号，再通过信号调理模块4进行滤波处理，电压频率转啊混模块将接收的电压信号转换为脉冲信号，并通过主控制模块5对电压信号和脉冲信号进行接收，主控制模块5再将接收的信号通过存储模块6进行存储，并通过通信模块7与以太网进行数据交互，实现分布式无线通信；其中第一电阻R1和第三电容C3组成RC低通滤波电路，将输出的电压信号进行滤波处理，第一二极管D1和第二二极管D2组成箝位，将输入第一控制去的电压信号箝位在合适的范围；通过调节电位器RP1可实现所需电压-频率的线性变换；以太网控制芯片U5遵循SPI协议与第一控制器U1实现数据交互。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种智能采集装置，其特征在于：

该智能采集装置包括：多路输入控制模块，电流电压转换模块，电压频率转换模块，信号调理模块，主控制模块，存储模块，通信模块；

所述多路输入控制模块，用于通过多路采集电路信号，并通过单输出端口输出电流信号；

所述电流电压转换模块，用于将电流信号转换为电压信号；

所述电压频率转换模块，用于将电压信号装换为频率信号；

所述信号调理模块，用于避免主控制模块影响所述电流电压转换模块输出的电压信号；

所述主控制模块，用于采集接收所述电压信号和频率信号，用于处理电压信号和频率信号并输出数据信号；

所述存储模块，用于通过外置存储器对所述主控制模块采集的数据信号进行存储；

所述通信模块，用于将输出的数据信号无线传输给用户端，用于通过以太网进行分布式数据传输。

2.根据权利要求1所述的一种智能采集装置，其特征在于，所述多路输入控制模块包括模拟开关器；所述主控制模块包括第一控制器；

所述模拟开关器的控制端连接第一控制器的第三IO端，模拟开关的输入端接收电流信号。

3.根据权利要求2所述的一种智能采集装置，其特征在于，所述电流电压转换模块包括电流电压变换器、第一电源、第二电源、第一电容和第二电容；

所述电流电压变换器的第三端连接模拟开关的输出端，电流电压变换器的第二端、第一端、第十三端和第五端接地，电流电压变换器的第十六端连接第一电源并通过第二电容接地，电流电压变换器的第十二端连接电流电压变换器的第十一端和第十端，电流电压变换器的第四端连接第二电源并通过第一电容接地。

4.根据权利要求3所述的一种智能采集装置，其特征在于，所述信号调理模块包括第一电阻、第三电容、第一运放、第一二极管、第二二极管和第三电源；

所述第一电阻连接电流电压变换器的第十五端和四十四端，第一电阻的另一端连接第三电容的第一端和第一运放的同相端，第三电容的第二端接地，第一运放的反相端连接第一运放的输出端、第一二极管的阳极、第二二极管的阴极和第一控制器的第一IO端，第一二极管的阴极连接第三电源，第二二极管的阳极接地。

5.根据权利要求4所述的一种智能采集装置，其特征在于，所述电压频率转换模块包括电压频率转换器、第二电阻、第四电容、第三电阻、电位器、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第五电容；

所述电压频率转换器的第七端连接第三电容的第一端，电压频率转换器的第五端连接第二电阻并通过第四电容连接地端，电压频率转换器的第八端连接第一电源、第二电阻的另一端和第四电阻，电压频率转换器的第二端依次通过第三电阻和电位器连接电位器的滑片端和地端，电压频率转换器的第四端连接第六端、第五电容和第五电阻，第五电阻的另一端连接第五电容的另一端并通过第六电阻连接电压频率转换器的第四端和第端，电压频率转换器的第一端连接第四电阻的另一端和第一控制器的第二IO端。

6.根据权利要求2所述的一种智能采集装置，其特征在于，所述通信模块包括以太网控制芯片；

所述第一控制器的SPI端口分别连接以太网控制芯片的第一端、第二端、第三端和第四端，第一控制器的第四IO端连接以太网控制芯片的第五端和第六端。

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