CN217088158U

CN217088158U - 一种仪器数据的监测盒子

Info

Publication number: CN217088158U
Application number: CN202220371240.2U
Authority: CN
Inventors: 张奕伦; 李桂平
Original assignee: Guangzhou Yisuan Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Guangzhou Yisuan Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2022-02-17
Filing date: 2022-02-17
Publication date: 2022-07-29
Anticipated expiration: 2032-02-17

Abstract

本实用新型提供了一种仪器数据的监测盒子，包括主控芯片、接口通信芯片和无线通信芯片，其中，所述监测盒子通过无线通信芯片与云平台通信；无线通信芯片包括4G单元、WI FI单元和蓝牙单元；主控芯片包括微控制器、4G串口、WI F I串口和蓝牙串口；微控制器分别与4G串口、WI FI串口和蓝牙串口连接；主控芯片与接口通信芯片连接，4G串口和4G单元连接，WI FI串口与WI F I单元连接，蓝牙串口与蓝牙单元连接；监测盒子嵌入仪器主板，通过接口通信芯片与仪器主板连接。本实用新型相对于现有技术，监测盒子嵌入仪器主板，无需在上位机中安装软件，减少了数据泄露；通过无线通信芯片与云平台通信，无需外部接线，减少了占地空间。

Description

一种仪器数据的监测盒子

技术领域

本实用新型涉及资产监管领域，尤其涉及一种仪器数据的监测盒子。

背景技术

为实现对实验室仪器设备的智能化管理，实时监控和获取实验室仪器的工作状态，亟需一种产品用于接收仪器的数据以进行仪器工作状态(关机、待机、运行)、故障诊断和保养维护等应用场景的判断和分析。

目前，市面上的产品主要是通过在仪器的电脑上插入一个设备来控制电脑显示器的使用以达到控制仪器的目的。这种方法主要需要在电脑上安装客户端软件，截取显示器的屏幕信息，通过软件实时抓取仪器的自检结果、报错数据、运行日志和故障提示画面等。但是这种方法因为需要安装软件和截取屏幕信息，电脑的数据可能会产生泄露，并且，一些实验室仪器无法使用电脑作为上位机，对这类仪器是无法进行有效监控的。

另一种产品主要通过在仪器和上位机之间的数据线上插入一个监测装置，上位机通过控制信号的通断来控制仪器的使用，监测装置通过获取数据线上的数据频率、数据量和数据特征码等方式来监测仪器的工作状态。但是这类产品由于需要在外部数据线上安装监测装置，因此可能会受到外部人员的操作或环境因素的影响，例如断电或数据线断开，会直接造成仪器无法适用或仪器状态无法被监控，并且，在外部进行安装会增加占地空间和走线长度，使用较为繁琐。

实用新型内容

本实用新型提供了一种仪器数据的监测盒子，以解决外部接线繁琐的技术问题，有效减少了占地空间。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种仪器数据的监测盒子，所述监测盒子包括主控芯片、接口通信芯片和无线通信芯片，其中，

所述监测盒子通过所述无线通信芯片与外部的云平台远程通信连接；

所述无线通信芯片包括4G单元、WIFI单元和蓝牙单元；

所述主控芯片包括微控制器、4G串口、WIFI串口和蓝牙串口；所述微控制器分别与所述4G串口、所述WIFI串口和所述蓝牙串口连接；

所述主控芯片与所述接口通信芯片连接，

所述主控芯片与所述无线通信芯片连接，具体为：所述主控芯片通过所述4G串口与所述4G单元连接，通过所述WIFI串口与所述WIFI单元连接，通过所述蓝牙串口与所述蓝牙单元连接；

所述监测盒子作为嵌入式电路应用于仪器的主板上，具体地：所述监测盒子通过所述接口通信芯片与所述仪器的主板的串口连接。

相对于现有技术，监测盒子以嵌入式电路的方式安装在仪器的主板上，在监控仪器的工作数据时，无需在上位机中安装第三方软件，减少了数据泄露的可能；另外，通过无线通信芯片的4G单元、WIFI单元和蓝牙单元与云平台远程通信连接，无需在仪器的外部进行接线与上位机进行通信，减少了外部接线的繁琐性，并避免了外部环境因素或人工操作导致的接线破坏从而影响数据传输，同时减少了占地空间。

作为优选方案，所述主控芯片还包括RS232串口，所述RS232串口与所述微控制器连接；所述接口通信芯片包括RS232单元，所述主控芯片通过所述RS232串口与所述RS232单元连接；所述监测盒子通过所述RS232单元与所述仪器的RS232接口连接。

作为优选方案，所述RS232单元采用的元器件包括SN65C3232EDR型号芯片和两个SMBJ15CA型号二极管。

作为优选方案，所述主控芯片还包括ULPI串口，所述ULPI串口与所述微控制器连接；所述接口通信芯片还包括USB单元，所述主控芯片通过所述ULPI串口与所述USB单元连接；所述监测盒子通过所述USB单元与所述仪器的USB接口连接。

作为优选方案，所述USB单元采用的元器件包括USBPHY芯片。

作为优选方案，所述主控芯片还包括UART串口，所述UART串口与所述微控制器连接；所述接口通信芯片还包括UART单元，所述主控芯片通过所述UART串口与所述UART单元连接；所述监测盒子通过所述UART单元与所述仪器的UART接口连接。

作为优选方案，所述主控芯片还包括SPI串口，所述SPI串口与所述微控制器连接；所述接口通信芯片还包括SPI单元，所述主控芯片通过所述SPI串口与所述SPI单元连接；所述监测盒子通过所述SPI单元与所述仪器的SPI接口连接。

作为优选方案，所述4G单元采用的元器件包括：EC20 R2.1型号芯片、SMF05C型号芯片和TXB0104PWR型号芯片。

作为优选方案，所述主控芯片采用的元器件包括STM32F407VET6型号芯片。

作为优选方案，所述WIFI单元采用的元器件包括ESP8266型号芯片。

附图说明

图1：为本实用新型提供的一种仪器数据的监测盒子的一种实施例的结构示意图。

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作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。

实施例一:

请参照图1，图1为本实用新型实施例提供的一种仪器数据的监测盒子，包括所述监测盒子包括主控芯片1、接口通信芯片2和无线通信芯片3，其中，

所述监测盒子通过所述无线通信芯片3与外部的云平台远程通信连接；

所述无线通信芯片3包括4G单元301、WIFI单元302和蓝牙单元303；

所述主控芯片1包括微控制器101、4G串口102、WIFI串口103和蓝牙串口104；所述微控制器101分别与所述4G串口102、所述WIFI串口103和所述蓝牙串口104连接；

所述主控芯片1与所述接口通信芯片2连接；所述主控芯片1与所述无线通信芯片3连接，具体为：所述主控芯片1通过所述4G串口102与所述4G单元301连接并通信，通过所述WIFI串口102与所述WIFI单元302连接，通过所述蓝牙串口103与所述蓝牙单元303连接；

所述监测盒子作为嵌入式电路应用于仪器的主板上，具体地：所述监测盒子通过所述接口通信芯片2与所述仪器的主板的串口连接。

其中，所述4G单元301采用的元器件包括但不限于EC20 R2.1型号芯片、SMF05C型号芯片和TXB0104PWR型号芯片。

所述主控芯片1采用的元器件包括但不限于STM32F407VET6型号芯片。

所述WIFI单元302采用的元器件包括但不限于ESP8266型号芯片。

在工作时，所述监测盒子嵌入与仪器主板上，通过所述接口通信芯片2获取仪器的工作状态(包括但不限于关机、待机、运行)、故障的诊断、保养维护等数据，在监测盒子获取相关数据后，再通过无线通信芯片3的4G单元301、WIFI单元302和蓝牙单元303中不少于一种单元，发送给云平台的服务器，实现对仪器的工作状态、故障诊断、保养维护等的远程监控。

其中，所述监测盒子的主控芯片1用于将所述接口通信芯片2获得的数据进行解析、转换并转发到远程的云平台；所述接口通信芯片2用于与仪器进行数据通信，接收仪器数据或者将监测盒子接收到的指令发送给仪器，实现对仪器的监控和控制；所述无线通信芯片3用于通过TCP/IP协议与远程的云平台进行通信连接，数据之间有私有的加密通信协议，定时将仪器工作信息、状态信息、故障信息、保养维护信息等发送至云平台，并接收云平台的远程控制指令，从而远程控制仪器，例如仪器的主板可接收到关机指令、运行指令、待机指令、自检指令、休眠指令等。无线通信芯片3包括4G单元301、WIFI单元302和蓝牙单元303，通过4G单元301、蓝牙单元303或WIFI单元302，用户可以通过包括但不限于手机的终端远程访问云平台，并对4G单元301或WIFI单元302进行联网控制，在联网成功后将数据发送至监测盒子。

在本实施例中，所述主控芯片还包括RS232串口105、ULPI串口106、UART串口107和SPI串口108，其中，所述RS232串口105与所述微控制器101连接；所述接口通信芯片2包括RS232单元201，所述主控芯片通过所述RS232串口105与所述RS232单元201连接；所述监测盒子通过所述RS232单元201与所述仪器的RS232接口连接。进一步地，所述RS232单元采用的元器件包括SN65C3232EDR型号芯片和两个SMBJ15CA型号二极管，RS232接口波特率可配置，以适配更多具有RS232接口的仪器。

在本实施例中，所述ULPI串口106与所述微控制器101连接；所述接口通信芯片2还包括USB单元202，所述主控芯片1通过所述ULPI串口106与所述USB单元202连接；所述监测盒子通过所述USB单元202与所述仪器的USB接口连接；所述ULPI串口106采用USB PHY芯片，这种芯片可以自定义配置USB接口的速度和模式，可以工作于USB-OTG模式，USB主机设备和从机设备都可以使用，可根据不同厂家的USB接口仪器，定制相关的USB驱动，以适配更多类型使用USB接口的仪器。所述USB单元202采用的元器件包括但不限于USB3300-EZK型号芯片、MC2025-1YM型号芯片和U-USBAR04P-F001型号芯片。

所述UART串口107与所述微控制器101连接；所述接口通信芯片2还包括UART单元203，所述主控芯片1通过所述UART串口107与所述UART单元203连接；所述监测盒子通过所述UART单元203与所述仪器的UART接口连接。

所述SPI串口108与所述微控制器101连接；所述接口通信芯片2还包括SPI单元204，所述主控芯片1通过所述SPI串口108与所述SPI单元204连接；所述监测盒子通过所述SPI单元204与所述仪器的SPI接口连接。

因此，本实施例提供的一种仪器数据的监测盒子可嵌入仪器中，也可以通过数据线，通过UART、SPI、USB等多种接口实现对仪器的监控或者有线通信，在进行仪器主板的设计时可根据实际应用场景或需求进行自由选择。在通过UART、SPI、USB等多种接口进行通信时，可按照接口单元的标准协议可以对单元进行配置或数据交互，同时，可以开启透明传输模式(pass-through,指在通信中不管业务内容如何，只负责将传输的内容由源地址传输到目的地址，而不对业务数据内容做任何改变)进行远程操控仪器。本申请实施例的无线通信芯片3包括4G单元301、WIFI单元302和蓝牙单元303只需要对接口进行简单的配置就可以轻松实现通信，并且在实验室不存在WIFI或WIFI信号不良时，通过4G的方式可以有效访问服务器，也可以通过蓝牙和手机进行控制所述监测盒子。在实验室存在WIFI时，使用WIFI单元302访问云平台，起到节省4G流量的作用。

相比于现有技术，本实用新型实施例具有如下有益效果：

本实用新型实施例相对于现有技术，监测盒子以嵌入式电路的方式安装在仪器的主板上，在监控仪器的工作数据时，无需在上位机中安装第三方软件，减少了数据泄露的可能；另外，通过无线通信芯片的4G单元、WIFI单元和蓝牙单元与云平台远程通信连接，无需在仪器的外部进行接线与上位机进行通信，减少了外部接线的繁琐性，并避免了外部环境因素或人工操作导致的接线破坏从而影响数据传输，同时减少了占地空间。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种仪器数据的监测盒子，其特征在于，所述监测盒子包括主控芯片、接口通信芯片和无线通信芯片，其中，

所述无线通信芯片包括4G单元、WIFI单元和蓝牙单元；

所述主控芯片与所述接口通信芯片连接；

2.如权利要求1所述的一种仪器数据的监测盒子，其特征在于，所述主控芯片还包括RS232串口，所述RS232串口与所述微控制器连接；所述接口通信芯片包括RS232单元，所述主控芯片通过所述RS232串口与所述RS232单元连接；所述监测盒子通过所述RS232单元与所述仪器的RS232接口连接。

3.如权利要求2所述的一种仪器数据的监测盒子，其特征在于，所述RS232单元采用的元器件包括SN65C3232EDR型号芯片和两个SMBJ15CA型号二极管。

4.如权利要求1所述的一种仪器数据的监测盒子，其特征在于，所述主控芯片还包括ULPI串口，所述ULPI串口与所述微控制器连接；所述接口通信芯片还包括USB单元，所述主控芯片通过所述ULPI串口与所述USB单元连接；所述监测盒子通过所述USB单元与所述仪器的USB接口连接。

5.如权利要求4所述的一种仪器数据的监测盒子，其特征在于，所述USB单元采用的元器件包括USB PHY芯片。

6.如权利要求1所述的一种仪器数据的监测盒子，其特征在于，所述主控芯片还包括UART串口，所述UART串口与所述微控制器连接；所述接口通信芯片还包括UART单元，所述主控芯片通过所述UART串口与所述UART单元连接；所述监测盒子通过所述UART单元与所述仪器的UART接口连接。

7.如权利要求1所述的一种仪器数据的监测盒子，其特征在于，所述主控芯片还包括SPI串口，所述SPI串口与所述微控制器连接；所述接口通信芯片还包括SPI单元，所述主控芯片通过所述SPI串口与所述SPI单元连接；所述监测盒子通过所述SPI单元与所述仪器的SPI接口连接。

8.如权利要求1所述的一种仪器数据的监测盒子，其特征在于，所述4G单元采用的元器件包括：EC20 R2.1型号芯片、SMF05C型号芯片和TXB0104PWR型号芯片。

9.如权利要求1所述的一种仪器数据的监测盒子，其特征在于，所述主控芯片采用的元器件包括STM32F407VET6型号芯片。

10.如权利要求1所述的一种仪器数据的监测盒子，其特征在于，所述WIFI单元采用的元器件包括ESP8266型号芯片。