CN218675778U - 一种多单片机协同工作的数据采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及单片机的技术领域，公开了一种多单片机协同工作的数据采集系统，包括：多通路采集结构、主单片机、PC端、协同显示模组；本实用新型中设置有多通路采集结构，多通路采集结构包括若干采集通路，采集通路包括采集电路和从单片机，主单片机循环依次从若干从单片机中获取外部信号，生成缓存信息，并根据PC端的控制指令将缓存信息传输至PC端中，通过主单片机令若干从单片机采集到的外部信号得以整合和缓存，然后一并传输至PC端，解决了现有技术中单片机数据采集系统的数据采集通道少、实时性差的问题。

Description

一种多单片机协同工作的数据采集系统

技术领域

本实用新型涉及单片机的技术领域，尤其是一种多单片机协同工作的数据采集系统。

背景技术

随着生产活动以及科学技术的发展，人们对大数据实时采集的需求越来越多，比如在电芯的化成分容设备中，或是在电池的老化设备中，又或是在环境的多点检测设备中，都需要能够独立实时检测各点的参数，然而，现有的单片机数据采集系统，存在数据采集通道少、实时性差的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多单片机协同工作的数据采集系统，旨在解决现有技术中单片机数据采集系统的数据采集通道少、实时性差的问题。

本实用新型是这样实现的，本实用新型提供一种多单片机协同工作的数据采集系统，包括：

多通路采集结构、主单片机、PC端、协同显示模组；

所述多通路采集结构包括若干采集通路，所述若干采集通路分别与所述主单片机电连接，所述采集通路用于采集外部信号，所述主单片机循环依次从若干所述采集通路中获取所述外部信号，并整合所述外部信号生成缓存信息；

所述PC端与所述主单片机电连接，所述PC端用于向所述主单片机传输控制指令，所述主单片机用于根据所述控制指令将所述缓存信息传输至所述PC端中；

所述采集通路包括第一安装位、第二安装位、采集电路以及从单片机；

所述第一安装位与所述第二安装位电连接，所述第二安装位与所述主单片机电连接，所述采集电路设置在所述第一安装位中，所述从单片机设置在所述第二安装位中，所述采集电路用于采集所述外部信号并将所述外部信号传输至所述从单片机中，若干所述从单片机循环依次将所述外部信号传输至所述主单片机中；

所述协同显示模组包括第二显示件和若干第一显示件；

若干所述第一显示件分别与若干所述第二安装位电连接，所述第一显示件用于根据所述从单片机中的所述外部信号进行显示，所述第二显示件与所述主单片机电连接，所述第二显示件用于根据所述主单片机中的所述缓存信息进行显示。

在其中一个实施例中，所述采集电路为电压采集电路、电流采集电路或温度采集电路。

在其中一个实施例中，所述主单片机和所述从单片机之间采用模拟串口通讯。

在其中一个实施例中，所述主单片机和所述从单片机之间采用一问一答类型的通信协议。

在其中一个实施例中，所述主单片机传输至所述从单片机的所述控制指令中附加有校验信息。

在其中一个实施例中，所述第一显示件为LED显示灯。

在其中一个实施例中，所述第二显示件为LED灯条。

本实用新型提供了一种多单片机协同工作的识别系统，具有以下有益效果：

本实用新型中设置有多通路采集结构，多通路采集结构包括若干采集通路，采集通路包括采集电路和从单片机，主单片机循环依次从若干从单片机中获取外部信号，生成缓存信息，并根据PC端的控制指令将缓存信息传输至PC端中，通过主单片机令若干从单片机采集到的外部信号得以整合和缓存，然后一并传输至PC端，解决了现有技术中单片机数据采集系统的数据采集通道少、实时性差的问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种多单片机协同工作的数据采集系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种多单片机协同工作的数据采集系统的主单片机工作步骤示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种多单片机协同工作的数据采集系统的从单片机工作步骤示意图。

附图标记：1-多通路采集结构、2-主单片机、3-PC端、4-协同显示模组、11-采集通路、111-第一安装位、112-第二安装位、113-采集电路、114-从单片机、41-第一显示件、42-第二显示件。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。

参照图1所示，为本实用新型提供较佳实施例。

本实用新型提供一种多单片机协同工作的数据采集系统，包括：

多通路采集结构1、主单片机2、PC端3、协同显示模组4。

具体地，多通路采集结构1包括若干采集通路11，若干采集通路11分别与主单片机2电连接，采集通路11用于采集外部信号，主单片机2循环依次从若干采集通路11中获取外部信号，并整合外部信号生成缓存信息。

可以理解的是，多条采集通路11之间的工作互不干扰，各自独立进行外部信号的采集任务，可以显著提升数据采集的效率。

具体地，PC端3与主单片机2电连接，PC端3用于向主单片机2传输控制指令，主单片机2用于根据控制指令将缓存信息传输至PC端3中。

需要说明的是，主单片机2起到统一数据的功能，若干采集通路11采集的外部信号将传输至主单片机2中，由主单片机2对这些外部信号进行拼接，生成缓存信息，再由主单片机2一次性将包括了多个外部信号的缓存信息传输至PC端3中，解决了PC端3数据处理与若干采集通路11数据采集之间的速度差问题。

具体地，采集通路11包括第一安装位111、第二安装位112、采集电路113以及从单片机114，第一安装位111与第二安装位112电连接，第二安装位112与主单片机2电连接，采集电路113设置在第一安装位111中，从单片机114设置在第二安装位112中，采集电路113用于采集外部信号传输至从单片机114中，若干从单片机114循环依次将外部信号传输至主单片机2中。

更具体地，采集电路113具有多种类型，分别用于采集不同类型的外部信号，通过切换设置在第一安装位111中的采集电路113，可以实现对不同类型的外部信号的采集，从而提升本实用新型的适用范围；同样地，第二安装位112中的从单片机114可以切换为不同型号的单片机，从而实现对数据采集系统的高效更新维修。

需要说明的是，主单片机2从若干采集通路11中获取外部信号的形式为循环依次获取，即采集电路113将外部信号传输至从单片机114中缓存，主单片机2依次从若干从单片机114中获取缓存的外部信号，当主单片机2对所有的从单片机114均完成一次外部信号的获取后，主单片机2将重新开始对所有的从单片机114中获取缓存的外部信号。

对上述的过程需要补充说明：从单片机114通过采集电路113获取外部信号，并对其进行缓存，当主单片机2向从单片机114下达指令时，从单片机114将缓存的外部信号传输至主单片机2中，在完成传输后，主单片机2将对下一个从单片机114进行信息获取，此时从单片机114中缓存的外部信号将相应地删除，并开始通过采集电路113获取新的外部信号。

可以理解的是，在不设置主单片机2的情况下，直接将若干从单片机114与PC端3电连接，若干从单片机114采集外部信号的速度与PC端3处理数据的速度不一致，例如当PC端3处理数据的速度慢于从单片机114采集外部信号的速度时，PC端3会无法及时对从单片机114传输的外部信号做出响应，因此需要设置主单片机2作为中转，预先将若干从单片机114采集的外部信号进行整合，生成缓存信息，再一次性将缓存信息传输至PC端3中。

需要说明的是，参阅图2，本实用新型中主单片机2的工作步骤如下：

S1：主单片机2上电复位。

需要说明的是，上电复位是指上电压从无到有在RESET处会先处于高电平一段时间，然后由于该点通过电阻接地，则RESET该点的电平会逐渐的改变为低电平，从而使得单片机复位口电平从1转到0，达到给单片机复位功能的一种复位方式。

S2：配置通讯模式。

具体地，配置通讯模式是指令主单片机2和从单片机114之间实现数据连接，令主单片机2可以向从单片机114下达指令，从单片机114可以向主单片机2传输外部信号。

S3：使能通讯接收端口。

具体地，使能与失能是单片机中的两种状态，使能对应ENABLE，失能对应DISABLE，使能通讯接收端口即启用通讯接收端口，令通讯接收端口处于有效状态，失能通讯接收端口即禁用通讯接收端口，令通讯接收端口处于无效状态。

可以理解的是，S3的作用是令主单片机2与各个从单片机114开启通讯状态，此时主单片机2可以接收各从单片机114采集的外部信号。

S4：取各从单片机114数据。

S5：检测PC端3有无指令到来，若有则进行下一步，否则返回S4。

S6：判断指令是否有效，若有效则进行下一步，否则返回S4。

S7：失能通讯接收端口。

具体地，从单片机114的外部信号传输至主单片机2中后，由主单片机2对这些外部信号进行整合和存储，当PC端3向主单片机2下达控制指令时，主单片机2将缓存的外部信号统一传输至PC端3中。

可以理解的是，主单片机2在持续进行着接收从单片机114的外部信号并整合存储的工作，若在主单片机2将缓存的外部信号传输至PC端3时还继续接收从单片机114的外部信号，则主单片机2中需要传输至PC端3的外部信号范围不明朗，因此需要断开主单片机2和从单片机114的通讯接收端口，再执行控制指令。

S8：执行有效指令。

S9：应答PC端3，返回S3。

参阅图3，本实用新型中从单片机114的工作步骤如下：

S1：从单片机114上电复位。

S2：配置采集电路113端口。

S3：配置通讯模式。

S4：使能通讯接收端口。

S5：执行数据采集任务。

S6：检测主单片机2有无指令到来，若有则进行下一步，若无则返回S5。

S7：判断指令是否有效，若有效则进行下一步，否则返回S5。

S8：失能通讯接收端口。

S9：执行有效指令。

S10：应答主单片机2，返回S4。

可以理解的是，从单片机114和主单片机2在工作原理上具有一致性，从单片机114的上电复位、使能通讯接收端口、失能通讯接收端口与主单片机2一致。

具体地，从单片机114通过采集电路113采集外部信号，并缓存在从单片机114中，主单片机2会循环从若干从单片机114中采集缓存的外部信号，并在主单片机2中整合，当主单片机2在PC端3的控制指令下传输整合的外部信号时，需要断开从单片机114和主单片机2的通信连接。

更具体地，从单片机114在断开与主单片机2的连接后，从单片机114将暂时不向主单片机2传输外部信号。

更具体地，若干从单片机114依次与主单片机2电连接，若干从单片机114各自采集外部信号，主单片机2依次从各从单片机114中获取采集到的外部信号，当完成一轮获取后，主单片机2开始下一轮获取。

具体地，协同显示模组4包括第二显示件42和若干第一显示件41，若干第一显示件41分别与若干第二安装位112电连接，第一显示件41用于根据从单片机114中的外部信号进行显示，第二显示件112与主单片机2电连接，第二显示件42用于根据主单片机2中的缓存信息进行显示。

需要说明的是，协同显示模组4的作用是对从单片机114和主单片机2的存储状态进行显示，当从单片机114通过采集电路113接收了外部信号，则第一显示件41亮起，当从单片机114中的外部信号传输至主单片机2中，则第一显示件41熄灭，同样地，当主单片机2接收了从单片机114中的外部信号，则第二显示件42亮起，当主单片机2将缓存信息传输至PC端3中，则第二显示件42熄灭。

可以理解的是，协同显示模组4能够直观地显示数据采集系统的工作流程，当工作流程出现故障时，可以通过协同显示模组4观察出来，并通过切换第一安装位111和第二安装位112上设置的器件来实现快速维护。

优选地，第一显示件41为LED显示灯，第二显示件42为LED灯条；若干第一显示件41与若干从单片机114一一对应，第二显示件42上具有若干LED灯珠，每个灯珠分别与若干从单片机114对应，可以理解的是，当主单片机2由从单片机114中获取外部信号时，第二显示件42中对应该从单片机114的灯珠会亮起。

本实用新型提供了一种多单片机协同工作的识别系统，具有以下有益效果：

本实用新型中设置有多通路采集结构1，多通路采集结构1包括若干采集通路11，采集通路11包括采集电路113和从单片机114，主单片机2循环依次从若干从单片机114中获取外部信号，生成缓存信息，并根据PC端3的控制指令将缓存信息传输至PC端3中，通过主单片机2令若干从单片机114采集到的外部信号得以整合和缓存，然后一并传输至PC端3，解决了现有技术中单片机数据采集系统的数据采集通道少、实时性差的问题。

在一些实施例中，采集电路113为电压采集电路113、电流采集电路113或温度采集电路113。

具体地，电压采集电路113用于采集电压信号，电流采集电路113用于采集电流信号，温度采集电路113用于采集温度信号。

可以理解的是，上述三种类型的采集电路113仅为示范说明，在实际运用中也可以采用其他类型的采集电路113，来采集其他类型的外部信号。

在一些实施例中，主单片机2和从单片机114之间采用模拟串口通讯。

具体地，模拟串口通讯是通讯方式中的一种，主单片机2和从单片机114配置通讯模式时，采用的即为模拟串口通讯。

更具体地，主单片机2和从单片机114上各自具有若干IO接口，在主单片机2上选择一个IO接口，在从单片机114上选择一个IO接口，将这两个IO接口电连接，即可实现模拟串口通讯。

更具体地，单片机的价格低廉，且应用方便可靠，可灵活搭接多通道数据采集系统，只需两个通用IO口即可实现模拟串口进行数据传输，减少了外围通讯器件的使用量，明显降低了成本。

在一些实施例中，主单片机2和从单片机114之间采用一问一答类型的通信协议。

具体地，一问一答类型的通信协议即：主单片机2向一个从单片机114下达指令，接收到指令的从单片机114将外部信号传输至主单片机2中，主单片机2接着向下一个从单片机114下达指令，以获取外部信号。

需要说明的是，一问一答类型的通信协议，可以防止各个从单片机114在传输外部信号时出现通讯串扰的问题。

在一些实施例中，主单片机2传输至从单片机114的控制指令中附加有校验信息。

在本实用新型中，主单片机2通过向从单片机114下发控制指令以获取从单片机114中缓存的外部信号，优选地，在控制指令中附加有校验信息，从单片机114在接收到控制指令后，会对校验信息进行检测，当确认校验信息无误后，再根据控制指令传输外部信号至主单片机2中，确保了通讯过程中的指令完整性和数据有效性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多单片机协同工作的数据采集系统，其特征在于，包括：

多通路采集结构、主单片机、PC端、协同显示模组；

所述多通路采集结构包括若干采集通路，所述若干采集通路分别与所述主单片机电连接，所述采集通路用于采集外部信号，所述主单片机循环依次从若干所述采集通路中获取所述外部信号，并整合所述外部信号生成缓存信息；

所述PC端与所述主单片机电连接，所述PC端用于向所述主单片机传输控制指令，所述主单片机用于根据所述控制指令将所述缓存信息传输至所述PC端中；

所述采集通路包括第一安装位、第二安装位、采集电路以及从单片机；

所述第一安装位与所述第二安装位电连接，所述第二安装位与所述主单片机电连接，所述采集电路设置在所述第一安装位中，所述从单片机设置在所述第二安装位中，所述采集电路用于采集所述外部信号并将所述外部信号传输至所述从单片机中，若干所述从单片机循环依次将所述外部信号传输至所述主单片机中；

所述协同显示模组包括第二显示件和若干第一显示件；

若干所述第一显示件分别与若干所述第二安装位电连接，所述第一显示件用于根据所述从单片机中的所述外部信号进行显示，所述第二显示件与所述主单片机电连接，所述第二显示件用于根据所述主单片机中的所述缓存信息进行显示。

2.如权利要求1所述的一种多单片机协同工作的数据采集系统，其特征在于，所述采集电路为电压采集电路、电流采集电路或温度采集电路。

3.如权利要求1所述的一种多单片机协同工作的数据采集系统，其特征在于，所述主单片机和所述从单片机之间采用模拟串口通讯。

4.如权利要求1所述的一种多单片机协同工作的数据采集系统，其特征在于，所述主单片机和所述从单片机之间采用一问一答类型的通信协议。

5.如权利要求1所述的一种多单片机协同工作的数据采集系统，其特征在于，所述主单片机传输至所述从单片机的所述控制指令中附加有校验信息。

6.如权利要求1所述的一种多单片机协同工作的数据采集系统，其特征在于，所述第一显示件为LED显示灯。

7.如权利要求1所述的一种多单片机协同工作的数据采集系统，其特征在于，所述第二显示件为LED灯条。

Images