應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主要由設(shè)有數(shù)據(jù)采樣模塊的微控制器以及與微控制器相連的計算機組成，數(shù)據(jù)采樣模塊由一路以上的數(shù)據(jù)采樣通道組成，每路數(shù)據(jù)采樣通道包括依次相連的采樣傳感器和調(diào)理電路，在微控制器上設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換器，每路數(shù)據(jù)采樣通道的調(diào)理電路則通過A/D轉(zhuǎn)換器連接在微控制器上。所述的調(diào)理電路由依次相連的轉(zhuǎn)換電路、放大電路以及濾波電路組成，轉(zhuǎn)換電路連接在采樣傳感器上；在所述的A/D轉(zhuǎn)換器上還連接有多路開關(guān)，濾波電路則通過多路開關(guān)連接在A/D轉(zhuǎn)換器上。具有可靠性強、實時性好、采集精度高等優(yōu)勢，非常適用于對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行實時采集和現(xiàn)場控制的工業(yè)生產(chǎn)。
【專利說明】應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，具體的說，是應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]前端數(shù)據(jù)采集能夠及時獲取被控對象和生產(chǎn)過程的有效信息，在某些實時性要求高的場合尤為重要。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、控制和科學(xué)研究領(lǐng)域中，對各種現(xiàn)場數(shù)據(jù)如溫度、壓力及振動等參數(shù)進行采集、傳輸和處理是必不可少的組成部分。為了清晰地反映出生產(chǎn)過程的詳細(xì)信息，往往需要獲得溫度、壓力、流量、位移等多個參量的動態(tài)數(shù)據(jù)，這就有必要對被控對象和生產(chǎn)過程進行多路的數(shù)據(jù)采集?，F(xiàn)有的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為由一個以上以單片機為控制核心的采集系統(tǒng)組合而成，在實際工作時，前端數(shù)據(jù)傳感器分別對被控對象的多個參量進行數(shù)據(jù)采集，然后再通過單片機分別進行處理，最后再輸入到PC機中進行處理和分析，不但工作繁重，同時復(fù)雜的連接關(guān)系也無法保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，因此，為實現(xiàn)高效率、簡潔、實時的數(shù)據(jù)采集，本實用新型應(yīng)運而生。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于提供應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用多路數(shù)據(jù)采集通道的設(shè)計，可實現(xiàn)溫度、壓力、流量以及位移等多種模擬信號的實時采集，并通過微處理器將其傳送至計算機上，實現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，具有功耗低、體積小、功能強大等優(yōu)點，非常適用于對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行實時采集和現(xiàn)場控制的工業(yè)生產(chǎn)。
[0004]本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主要由設(shè)有數(shù)據(jù)采樣模塊的微控制器以及與微控制器相連的計算機組成，數(shù)據(jù)采樣模塊由一路以上的數(shù)據(jù)采樣通道組成，每路數(shù)據(jù)采樣通道包括依次相連的采樣傳感器和調(diào)理電路，在微控制器上設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換器，每路數(shù)據(jù)采樣通道的調(diào)理電路則通過A/D轉(zhuǎn)換器連接在微控制器上，本實用新型可對各種工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)如溫度、壓力以及振動等參數(shù)進行采集、傳輸和處理，采用微控制器作為系統(tǒng)的核心部件，對多路數(shù)據(jù)采樣通道采集所得的模擬信號進行處理，再由計算機進行遠(yuǎn)程顯示或打印，原理十分簡單，大大減小了傳統(tǒng)多路采集系統(tǒng)存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺陷，具有功耗低、體積小等特性。
[0005]為更好的實現(xiàn)模擬信號的采集，提高系統(tǒng)采樣的精確度，本實用新型提出了調(diào)理電路的設(shè)計，其結(jié)構(gòu)如下:所述的調(diào)理電路由依次相連的轉(zhuǎn)換電路、放大電路以及濾波電路組成，轉(zhuǎn)換電路連接在采樣傳感器上；在所述的A/D轉(zhuǎn)換器上還連接有多路開關(guān)，濾波電路則通過多路開關(guān)連接在A/D轉(zhuǎn)換器上，在上述結(jié)構(gòu)中，多路開關(guān)的作用在于:當(dāng)輸入信號數(shù)目較多時，可可輪流將多個模擬量依次接入A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換，在本實用新型中，可采用CD4051。
[0006]為更好的實現(xiàn)本實用新型，所述的微控制器為設(shè)有電源模塊的數(shù)據(jù)處理芯片，在微控制器上還連接有供采樣數(shù)據(jù)存儲的存儲器，其中，所述的存儲器為MSP430C313。[0007]在本實用新型中，所述的A/D轉(zhuǎn)換器為MAX197，該器件可將采樣傳感器采集所得的模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，再傳送至微控制器上。
[0008]為更好的實現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)，本實用新型在所述的微控制器上還連接有通信模塊，所述的計算機則通過通信模塊與微控制器相連接，其中，所述的通信模塊為MAX232。
[0009]本實用新型設(shè)計合理，所述的微控制器為W77E58。
[0010]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0011](I)本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，克服了傳統(tǒng)多路采集系統(tǒng)存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率低下等缺陷，提出了以多路數(shù)據(jù)采集通道與一個微控制器相結(jié)合的控制方式，可對各種現(xiàn)場數(shù)據(jù)如溫度、壓力、流量、位移等參數(shù)進行采集、傳輸和處理，具有可靠性強、實時性好、采集精度高等優(yōu)勢，非常適用于對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行實時采集和現(xiàn)場控制的工業(yè)生產(chǎn)。
[0012](2)本實用新型對于每一個采集對象，都要通過A/D轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，為克服輸入信號數(shù)目較多可能對系統(tǒng)造成不必要的作負(fù)擔(dān)，本實用新型提出了多路開關(guān)的設(shè)計，該多路開關(guān)可采用CD4051，它能將多個模擬量依次接入A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換，降低了微控制器的工作負(fù)荷，設(shè)計十分合理，同時，也提高了系統(tǒng)的實時性。
[0013](3)本實用新型所述的微控制器可采用高性能的W77E58，不僅具有簡單的外圍電路設(shè)計，同時，還具有功耗低、體積小、功能強大等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型原理框圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合實施例對本實用新型作進一步地詳細(xì)說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0016]實施例:
[0017]本實用新型提出了應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該采集系統(tǒng)可對各種工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)如溫度、壓力以及振動等參數(shù)進行采集、傳輸和處理，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由依次相連的數(shù)據(jù)采樣模塊、微控制器以及計算機組成，其中，數(shù)據(jù)采樣模塊由一路以上的數(shù)據(jù)采樣通道組成，每路數(shù)據(jù)采樣通道包括依次相連的采樣傳感器和調(diào)理電路；在微控制器上設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換器，每路數(shù)據(jù)采樣通道的調(diào)理電路則通過A/D轉(zhuǎn)換器連接在微控制器上。有上述結(jié)構(gòu)可知，本實用新型采用微控制器作為系統(tǒng)的核心部件，對多路數(shù)據(jù)采樣通道采集所得的模擬信號進行處理，并傳送至計算機上，再由計算機進行遠(yuǎn)程顯示或打印，原理十分簡單，大大減小了傳統(tǒng)多路采集系統(tǒng)存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺陷，具有功耗低、體積小等特性。
[0018]在本實用新型中，采樣傳感器的作用是把外部世界、現(xiàn)場等各種參量由模擬量轉(zhuǎn)化為電信號模擬量(可以是電壓，也可以是電流、電脈沖)，這些電信號模擬量經(jīng)過適當(dāng)?shù)恼{(diào)理電路再把這些電信號模擬量送給A / D轉(zhuǎn)換器，并使這些電信號模擬量轉(zhuǎn)化為可以讓微控制器識別處理的數(shù)字信號，在實際應(yīng)用中，因采樣傳感器的輸出信號多為弱信號，信號與采集系統(tǒng)的距離相對較長，為防止信號的嚴(yán)重衰減，本實用新型采用調(diào)理電路由依次相連的轉(zhuǎn)換電路(I / V轉(zhuǎn)換電路)、放大電路以及濾波電路組成，其中，轉(zhuǎn)換電路連接在采樣傳感器上；在A/D轉(zhuǎn)換器上還連接有多路開關(guān)，濾波電路則通過多路開關(guān)連接在A/D轉(zhuǎn)換器上，在上述結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)換電路可將信號復(fù)原成電壓信號，經(jīng)過放大電路、濾波電路的調(diào)理后，送到A / D轉(zhuǎn)換器，而多路開關(guān)的作用則在于:當(dāng)輸入信號數(shù)目較多時，可輪流將多個模擬量依次接入A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換，在本實用新型中，可多路開關(guān)采用CD4051。
[0019]本實用新型所述的A/D轉(zhuǎn)換器可采用MAX197，該器件可將采樣傳感器采集所得的模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，再傳送至微控制器上。而在本實用新型中，微控制器該器件為設(shè)有電源模塊的數(shù)據(jù)處理芯片，可采用W77E58進行制作，具有功耗低、體積小、功能強大等優(yōu)點，非常適用于對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行實時采集和現(xiàn)場控制。如圖1所示，本實用新型在微控制器上還連接有供采樣數(shù)據(jù)存儲的存儲器(如:MSP430C313)，可對采集得到的參量進行存儲，可靠性強，使用也十分方便。
[0020]為更好的實現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)，微控制器將采集到的信號通過通信模塊傳給PC機，PC機人機接口界面負(fù)責(zé)控制、存儲和處理采集到的數(shù)據(jù)，其中，通信模塊采用MAX232。
[0021]本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，克服了傳統(tǒng)多路采集系統(tǒng)存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率低下等缺陷，提出了以多路數(shù)據(jù)采集通道與一個微控制器相結(jié)合的控制方式，可對各種現(xiàn)場數(shù)據(jù)如溫度、壓力、流量、位移等參數(shù)進行采集、傳輸和處理，具有可靠性強、實時性好、采集精度高等優(yōu)勢。
[0022]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:主要由設(shè)有數(shù)據(jù)采樣模塊的微控制器以及與微控制器相連的計算機組成，數(shù)據(jù)采樣模塊由一路以上的數(shù)據(jù)采樣通道組成，每路數(shù)據(jù)采樣通道包括依次相連的采樣傳感器和調(diào)理電路，在微控制器上設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換器，每路數(shù)據(jù)采樣通道的調(diào)理電路則通過A/D轉(zhuǎn)換器連接在微控制器上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:所述的調(diào)理電路由依次相連的轉(zhuǎn)換電路、放大電路以及濾波電路組成，轉(zhuǎn)換電路連接在采樣傳感器上；在所述的A/D轉(zhuǎn)換器上還連接有多路開關(guān)，濾波電路則通過多路開關(guān)連接在A/D轉(zhuǎn)換器上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:所述的微控制器為設(shè)有電源模塊的數(shù)據(jù)處理芯片，在微控制器上還連接有供采樣數(shù)據(jù)存儲的存儲器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:所述的存儲器為MSP430C313。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:所述的A/D轉(zhuǎn)換器為MAX197。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項所述的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:在所述的微控制器上還連接有通信模塊，所述的計算機則通過通信模塊與微控制器相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:所述的通信模塊為MAX232。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:所述的微控制器為W77E58。
【文檔編號】G06F3/05GK203455827SQ201320471831
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月5日
【發(fā)明者】張洪遠(yuǎn) 申請人:成都飛逸計算機服務(wù)有限公司