一种基于总线的多路通用信号采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于工业测控技术领域，具体涉及一种基于总线的多路通用信号采集装置。包括控制器、1394数据转换模块、KVM、背板单元、通用信号采集模块、电源隔离模块、接口单元、传感器模块；控制器与1394数据转换模块相连传输1394协议数据信息，控制器与KVM相连传输视频显示信息，背板单元与1394数据转换模块相连，背板单元与通用信号采集模块通过1394通信总线相连传输控制信息和通用信号采集模块输出数据信息，通用信号采集模块与接口单元通过信号线和热电偶补偿导线相连传输采集的数据信息，电源隔离模块与接口单元通过电源线相连传输传感器供电电压信号，传感器模块与接口单元相连传输采集的数据信息。本实用新型专利技术有效解决了采集过程繁琐、实时性差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于总线的多路通用信号采集装置
本技术属于工业测控
，具体涉及一种基于总线的多路通用信号采集装置。
技术介绍
在现代工业生产、控制和科学研究领域中，对各种现场数据如温度、压力、流量及振动等参数进行采集、传输和处理在生产过程中有着重要的意义。为了获得生产过程中多种参数量的动态数据，这就需要对被控对象和生产过程进行多路的数据采集。目前，针对VXI总线、PXI总线结构的多路数据采集装置，根据采集信号类型的不同选择相应的采集器和接口方式，接插不方便，采集过程繁琐、实时性差；并受其单任务处理模式及工作速度等影响，为保证采样频率，采样路数无法做得很多，扩展性不好，不能满足工业现场对多路信号采集的实时采样、通道接口通用、操作便捷、抗信号干扰等要求。因此需要针对上述采集系统中的不足提出一种更好的解决方案。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述已有技术存在的不足，提出一种基于总线的多路通用信号采集装置。本技术所采取的技术方案为：一种基于总线的多路通用信号采集装置，包括控制器、1394数据转换模块、KVM、背板单元、通用信号采集模块、电源隔离模块、接口单元、传感器模块；控制器与1394数据转换模块相连传输1394协议数据信息，控制器与KVM相连传输视频显示信息，背板单元与1394数据转换模块相连，背板单元与通用信号采集模块通过1394通信总线相连传输控制信息和通用信号采集模块输出数据信息，通用信号采集模块与接口单元通过信号线和热电偶补偿导线相连传输采集的数据信息，电源隔离模块与接口单元通过电源线相连传输传感器供电电压信号，传感器模块与接口单元相连传输采集的数据信息。所述的控制器与1394数据转换模块通过PCI接口相连传输1394协议数据信息，控制器与KVM通过VGA或者DVI和USB数据线相连传输视频显示信息；控制器通过总线将多套通用信号采集模块进行串联。所述的1394数据转换模块选用PCI转IEEE1394b采集卡，插到控制器主机的PCI插槽中，通过1394连接线与背板单元相连传输控制信息和采集的数据信息；1394数据转换模块将接收到的数据信号按照1394协议进行转换后输出。所述的KVM包括显示器和键盘鼠标，KVM通过VGA或者DVI接口连接控制器。所述的背板单元包括模拟总线、数字通信/控制总线、电源总线和总线通讯接口，作为连接控制器和通用信号采集模块的桥梁，通过模拟总线将被测信号互相连接；通过数字通信/控制总线控制器向通用信号采集模块发送命令和接收测量数据；通用信号采集模块的供电通过电源总线进行提供，背板单元通过总线通讯接口与控制器相连通讯。所述的通用信号采集模块分为标准电压采集模块、标准电流采集模块和热电偶温度采集模块；标准电压采集模块和标准电流采集模块，每一路电压和电流采集通道通过信号线连接到接口单元的同一个通用电信号接口上；热电偶温度采集模块，每一路采集通道通过K、T、E补偿导线分别连接到接口单元的K、T、E3个通用温度采集接口上；控制器对热电偶温度采集模块的每个通道进行设置，通过对分度表的控制，实现对多路T、K、E型热电偶的实时采集。所述的标准电压采集模块、标准电流采集模块和热电偶温度采集模块均包括：信号调理模块、A/D转换模块、电气隔离模块、FPGA数据处理模块、总线通信模块和电源模块；信号调理模块对传感器模块输出信号进行放大，A/D转换模块与电气隔离模块相连传输每路标准信号A/D转换后的数字信号，电气隔离模块与FPGA数据处理模块相连传输各通道采集电气隔离后的数据信息，FPGA数据处理模块与总线通信模块相连传输控制信息和处理后的多路数据信息，总线通信模块与背板单元内部数字通信/控制总线相连，用于与控制器通信，电源模块为与其相连的模块提供电源；通过FPGA数据处理模块实现多个多通道串行A/D转换模块同时并行工作。所述的接口单元与通用信号采集模块通过信号线和K、T、E补偿导线相连传输传感器采集的数据信息，接口单元与电源隔离模块通过电源线相连传输传感器供电电压信号。所述的传感器模块由多种类型的传感器构成，包括输出标准信号0～5V的传感器、输出标准信号4～20mA的传感器和T、K、E型热电偶传感器，它与接口单元通过传感器连接线缆的标准接插件相连传输采集的数据信息。所述的电源隔离模块包括线性直流稳压电源和隔离模块，线性直流稳压电源通过背板单元的电源总线为通用信号采集模块提供激励电源，隔离模块与线性直流稳压电源相连输出多路电压信号，为每一个传感器单独供电，电源隔离模块对传感器之间的供电进行有效隔离。本技术所取得的有益效果为：本技术简单、易于实现，有效解决了以往采集过程繁琐、实时性差、扩展性差的缺陷。该装置能够对输出标准电压、电流信号的各类传感器及温度传感器提供通用测试通道，实现多路标准电信号和多路温度通道数据的同步采集和存储，并具有电压/电流接口通用，T、K、E型热电偶通道复用，支持传感器热插拔，通道供电隔离、可靠性高等特点，大大提高了信号采集系统的能力。本技术采用1394协议通信、FPGA控制、通道接口通用、电源隔离等技术，实现对多路输出标准电压、电流信号的各类传感器以及T、K、E型热电偶的同步采集，并通过总线将其传送至控制器上，根据线性或非线性处理即可得到实际参数值。本技术通过FPGA处理数据，方便扩展模拟信号采集路数，且充分利用了FPGA的并行处理结构，提高了处理数据的实时性。各通道之间相互隔离，并通过采取相应的抗干扰措施，使其具有良好的抗干扰性能；标准电信号测量通道可为传感器提供24VDC激励电压。附图说明图1是基于总线的多路通用信号采集装置结构图；图2是通用信号采集模块结构图；图3是标准电信号采集通道航插定义图；图4是3线制电压型传感器连接图；图5是2线制电流型传感器连接图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。如图1所示，本技术所述基于总线的多路通用信号采集装置包括：控制器、1394数据转换模块、KVM、背板单元、通用信号采集模块、电源隔离模块、接口单元、传感器模块；控制器与1394数据转换模块通过PCI接口相连传输1394协议数据信息，控制器与KVM通过VGA或者DVI和USB数据线相连传输视频显示信息，背板单元通过内置的1394总线通讯接口与1394数据转换模块通过1394连接线相连，背板单元与通用信号采集模块通过1394通信总线相连传输控制信息和通用信号采集模块输出数据信息，通用信号采集模块与接口单元通过信号线和热电偶补偿导线相连传输采集的数据信息，电源隔离模块与接口单元通过电源线相连传输传感器供电电压信号，传感器模块的连接线标准接插件与接口单元相连传输采集的数据信息。所述的控制器与1394数据转换模块通过PCI接口相连传输1394协议数据信息，与KVM通过VGA或者DVI和USB数据线相连传输视频显示信息。控制器通过总线将多套通用信号采集模块进行串联，实现多路通用信号的同步采集、参数设置、线性处理、数据显示和存储，并具备通讯、设备状态等异常情况报警功能。所述的1394数据转换模块选用PCI转IEEE1394b采集卡，插到控制器主机的PCI插槽中，通过1394连接线与背板单元相连传输控制信息和采集的数据信息；1394数据转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于总线的多路通用信号采集装置，其特征在于：包括控制器、1394数据转换模块、KVM、背板单元、通用信号采集模块、电源隔离模块、接口单元、传感器模块；控制器与1394数据转换模块相连传输1394协议数据信息，控制器与KVM相连传输视频显示信息，背板单元与1394数据转换模块相连，背板单元与通用信号采集模块通过1394通信总线相连传输控制信息和通用信号采集模块输出数据信息，通用信号采集模块与接口单元通过信号线和热电偶补偿导线相连传输采集的数据信息，电源隔离模块与接口单元通过电源线相连传输传感器供电电压信号，传感器模块与接口单元相连传输采集的数据信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于总线的多路通用信号采集装置，其特征在于：包括控制器、1394数据转换模块、KVM、背板单元、通用信号采集模块、电源隔离模块、接口单元、传感器模块；控制器与1394数据转换模块相连传输1394协议数据信息，控制器与KVM相连传输视频显示信息，背板单元与1394数据转换模块相连，背板单元与通用信号采集模块通过1394通信总线相连传输控制信息和通用信号采集模块输出数据信息，通用信号采集模块与接口单元通过信号线和热电偶补偿导线相连传输采集的数据信息，电源隔离模块与接口单元通过电源线相连传输传感器供电电压信号，传感器模块与接口单元相连传输采集的数据信息。2.根据权利要求1所述的基于总线的多路通用信号采集装置，其特征在于：所述的控制器与1394数据转换模块通过PCI接口相连传输1394协议数据信息，控制器与KVM通过VGA或者DVI和USB数据线相连传输视频显示信息；控制器通过总线将多套通用信号采集模块进行串联。3.根据权利要求1所述的基于总线的多路通用信号采集装置，其特征在于：所述的1394数据转换模块选用PCI转IEEE1394b采集卡，插到控制器主机的PCI插槽中，通过1394连接线与背板单元相连传输控制信息和采集的数据信息；1394数据转换模块将接收到的数据信号按照1394协议进行转换后输出。4.根据权利要求1所述的基于总线的多路通用信号采集装置，其特征在于：所述的KVM包括显示器和键盘鼠标，KVM通过VGA或者DVI接口连接控制器。5.根据权利要求1所述的基于总线的多路通用信号采集装置，其特征在于：所述的背板单元包括模拟总线、数字通信/控制总线、电源总线和总线通讯接口，作为连接控制器和通用信号采集模块的桥梁，通过模拟总线将被测信号互相连接；通过数字通信/控制总线控制器向通用信号采集模块发送命令和接收测量数据；通用信号采集模块的供电通过电源总线进行提供，背板单元通过总线通讯接口与控制器相连通讯。6.根据权利要求1所述的基于总线的多路通用信号采集装置，其特征在于：所述的通用信号采集模块分为标准电压采集模块、标准电流采集模块和热电偶温度采集模块；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张修建，王兵，刘晓旭，靳硕，张铁犁，梁伟伟，张鹏程，印朝辉，
申请(专利权)人：北京航天计量测试技术研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11