一种环保仪表数据采集及远传网络IO控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及工业采集控制领域，具体涉及一种环保仪表数据采集及远传网络IO控制器，包括电源部分、处理器部分、高精度模拟量采集部分、开关量输入接口、开关量输出接口、有线通讯部分、无线通讯部分、存储部分，其中电源部分、高精度模拟量采集部分、开关量输入接口、开关量输出接口、有线通讯部分、无线通讯部分、存储部分分别与处理器部分连接。本实用新型专利技术能够进行高精度模拟量采集、数字量采集、RS232通讯数据采集、RS485通讯数据采集、以太网通讯数据采集；控制板内置数字量控制功能，实现直接驱动现场开关，以及以通过通讯驱动现场控制器；直接内置4G通讯连接云端服务器，实现与服务器进行实时数据交互。进行实时数据交互。进行实时数据交互。

【技术实现步骤摘要】
一种环保仪表数据采集及远传网络IO控制器


[0001]本技术涉及工业采集控制领域，具体涉及一种环保仪表数据采集及远传网络IO控制器。

技术介绍

[0002]在企业现场，需要模拟量去进行流量计、液位计的采集，还有红外开关、液位报警信号需要开关量进行采集；另外还有RS232或RS485或以太网接口的高精度分析仪表需要进行采集；同步的现场有相关启停开关需要进行控制。
[0003]但目前现有的IO控制器功能集成过于单一化，串行总线通讯接口类型不丰富，AI采集分辨率精度不高，部分不支持带逻辑控制功能和4g数据远程转发，上下行接口无法与以太网tcp接口互联互通，开关量输入输出引脚数量少。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本技术集成多种功能，具体技术方案如下：
[0005]一种环保仪表数据采集及远传网络IO控制器，包括电源部分、处理器部分、高精度模拟量采集部分、开关量输入接口、开关量输出接口、有线通讯部分、无线通讯部分、存储部分，其中电源部分、高精度模拟量采集部分、开关量输入接口、开关量输出接口、有线通讯部分、无线通讯部分、存储部分分别与处理器部分连接。
[0006]进一步的，所述高精度模拟量采集部分包括AD7708芯片或GAD7689芯片。
[0007]进一步的，所述电源部分前端包括防反接二极管电路。
[0008]进一步的，所述有线通讯部分包括RS232电路、RS485电路、以太网电路中的一种或多种。
[0009]进一步的，所述有线通讯部分与处理器部分的连接包括容耦电路，所述有线通讯部分与外部端子接口连接的部分，还包括EMC元件电路。
[0010]进一步的，所述开关量输出部分为继电器干接点输出电路。
[0011]进一步的，所述无线通讯部分包括EC20模块。
[0012]进一步的，所述存储部分包括铁电存储器。
[0013]进一步的，所述开关量输入部分与外部的连接包括光耦电路。
[0014]进一步的，所述电源部分包括TPS5430DDAR芯片。
[0015]本技术采用宽电压输入的电源电路，内部再采用隔离电源模块，使得电路中多个功能模块之间做到电气隔离；8路开关量输入、8路开关量输出、8路高精度模拟量采集、4路有线通讯(1路RS232,2路RS485,1路以太网)以及1路4G通讯的一体化控制板；能同时采集外部数据，上报云端服务器，又能同时把云端下发的控制指令执行到现场；有效实现采集控制一体化。
[0016]有益效果：
[0017]1.数据传输的多样性
[0018]该控制板能够进行高精度模拟量采集、数字量采集、RS232通讯数据采集、RS485通讯数据采集、以太网通讯数据采集；
[0019]2.现场控制功能
[0020]控制板内置数字量控制功能，实现直接驱动现场开关，以及以通过通讯驱动现场控制器。
[0021]3.数据采集的精度高
[0022]采集板上模拟量采集都是采用的16位AD转换，采样数据的精度很高。
[0023]4.无线远程连通
[0024]直接内置4G通讯连接云端服务器，实现与服务器进行实时数据交互。
附图说明
[0025]图1为控制板整体框图；
[0026]图2为宽电压输入DCDC电源图；
[0027]图3为处理器芯片接线图；
[0028]图4为模拟量采集芯片及隔离图；
[0029]图5为开关量输出电路图；
[0030]图6为开关量输入电路图；
[0031]图7为RS232通讯电路图；
[0032]图8为RS485通讯电路图；
[0033]图9为以太网通讯电路图；
[0034]图10为EC20模块电路图；
[0035]图11为存储部分电路图。
具体实施方式
[0036]为使得本技术的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本技术中的实施例，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它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0037]本专利采样单片机加外部接口形式，共分为9个部分，1、电源部分；2、处理器部分；3、高精度模拟量采集部分；4、开关量输入接口；5、开关量输出接口；6、RS232通讯部分；7、两路RS485通讯部分；8、以太网通讯部分；9、4G通讯部分，其整体框图如图1所示，处理器部分，与其他部分分别建立连接。
[0038]电源部分，采样宽电压输入，输入直流电压9V到24V，DCDC直流电源技术，电压效率高，避免电压部分发热，电路中包含防反接设计，在外部电源接反时，能够自动进行保护，避免错误的电源接线烧坏内部电子元件以致导致采集板的损坏,如图2所示，在本实施例中，选用了TPS5430DDAR芯片实现采样宽电压输入、DCDC直流电源技术，通过在前端加防反接二极管电路实现防反接；
[0039]在本实施例中，处理器部分采用意法半导体的STM32F407VET6，其为32位的
cortex
‑
m4，最高运行频率168MHz，片内Flash:512Kbytes,RAM:192Kbytes；内置DSP指令处理单元和浮点处理单元。处理器芯片的围接线图为该处理器芯片的典型电路，具体如图3所示；
[0040]高精度模拟量采集部分，如图4所示，在本实施例中，采集芯片使用了AD7708芯片，前端通过运放对前端采集信号进行调理，后端再通过8路16位ADC采集信息进行数据采集，采集芯片与处理器之间信号用的是容耦进行隔离，避免模拟信号与数字信号的交互干扰，确保了模拟信号的准确性，在本实施例中，隔离容耦是通过pi120U31芯片和pi122U31芯片实现；16位的模拟量采集，比常规12位的模拟量采集精度提高很多，增加了模拟量量的测试分辨率和测试精度；其中的采集芯片也可用GAD7689芯片替代，引脚可以完全兼容，参数上GAD7689支持双极性输入，集成了8通道低串扰多路复用器+16位ADC，采样速率支持250kSPS，且具有88dB抗混叠抑制特性。这里所说的高精度，指的是精度大于常规12位模拟量采集。
[0041]开关量输出部分，采用的继电器干接点输出，继电器输出最大驱动能力能达到24V12A，能确保驱动外部设备，如图5所示；
[0042]开关量输入部分，采集外部电平信号，对外都采用了光耦进行隔离，如图6所示；
[0043]有线通讯部分，一共有1路RS232电路，使用SP3232E芯片实现，如图7所示；2路RS485电路，如图8所示，使用SP3485芯片实现；1路以太网电路，如图9所示，以W5500芯片实现；如上通讯电路与处理器部分采用容耦进行隔离，避免长距离通讯线缆把外部干扰信号引进电路板，影响处理器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保仪表数据采集及远传网络IO控制器，其特征在于包括电源部分、处理器部分、高精度模拟量采集部分、开关量输入接口、开关量输出接口、有线通讯部分、无线通讯部分、存储部分，其中电源部分、高精度模拟量采集部分、开关量输入接口、开关量输出接口、有线通讯部分、无线通讯部分、存储部分分别与处理器部分连接。2.根据权利要求1所述的一种环保仪表数据采集及远传网络IO控制器，其特征在于所述高精度模拟量采集部分包括AD7708芯片或GAD7689芯片。3.根据权利要求1所述的一种环保仪表数据采集及远传网络IO控制器，其特征在于所述电源部分前端包括防反接二极管电路。4.根据权利要求1所述的一种环保仪表数据采集及远传网络IO控制器，其特征在于所述有线通讯部分包括RS232电路、RS485电路、以太网电路中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的一种环保...

【专利技术属性】
技术研发人员：王栋，徐纬，狄露，
申请(专利权)人：江苏省环境工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：