CN111294363A - 一种危化品运输车车载数据采集装置 - Google Patents

一种危化品运输车车载数据采集装置 Download PDF

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宋朋
张曹林
何家林
陈勇亮
张俊杰
黄琦
范雪峰
朱洁
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Abstract

本发明公开了一种危化品运输车车载数据采集装置，依次包括输入接口模块、转接模块、网关模块、电源模块、数据接收模块、温控单元、报警单元、数据显示模块和无线通讯单元，通过输入接口模块对输入进行归类编号，通过转接模块的网关模块将多路单通道异构通讯协议转化为单路复用相同通讯协议，通过电源模块为各采集对象供电，通过电源指示灯与通讯检测单元指示灯显示工作状态；数据接收模块接收来自复用通道的数据信息，并把处理好的数据在数据显示模块中显示，同时可以通过无线传输的方式将数据信息发送到上位机***，既方便司乘人员查看，也可以通过上位机分析软件为车辆安全状态做出评估，保障危化品运输车安全。

Description

一种危化品运输车车载数据采集装置
技术领域
本发明涉及物联网与通讯技术领域，具体为一种危化品运输车车载数据采集装置。
背景技术
传统危化品运输车时常因为一些碰撞或者自然裂隙，导致盛装货物的罐体或者箱体在运输过程中损坏或者泄露，从而引发事故。
目前很少具有在线监视运输载体状态的***装置，需要满足集成度高，检修方便的原则，满足各类异构传感器通讯协议转换相同协议，数据实时显示与报警，方便为驾驶人员提供运输车状态信息，以及无线传输到上位机处理软件的功能，方便为车辆安全状态做出评估，保障危化品运输车安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种危化品运输车车载数据采集装置，可以将各类传感器或者仪器仪表进行编码接线连接，便于追根溯源；通过转接模块网关将RS232、RS422、RS422、Ethernet等统一转化成RS485协议；通过数据接收模块与复用RS485通道相连，采集和存储各传感器和仪表的数据，并在显示模块显示数据，当数值超过临界值时，报警单元产生声音报警提示，也可以通过无线传输模块接入上位机***内，以解决上述背景技术提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种危化品运输车车载数据采集装置，包括输入接口模块、转接模块、网关模块、电源模块、数据接收模块、温控单元、报警单元、数据显示模块和无线通讯单元，所述输入接口模块与转接模块相连，输入接口模块包括通讯单元和供电单元，所述通讯单元分别为用于连接各种通讯协议的RS485接口，RS232接口和RJ45接口；所述供电单元为每个通讯单元连接的采集对象供电；
所述电源模块包括外接总电源和各类开关电源，电源模块与转接模块相连；
所述转接模块为一块集成的具有保护电路的转接板，其包含电压转换模块和指示灯单元；
所述数据接收模块包括信号检测单元、数据处理单元和数据存储单元；所述数据接收模块接收转接模块转化后的复用相同通讯协议，再将数据发送至数据显示模块，数据显示模块通过无线通讯单元向外发送至上位机；
所述温控单元用于感知整个装置的机箱温度；报警单元用于产生声音报警提示，温控单元和报警单元分别连接在数据接收模块上。
优选的，还包括一用于承载输入接口模块、转接模块、网关模块、电源模块、数据接收模块、温控单元、报警单元、数据显示模块和无线通讯单元的壳体，壳体的外观形状、材质根据安装环境进行选择。
优选的，所述输入接口模块中，供电单元采用通用接线端子排，通讯单元采用标准RJ45，九针接头，USB接口，通用插槽，并预留各个接头编码排序的位置。
优选的，所述电源模块中外接220v电源并采用带开关的通用三角插头，输出端与转接模块相连，并联电源插头，电源模块将24v，12v，9v，5v电压输出接入转接模块，并通过插槽方式提供输出接口。
优选的，所述转接模块为集成模块电路板，网关模块与输入接口模块相连，将所有协议转化为RS485通讯模式并统一发送到数据接收模块，电压转换模块与输入接口模块的仪表供电单元相连，指示灯单元与各仪表与电源和通讯线相连，显示其供电和通讯正常与否。
优选的，所述数据接收模块中的信号检测单元与复用RS485通讯线并联，并通过数据显示模块显示；所述数据处理单元与复用RS485通道相连；数据存储单元用于存储处理过的数据；数据显示模块与数据处理单元相连，显示其数据，其中：所述的数据显示模块采用电阻屏，电容屏幕，工控触摸屏中的一种。
优选的，所述温控单元包括热电偶，PID控制器，风扇；其设定温度高于40度，自动开启风扇降温。
优选的，所述报警单元针对采集对象设定的临界值产生声音报警提示。
优选的，所述无线通讯单元通过2G/3G/4G/5G/NB-IOT/ZigBee/LOAR的方式将数据信息发送至上位机分析软件中。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明提供的一种危化品运输车车载数据采集装置，通过将单通道异构通讯转复用通道相同协议通讯，可以解决大部分仪表异构通讯问题；对输入接口编码，安装电源和信号检测指示灯单元，便于排查、识别与维护；数据接收模块将数据发送数据显示模块与无线通讯模块，可以满足车载信号查看与上位机分析软件源数据获取，方便为车辆安全状态做出评估，保障危化品运输车安全。
附图说明
图1为本发明的模块连接图；
图2为本发明的模块安装图。
图中：1、输入接口模块；101、通讯单元；102、供电单元；2、转接模块；202、电压转换模块；203、指示灯单元；3、网关模块；4、电源模块；5、数据接收模块；501、信号检测单元；502、数据处理单元；503、数据存储单元；6、温控单元；7、报警单元；8、数据显示模块；9、无线通讯单元；10、壳体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本实施例中：一种危化品运输车车载数据采集装置，包括输入接口模块1、转接模块2、网关模块3、电源模块4、数据接收模块5、温控单元6、报警单元7、数据显示模块8和无线通讯单元9。
其中，输入接口模块1与转接模块2相连，输入接口模块1包括通讯单元101和供电单元102，通讯单元101分别为RS485接口，RS232接口，RJ45接口等，主要用来连接各种通讯协议的数据采集对象；供电单元102为每个通讯单元101连接的采集对象供电，通过对每个采集对象进行编码识别，方便检修与识别。
电源模块4包括外接总电源和各类开关电源，用来提供220v，24v，12v，9v，5v等电压，供内部的模块和单元以及外部传感器和仪表供电使用，电源模块4与转接模块2相连。
转接模块2为一块集成的具有保护电路的转接板，其包含网关模块3、电压转换模块202和指示灯单元203；网关模块3将各单通道异构通讯协议转化为复用相同通讯协议；电压转换模块202通过220v外接总电源与开关电源集成在转接板上，通过各类电压输出插槽方式提供电源输出；指示灯单元203包含电源指示灯单元和通讯指示灯单元，连接嵌入箱体的指示灯，显示各单元运行状态。
数据接收模块5包括信号检测单元501、数据处理单元502和数据存储单元503；数据接收模块5接收转接模块2转化后的复用相同通讯协议，对其进行解析，读取，处理，存储，再将数据发送至数据显示模块8，数据显示模块8通过无线通讯单元9向外发送至上位机。
温控单元6用于感知整个装置的机箱温度，超过临界温度，自动启动风扇降温，当温度降到临界温度则停止风扇运行。
报警单元7当各类采集对象超过临界值产生声音报警提示，温控单元6和报警单元7分别连接在数据接收模块5上。
请参阅图2，在上述实施例中，还包括一用于承载输入接口模块1、转接模块2、网关模块3、电源模块4、数据接收模块5、温控单元6、报警单元7、数据显示模块8和无线通讯单元9的壳体10，壳体10的外观形状、材质根据安装环境进行选择。
在上述实施例中，输入接口模块1中，供电单元102可以是型号2EDGK-5.08间距的拔插式接线端子，通讯单元101使用DMR-9P插锁串口VGA连接器，2EDGK-5.08间距的拔插式接线端子，8P8C方口RJ45网络插座，AF母座USB，可以满足常见的端口通讯的连接，对端口进行若干组区域划分，即将相同功用的端口划在统一区域，每个串口预留编码的位置，方便标记。
在上述实施例中，电源模块4中外接220v电源，连接型号为AC-01A带保险三角插座，并接入转接模块2中的电压转换模块202；使用开关电源模块4型号为明纬RD-50A，通过220v插槽供电并接入电压转化模块202，提供24v，12v，9v,5v的电压插槽，供仪器仪表，传感器等设备使用。
在上述实施例中，转接模块2为集成模块电路板，依次连接采集对象所对应的传感器和仪表、电源模块4、数据接收模块5，还用来连接仪表和传感器电源和通讯指示灯，是连接与中转的核心板块；网关模块3与输入接口模块1相连，将所有协议转化为RS485通讯模式并统一发送到数据接收模块5，电压转换模块202与输入接口模块1的仪表供电单元102相连，指示灯单元203与各仪表与电源和通讯线相连，显示其供电和通讯正常与否。
在上述实施例中，数据接收模块5中的信号检测单元501与复用RS485通讯线并联，并通过数据显示模块8显示；数据处理单元502与复用RS485通道相连；数据存储单元503用于存储处理过的数据；数据显示模块8与数据处理单元502相连，显示其数据，其中：数据显示模块8采用电阻屏，电容屏幕，工控触摸屏中的一种；信号检测单元501可以是ARDUINO51，数据处理单元502和数据存储单元503可以选用基于stm32F103的核心开发板。
在上述实施例中，温控单元6包括热电偶，PID控制器，风扇；其设定温度高于40度，自动开启风扇降温。
在上述实施例中，报警单元7采用型号可以是AL-7480-1A的总线主机地址模块，可以寻址到具体报警仪表或者传感器，并且可以在显示屏上显示报警信息，针对采集对象设定的临界值产生声音报警提示。
在上述实施例中，数据显示模块8采用型号可以是ILT9325的高清电阻屏作为显示屏，显示具体传感器或者仪表的实施数据。
在上述实施例中，无线通讯单元9的型号可以是DRF2701,与数据接收模块5连接，支持485无线云透传，可以通过2G/3G/4G/5G/NB-IOT/ZigBee/LOAR的方式将数据信息发送至上位机分析软件中。
综上所述：本发明提供的一种危化品运输车车载数据采集装置，依次包括输入接口模块1、转接模块2、网关模块3、电源模块4、数据接收模块5、温控单元6、报警单元7、数据显示模块8和无线通讯单元9，通过输入接口模块1对输入进行归类编号，通过转接模块2的网关模块3将多路单通道异构通讯协议转化为单路复用相同通讯协议，通过电源模块4为各采集对象供电，通过电源指示灯与通讯检测单元指示灯显示工作状态；数据接收模块5接收来自复用通道的数据信息，并把处理好的数据在数据显示模块8中显示，同时可以通过无线传输的方式将数据信息发送到上位机***，既方便司乘人员查看，也可以通过上位机分析软件为车辆安全状态做出评估，保障危化品运输车安全。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”；“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程；方法；物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程；方法；物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化；修改；替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种危化品运输车车载数据采集装置，包括输入接口模块(1)、转接模块(2)、网关模块(3)、电源模块(4)、数据接收模块(5)、温控单元(6)、报警单元(7)、数据显示模块(8)和无线通讯单元(9)，其特征在于：所述输入接口模块(1)与转接模块(2)相连，输入接口模块(1)包括通讯单元(101)和供电单元(102)，所述通讯单元(101)分别为用于连接各种通讯协议的RS485接口，RS232接口和RJ45接口；所述供电单元(102)为每个通讯单元(101)连接的采集对象供电；
所述电源模块(4)包括外接总电源和各类开关电源，电源模块(4)与转接模块(2)相连；
所述转接模块(2)为一块集成的具有保护电路的转接板，其包含电压转换模块(202)和指示灯单元(203)；
所述数据接收模块(5)包括信号检测单元(501)、数据处理单元(502)和数据存储单元(503)；所述数据接收模块(5)接收转接模块(2)转化后的复用相同通讯协议，再将数据发送至数据显示模块(8)，数据显示模块(8)通过无线通讯单元(9)向外发送至上位机；
所述温控单元(6)用于感知整个装置的机箱温度；报警单元(7)用于产生声音报警提示，温控单元(6)和报警单元(7)分别连接在数据接收模块(5)上。
2.根据权利要求1所述的一种危化品运输车车载数据采集装置，其特征在于：还包括一用于承载输入接口模块(1)、转接模块(2)、网关模块(3)、电源模块(4)、数据接收模块(5)、温控单元(6)、报警单元(7)、数据显示模块(8)和无线通讯单元(9)的壳体(10)，壳体(10)的外观形状、材质根据安装环境进行选择。
3.根据权利要求1所述的一种危化品运输车车载数据采集装置，其特征在于：所述输入接口模块(1)中，供电单元(102)采用通用接线端子排，通讯单元(101)采用标准RJ45，九针接头，USB接口，通用插槽，并预留各个接头编码排序的位置。
4.根据权利要求1所述的一种危化品运输车车载数据采集装置，其特征在于：所述电源模块(4)中外接220v电源并采用带开关的通用三角插头，输出端与转接模块(2)相连，并联电源插头，电源模块(4)将24v，12v，9v，5v电压输出接入转接模块(2)，并通过插槽方式提供输出接口。
5.根据权利要求1所述的一种危化品运输车车载数据采集装置，其特征在于：所述转接模块(2)为集成模块电路板，网关模块(3)与输入接口模块(1)相连，将所有协议转化为RS485通讯模式并统一发送到数据接收模块(5)，电压转换模块(202)与输入接口模块(1)的仪表供电单元(102)相连，指示灯单元(203)与各仪表与电源和通讯线相连，显示其供电和通讯正常与否。
6.根据权利要求1所述的一种危化品运输车车载数据采集装置，其特征在于：所述数据接收模块(5)中的信号检测单元(501)与复用RS485通讯线并联，并通过数据显示模块(8)显示；所述数据处理单元(502)与复用RS485通道相连；数据存储单元(503)用于存储处理过的数据；数据显示模块(8)与数据处理单元(502)相连，显示其数据，其中：所述的数据显示模块(8)采用电阻屏，电容屏幕，工控触摸屏中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种危化品运输车车载数据采集装置，其特征在于：所述温控单元(6)包括热电偶，PID控制器，风扇；其设定温度高于40度，自动开启风扇降温。
8.根据权利要求1所述的一种危化品运输车车载数据采集装置，其特征在于：所述报警单元(7)针对采集对象设定的临界值产生声音报警提示。
9.根据权利要求1所述的一种危化品运输车车载数据采集装置，其特征在于：所述无线通讯单元(9)通过2G/3G/4G/5G/NB-IOT/ZigBee/LOAR的方式将数据信息发送至上位机分析软件中。
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