CN210488282U - 多协议数据采集板卡 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多协议数据采集板卡，包括核心板和接口板；核心板包括分别与CPU电路连接的PROFIBUS接口电路、CAN接口电路、数字输入输出电路、指示电路、模式设置电路、下载调试电路和第一排针接口电路；接口板包括分别与第二排针接口电路连接的485接口电路、DeviceNet接口电路、DC‑DC电路、RJ45接口电路、4G\LORA接口电路和模拟输入电路；第一排针接口电路和排针第二接口电路连接。本实用新型对不同品牌不同数据的设备或机器人进行数据协议转换与实时数据采集，解决设备层“数据孤岛”问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及数据采集领域，尤其涉及一种多协议数据采集板卡。
背景技术
随着现代信息化的发展，信息技术促使各个行业快速发展，工业企业对于信息化的要求也在逐渐的提高，工业信息化建设也出现了飞速发展。与此同时,现场总线技术在工业领域的快速发展，现场总线***中除了包括底层的现场设备***，同时部署了大量的综合平台与主控设备，包括OPC接口服务***、各类机器人通讯接口、PLC等。工业企业部署的信息化***、机器人、设备及各类综合平台产生大量的信息与数据，形成多个数据孤岛，无法有效为工业企业所用。大量的数据孤岛带带来很多问题，包括无法有效实时了解机器人等设备的运行状况；机器人等设备故障时，无法及时报警及预警；数据孤岛多，不便于管理与集成；大量核心数据丢失，不能进行大数据分析。
实用新型内容
针对上述现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种多协议数据采集板卡，对不同品牌不同数据的设备或机器人进行数据协议转换与实时数据采集，解决设备层“数据孤岛”问题。
本实用新型提供的多协议数据采集板卡，其改进之处在于，包括核心板和接口板；
所述核心板包括分别与CPU电路连接的PROFIBUS接口电路、CAN接口电路、数字输入输出电路、指示电路、模式设置电路、下载调试电路和第一排针接口电路；
所述接口板包括分别与第二排针接口电路连接的485接口电路、DeviceNet接口电路、 DC-DC电路、RJ45接口电路、4G\LORA接口电路和模拟输入电路；
所述第一排针接口电路和所述排针第二接口电路连接。
优选的，所述核心板包括WIFI电路；所述WIFI电路与所述CPU电路连接。
优选的，所述RJ45接口电路包括第一RJ45接口电路和第二RJ45接口电路；
所述第一RJ45接口电路和所述第二RJ45接口电路分别与第一接口电路连接。
优选的，所述CPU电路包括32位 Cotex M4架构的单片机。
优选的，所述DC-DC电路包括DC-DC电源；所述DC-DC电源的电压输入范围为7-30V，电流输出范围为0-3A。
优选的，所述单片机通过光电隔离电路将信号传给所述数字输入输出电路。
优选的，所述指示电路包括LED指示灯；所述LED指示灯与所述单片机的输出端连接。
模式设置电路包括拨码开关。
本实用新型的技术方案中：
本实用新型将采集的数据进行收集处理与呈现，支持与更上层的云***对接。
本实用新型通过配备了不同类型的接口，通过对不同协议类型接口的设备数据进行统一的格式打包和发送，解决了不同设备对接难，数据不能互通的“数据孤岛”问题。
附图说明
图1为本实用新型实施例的多协议数据采集板卡示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。
本实施例提供的一种多协议数据采集板卡，其示意图如图1所示，具体包括核心板和接口板；所述核心板包括分别与CPU电路连接的PROFIBUS接口电路、CAN接口电路、数字输入输出电路、指示电路、模式设置电路、下载调试电路和第一排针接口电路；所述接口板包括分别与第二排针接口电路连接的485接口电路、DeviceNet接口电路、 DC-DC电路、RJ45接口电路、4G\LORA接口电路和模拟输入电路；所述第一排针接口电路和所述排针第二接口电路以排针接口的方式组成层叠结构，方便维修及拓展替换。本实施例的核心板还可以包括WIFI电路，与所述CPU电路连接。
具体的：
本实施例的CPU电路包括32位 Cotex M4架构的低功耗单片机。CPU用于对于采集的数据进行封装，两种不同协议之间的解析转换，实现不同接口协议设备的相互数据交换。
本实施例的PROFIBUS电路通过***设备的PROFIBUS接口与***设备通信。PROFIBUS芯片与CPU电路进行数据交互，可以通过拨码开关选择PROFIBUS终端电阻实现与***设备进行数据采集及协议转换数据交互。
本实施例的模式设置电路由拨码开关和电阻等器件构成，其与CPU电路相连接，可以通过模式配置中4路拨码开关可配置16种不同的工作模式，实现不同的数据协议转换，通讯模式，工作模式，参数配置等。
本实施例的下载调试电路包括4针排针，其与CPU电路连接，实现程序下载，调试信息输出。
本实施例的CAN电路通过***设备的CAN接口与***设备通信，CAN电路可以实现CANopen主从站，实现主站时，可以作为主机获取其他设备数据及转换，作为从站时，可以实现不同协议转换为CANopen协议。
本实施例的WIFI电路与CPU电路连接，把各个接口采集的数据上传至云端或者本地机房进行数据分析。
所述数字输入输出电路由光电隔离芯片与三极管器件构成，其通过光电隔离电路与低功率单片机连接，在单片机发出指令后，通过数字输入输出电路发至***设备的接口。或者，数字输入输出电路将采集的数字信号通过光电隔离电路传给低功耗单片机。
本实施例的指示电路包括LED指示灯，其通过电阻连接到低功耗单片机的输出端，用于指示***工作状态及报警信息提醒。
本实施例的485接口电路通过***设备的485接口将低功耗单片机的信号与***设备通信。优选的，485电路还可以实现Modbus RTU主从站，作为主站时，可以连接多路从站设备进行通讯，作为从站时，可以将其他接口协议转换为MODBUS协议，实现不同协议设备互联通讯。
本实施例的RJ45接口电路包括第一RJ45接口电路和第二RJ45接口电路；所述第一RJ45接口电路和所述第二RJ45接口电路分别与所述第二排针接口电路连接，其中一路用于将采集的数据通过4G\LORA接口电路上传至服务器，另一路用于与底层其他设备进行通讯。每个RJ45电路通过PHY芯片与***设备的RJ45接口连接，通信时，RJ45电路既可以实现数据采集，同时也可以将数据发送至云端。
本实施例的DeviceNet电路通过第二排针接口电路、第一排针接口电路与CPU电路通信，即可实现DeviceNet主从站用于与其他设备通讯及数据采集。
本实施例的4G\LORA接口电路，自由选择使用4G或者LORA，其中在无4G网络覆盖的情况下，自动搜索并切换其他网络(WCDMA/TD-SCDMA/GSM)。
本实施例的DC-DC电路用于给核心板和接口板供电，主要包括DC-DC电源，其电压输入范围为7-30V，电流输出范围为0-3A。实现工业现场宽幅输入。
本实施例的模拟输入电路用于将采集的模拟信号转为数字信号，通过第一排针接口电路和第二排针接口电路传给低功耗单片机，进行数据的采集过程。其由采样电阻与滤波器构成，其AI1通道支持采集4~20mA模拟量，AI2支持采集0~30V模拟量，其中，AI1采集精度为1‰；通道AI2电压采集通道采集精度为2‰；
本实施例的第一排针接口电路和第二排针接口电路包括排针连接器与排母连接
本实用新型通过提供各种接口及可替换接口板，可以将两种不同协议种类的设备通过协议转换实现互联互通，同时可以使用一种接口将各类设备，机器人，传感器等的数据进行采集分析后通过多种方式上传至云平台进行大数据分析及故障模型搭建等。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.多协议数据采集板卡，其特征在于，包括核心板和接口板；
所述核心板包括分别与CPU电路连接的PROFIBUS接口电路、CAN接口电路、数字输入输出电路、指示电路、模式设置电路、下载调试电路和第一排针接口电路；
所述接口板包括分别与第二排针接口电路连接的485接口电路、DeviceNet接口电路、DC-DC电路、RJ45接口电路、4G\LORA接口电路和模拟输入电路；
所述第一排针接口电路和所述排针第二接口电路连接。
2.如权利要求1所述的板卡，其特征在于，所述核心板包括WIFI电路；所述WIFI电路与所述CPU电路连接。
3.如权利要求1所述的板卡，其特征在于，所述RJ45接口电路包括第一RJ45接口电路和第二RJ45接口电路；
所述第一RJ45接口电路和所述第二RJ45接口电路分别与第一接口电路连接。
4.如权利要求3所述的板卡，其特征在于，所述CPU电路包括32位 Cotex M4架构的单片机。
5.如权利要求1所述的板卡，其特征在于，所述DC-DC电路包括DC-DC电源；
所述DC-DC电源的电压输入范围为7-30V，电流输出范围为0-3A。
6.如权利要求4所述的板卡，其特征在于，所述单片机通过光电隔离电路将信号传给所述数字输入输出电路。
7.如权利要求4所述的板卡，其特征在于，所述指示电路包括LED指示灯；
所述LED指示灯与所述单片机的输出端连接。
8.如权利要求4所述的板卡，其特征在于，模式设置电路包括拨码开关。
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| CN116502585A (zh) * | 2023-06-30 | 2023-07-28 | 中北大学 | 一种层叠式大容量信号采集传输***及其设计方法 |
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2019
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