專利名稱：多功能無線采集器的制作方法
技術領域：
多功能無線采集器技術領域[0001]本實用新型涉及一種多功能無線采集器。
背景技術：
[0002]近年來，隨著國民經濟的不斷發展，城鄉基本建設規模逐年加大，施工現場的特種 工程設備的數量也不斷增加。據統計，全國各地僅塔式起重設備就有80余萬臺，各類工程 車輛千萬以上。而這些特種設備在使用中也存在巨大的安全隱患。在過去的幾年中，機械 工程設備安全事故時有發生，其主要原因是一些使用單位違反建筑機械安全管理規定，違 章指揮、違章作業，甚至個別施工現場隨意裝載超過塔機的額定起重量、不按規定進行例行 檢查和維修保養等。由于監控手段落后，不能及時預警隱患、提示風險，導致事故頻有發生， 同時也難以對多數事故原因做出準確判定。[0003]為解決此類問題得頻繁發生，政府各級部門要求安裝特種設備安裝安全監控系 統。傳統的視頻監控只能起到監視外部情況得作用，不能有效的監測到機械設備內部的故 障和人員的技術操作失誤。此外，很多企業在購買了安全監控系統后，隨著特種設備的更換 和升級，安全監控系統也要隨著淘汰，這就造成了資金和資源的不斷浪費。實用新型內容[0004]本實用新型的目的在于避免上述背景技術中的不足之處而提供的一種通用的、多 用途無線采集器，它的模塊化設計可以解決特種設備更換和升級帶來的安全監控系統匹配 問題，從而很大程度的避免這種浪費情況的發生。該模塊化多用途安全監控管理系統具有 體積小、功耗低、通用性的特點。[0005]本實用新型的目的是這樣實現的，一種多功能無線采集器，包括主控板、傳輸板、 顯示板、控制板、采集板，傳輸板一側與監控平臺連接，另一側與主控板連接，傳輸板負責將 從監控平臺接收的數據通過接口傳送給主控板，將主控板處理后的監測數據傳輸給監控平 臺，接口支持RS-232/485、TTL、USB接口類型，主控板將處理后的數據結果傳送給傳輸板， 由傳輸板傳輸給監控平臺；采集板一側與監控設備連接，另一側與主控板連接，采集板負責 從監控設備采集數據，并將數據傳送給主控板，采集的信號有模擬信號和數字信號；顯示板 與主控板連接，負責將主控板處理后的數據顯示到顯示屏上，顯示板支持多種顯示方式，如 工控屏、液晶屏、觸摸屏、外接VGA視頻，根據不同需求連接不同顯示產品；控制板與主控板 連接，負責向主控板輸出各類控制信號，如繼電器控制、電機正反序控制、開關控制、脈沖量 控制等控制信號，通過更換控制板可以控制不同的設備；主控板負責協調和主控傳輸板、控 制板、顯示板、采集板卡之間的關系，并可以進行數據運算和數據存儲，是核心板卡。[0006]所述的主控板包括數據處理模塊、數據存儲模塊、RS-232/485接口、TTL接口、USB 接口、串口通訊芯片、USB接口芯片、串口通訊接口、SPI通訊接口、AD轉換及處理模塊、并口 接口、I2C通訊接口、VGA接口芯片、DB15標準VGA接口、總線擴展器GPIO ;其中，RS-232/485 接口與串口通訊芯片連接，串口通訊芯片與串口通訊接口連接，傳輸數據通過RS-232/485接口和串口通訊芯片傳輸到串口通訊接口 ；TTL接口直接與串口通訊接口連接，負責將從 傳輸板接收到的數據傳輸到串口通訊接口 ;USB接口與USB接口芯片連接，USB接口芯片與 數據處理模塊連接，監控數據從USB接口通過USB接口芯片傳輸到數據處理模塊；數據處理 模塊與總線擴展器連接，將處理后的數據結果發送給總線擴展器GPI0，總線擴展器GPIO也 將控制信號數據發送給數據處理模塊；AD轉換及處理模塊與SPI通訊接口連接，SPI通訊接 口與數據處理模塊連接，采集板從監控設備采集到的數據通過AD轉換及處理模塊處理后， 發送給SPI通訊接口，SPI通訊接口再將數據轉換處理后發送給數據處理模塊；數據處理模 塊與并口接口、I2C通訊接口連接，I2C通訊接口與VGA接口芯片連接，VGA接口芯片與DB15 標準VGA接口連接，數據處理模塊將處理后的數據通過并口接口和DB15標準VGA接口傳送 給顯示板；I2C通訊接口與數據存儲模塊連接，數據存儲模塊負責存儲由數據處理模塊通 過I2C通訊接口發送來的數據；DB15標準VGA接口和并口接口與顯示板連接，監控數據通 過該接口傳送到顯示板。[0007]本實用新型與背景技術相比，具有如下優點[0008](I)本實用新型的結構采用模塊化設計，模塊化設計使產品整體可靠性更高，運算 速度大大提高；[0009](2)故障發生時，檢測和維護的成本更低，便于維護；[0010](3)功能模塊清晰，當被監控的特種設備更換和升級后，只需更換采集板，避免了 資金和資源的浪費；[0011](4)本實用新型用途廣泛、易于擴展，可移植性好。
[0012]圖1是本實用新型系統組成框圖。[0013]圖2是本實用新型主控板內部結構框圖。
具體實施方式
[0014]如圖1，本實用新型實施例所述的一種多功能無線采集器，包括主控板200、傳輸 板100、顯示板400、控制板300、采集板500，各部件按照圖1進行連接。傳輸板100 —側與監 控平臺連接，另一側與主控板200連接，傳輸板100負責將從監控平臺接收的數據通過接口 傳送給主控板200，主控板200處理后的監測數據傳輸給監控平臺，接口支持RS-232/485、 TTL、USB接口類型，傳輸協議支持ZIGBEE協議、TCPIP協議、RS協議、MODBUS協議，傳輸方式 包括ZIGBEE、GPRS、RS485、RS232、TTL、3G方式，隨著通信方式的不斷發展，還以拓展4G等更 新的傳輸模塊以供選擇；主控板200將處理后的數據結果傳送給傳輸板100，由傳輸板100 傳輸給監控平臺；采集板500 —側與監控設備連接，另一側與主控板200連接，采集板500 負責從監控設備采集數據，并將數據傳送給主控板200，采集的信號包括模擬信號和數字信 號，采集板500具有很強的擴充功能，適應不同的行業可滿足多種用途，如可根據需要在采 集板500上安裝水壓傳感器和煙霧傳感器即可應用在消防安全方面；在采集板500上裝上 壓力傳感器，并且去掉顯示部分即可應用在電梯安全方面；在采集板500上裝上適用于農 業的溫濕度、光照強度、二氧化碳濃度等傳感器就能在農業采集站使用；顯示板400與主控 板200連接，負責將主控板200處理后的數據顯示到顯示屏上，顯示板400支持多種顯示方式，如工控屏、液晶屏、觸摸屏、外接VGA視頻，根據用戶需求連接不同顯示產品；控制板300 與主控板200連接，負責向主控板200輸出多種控制信號，包括繼電器控制、電機正反序控 制、開關控制、脈沖量控制等控制信號，通過更換控制板300可以控制不同的設備；主控板 200負責協調傳輸板100、控制板300、顯示板400、采集板500之間的關系，并進行數據運算 和數據存儲，是核心板卡。[0015]如圖2，是本實用新型主控板內部結構框圖。包括數據處理模塊240、數據存儲模 塊 275、RS-232/485 接口 205、TTL 接口 210、USB 接口 215、串口通訊芯片 220、USB 接 口芯片 230、串口通訊接口 225、SPI通訊接口 245、AD轉換及處理模塊250、并口接口 255、I2C通訊 接口 270、VGA接口芯片 265、DB15標準VGA接口 260、總線擴展器GPI0280 ;其中，RS-232/485 接口 205與串口通訊芯片220連接，串口通訊芯片220與串口通訊接口 225連接，串口通訊 接口 225與數據處理模塊240連接，完成主控板200與監控平臺數據的發送和監控平臺命 令的接收工作；TTL接口 210直接與串口通訊接口 225連接，串口通訊接口 225與數據處理 模塊240連接，完成主控板200與監控平臺數據的發送和監控平臺命令的接收工作；USB接 口 215與USB接口芯片230連接，USB接口芯片230與數據處理模塊240連接，完成主控板 200與監控平臺數據的發送和監控平臺命令的接收工作；數據處理模塊240與總線擴展器 GPI0280連接，完成主控板200與控制板300之間控制信號的接收和發送；AD轉換及處理 模塊250與SPI通訊接口 245連接，SPI通訊接口 245與數據處理模塊240連接，采集板從 監控設備采集到的數據通過AD轉換及處理模塊250處理后，發送給SPI通訊接口 245，再 經SPI通訊接口 245將數據轉換處理后發送給數據處理模塊240 ;數據處理模塊240與并 口接口 255、I2C通訊接口 270連接，I2C通訊接口 270與VGA接口芯片265連接，VGA接口 芯片265與DB15標準VGA接口 260連接，數據處理模塊340將處理后的數據通過并口接口 255或DB 15標準VGA接口 260傳送給顯示板400 ；I2C通訊接口 270與數據存儲模塊275連 接，數據存儲模塊275負責存儲由數據處理模塊240通過I2C通訊接口 270發送來的數據； DB15標準VGA接口 260和并口接口 255與顯示板400連接，監控數據通過該接口傳送到顯 示板400。[0016]本實用新型的工作原理[0017]本實用新型多功能無線采集器運行時，首先從采集板500采集特種設備運行時的 監控數據，將數據以模擬數字信號形式輸入給主控板200的AD轉換及處理模塊250，經模 數轉換后通過SPI通訊接口 245下達給數據處理模塊240，數據經數據處理模塊240處理， 同時控制板300與主控板200之間相互通信，由控制板300向主控板200發出控制信號，控 制主控板200的數據處理操作，數據經處理后通過并口接口 255和I2C通訊接口 270傳送 給顯示板400，并經顯示屏顯示數據，同時將數據通過RS-232/485接口 205、TTL接口 210、 USB接口 215發送給傳輸板100，經傳輸板100發送給監控平臺，監控平臺也能將監控指令 經傳輸板100發送給數據處理模塊200 ;在數據處理過程中，主控板200中的數據存儲模塊 275能夠將數據進行存儲。[0018]本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下都可得出 其他各種形式的產品，但不論在其形狀或結構上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相 似的技術方案，均落在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種多功能無線采集器，包括主控板(200)、傳輸板(100)、顯示板(400)、控制板 (300)和采集板(500)，其特征在于傳輸板(100) —側與監控平臺連接，另一側與主控板 (200)連接，傳輸板(100)負責將從監控平臺接收的數據通過接口傳送給主控板(200)，以及將主控板(200)處理后的監測數據傳輸給監控平臺；采集板(500) —側與監控設備連接，另一側與主控板(200)連接，采集板(500)負責從監控設備采集數據，并將數據傳送給主控板(200)，采集模擬信號和數字信號；顯示板(400)與主控板(200)連接，負責將主控板(200)處理后的數據顯示到顯示屏上；控制板(300)與主控板(200)連接，負責向主控板(200)輸出各類控制信號；主控板(200)負責協調傳輸板(100)、控制板(300)、顯示板 (400)、采集板(500)之間的關系，并進行數據運算和數據存儲，是核心板卡。
2.根據權利要求1所述的多功能無線采集器，其特征在于所述的傳輸板(100)與主控板(200)之間的接口支持RS-232/485、TTL、USB接口類型，傳輸協議支持ZIGBEE協議、 TCPIP 協議、RS 協議、MODBUS 協議，傳輸方式包括 ZIGBEE、GPRS, RS485、RS232、TTL、3G 方式。
3.根據權利要求1所述的多功能無線采集器，其特征在于所述的采集板(500)上安裝水壓傳感器和煙霧傳感器即可應用在消防安全方面；在采集板(500)上裝上壓力傳感器即可應用在電梯安全方面；在采集板(500)上裝上適用于農業的溫濕度、光照強度、二氧化碳濃度傳感器就能在農業采集站使用。
4.根據權利要求1所述的多功能無線采集器，其特征在于所述的顯示板(400)支持多種顯示方式，包括工控屏、液晶屏、觸摸屏、外接VGA視頻，根據用戶需求連接不同顯示產品O
5.根據權利要求1所述的多功能無線采集器，其特征在于所述的控制板(300)向主控板(200)輸出多種控制信號，包括繼電器控制、電機正反序控制、開關控制、脈沖量控制控制信號。
6.根據權利要求1所述的多功能無線采集器，其特征在于所述的主控板(200)包括數據處理模塊(240)、數據存儲模塊(275)、RS-232/485接口 (205)、TTL接口 (210)、USB 接口(215)、串口通訊芯片(220)、USB接口芯片(230)、串口通訊接口(225)、SPI通訊接口(245)、AD轉換及處理模塊(250)、并口接口(255)、I2C通訊接口(270)、VGA接口芯片 (265)、DB 15 標準 VGA 接口 (260)、總線擴展器 GPIO (280);其中，RS-232/485 接口 (205)與串口通訊芯片(220)連接，串口通訊芯片(220)與串口通訊接口(225)連接，串口通訊接口 (225)與數據處理模塊(240)連接，完成主控板(200)與監控平臺數據的發送和監控平臺命令的接收工作；TTL接口(210)直接與串口通訊接口(225)連接，串口通訊接口(225)與數據處理模塊(240)連接，完成主控板(200)與監控平臺數據的發送和監控平臺命令的接收工作；USB接口(215)與USB接口芯片(230)連接，USB接口芯片(230)與數據處理模塊 (240)連接，完成主控板(200)與監控平臺數據的發送和監控平臺命令的接收工作；數據處理模塊(240)與總線擴展器GPIO (280)連接，完成主控板(200)與控制板(300)之間控制信號的接收和發送；AD轉換及處理模塊(250)與SPI通訊接口(245)連接，SPI通訊接口 (245)與數據處理模塊(240)連接，采集板從監控設備采集到的數據通過AD轉換及處理模塊(250)處理后，發送給SPI通訊接口(245)，再經SPI通訊接口(245)將數據轉換處理后發送給數據處理模塊(240);數據處理模塊(240)與并口接口(255)、I2C通訊接口(270)連接，I2C通訊接口(270)與VGA接口芯片(265)連接，VGA接口芯片(265)與DB15標準 VGA接口(260)連接，數據處理模塊(340)將處理后的數據通過并口接口(255)或 DB15標準VGA接口(260)傳送給顯示板(400) ;I2C通訊接口(270)與數據存儲模塊(275)連接， 數據存儲模塊(275)負責存儲由數據處理模塊(240)通過I2C通訊接口(270)發送來的數據；DB15標準VGA接口(260)和并口接口(255)與顯示板(400)連接，監控數據通過該接口傳送到顯示板(400)。
專利摘要本實用新型涉及一種多功能無線采集器，包括主控板、傳輸板、顯示板、控制板和采集板，其中主控板包括數據處理模塊、數據存儲模塊、RS-232/485接口、TTL接口、USB接口、串口通訊芯片、USB接口芯片、串口通訊接口、SPI通訊接口、AD轉換及處理模塊、并口接口、I2C通訊接口、VGA接口芯片、DB15標準VGA接口、總線擴展器GPIO。本實用新型的有益效果為本實用新型的結構采用模塊化設計，使產品整體可靠性更高，運算速度大大提高；功能模塊清晰，當被監控的特種設備更換和升級后，只需更換采集板，避免了資金和資源的浪費；用途廣泛、易于擴展，可移植性好。
文檔編號G08C17/02GK202887430SQ201220591540
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月12日 優先權日2012年11月12日
發明者馮驍 申請人:北京圣巖迅科技發展有限公司