基于智慧工厂的多功能数据采集器、采集系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105785958A(43)申请公布日2016.07.20(21)申请号201610311330.1(22)申请日2016.05.08(71)申请人杭州集控软件有限公司地址310000浙江省杭州市拱墅区祥园路88号中国智慧信息产业园2期3号楼9楼(72)发明人解诗军王春(51)Int.Cl.G05B19/418(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称基于智慧工厂的多功能数据采集器、采集系统及方法(57)摘要本发明公开了一种基于智慧工厂的多功能数据采集器、采集系统及方法，采集器包括微处理器及分别与微处理器相连的电源模块、485收发器芯片、232收发器芯片、IO信号转换电路以及两个以太网协议栈芯片；485收发器芯片、232收发器芯片分别具有RS-485接口、RS-232接口，用于连接外部设备并采集设备数据；以太网协议栈芯片具有以太网接口，用于连接上位机或其它采集器并传送数据；IO信号转换电路，具有IO端口，用于连接外部设备并采集信号或是对设备进行控制；该采集器可以配置成主站或从站模式，接口灵活，从而更加经济、便捷、高效地将现场各种设备与分散采集点的数据读取上来，为智慧工厂的建立提供完整而准确的底层数据。CN105785958ACN105785958A权利要求书1/2页1.一种基于智慧工厂的多功能数据采集器，其特征是：包括微处理器及分别与微处理器相连的电源模块、485收发器芯片、232收发器芯片、IO信号转换电路以及两个以太网协议栈芯片；电源模块用于为采集器提供电源；485收发器芯片、232收发器芯片分别具有RS-485接口、RS-232接口，用于连接外部设备并采集设备数据；以太网协议栈芯片具有以太网接口，用于连接上位机或其它采集器并传送数据；IO信号转换电路，具有IO端口，用于连接外部设备并采集信号或是对设备进行控制，微处理器将485收发器芯片、232收发器芯片、IO信号转换电路、以太网协议栈芯片采集的信号或数据进行处理与管理。2.根据权利要求1所述的基于智慧工厂的多功能数据采集器，其特征是：所述的微处理器为基于Cortex-M3内核的STM32F103C8单片机。3.根据权利要求1所述的基于智慧工厂的多功能数据采集器，其特征是：485收发器芯片为SP3485芯片，232收发器芯片为SP3232芯片。4.根据权利要求1所述的基于智慧工厂的多功能数据采集器，其特征是：IO信号转换电路包括用于采集并控制模拟信号的模拟量输入电路、用于控制开关量信号的开关量输入电路及用于控制小功率设备的开关量输出电路。5.根据权利要求1所述的基于智慧工厂的多功能数据采集器，其特征是：在电源模块与485收发器芯片之间还连接有电源隔离模块。6.基于智慧工厂的多功能数据采集系统，其特征是：包括上位机、主站设备、被采集的设备及如权利要求1～5任一项所述的至少一个数据采集器，RS-485接口、RS-232接口通过上位机分别独立地配置成主站或从站模式；当配置成从站模式时，主站设备可以通过ModbusRTU协议对数据采集器进行读写操作；当配置成主站模式时，又可以通过上位机对这个被配置成主站模式的接口的通讯协议进行选择，从而与现场不同的被采集的设备进行通讯。7.根据权利要求6所述的基于智慧工厂的多功能数据采集系统，其特征是：所述的主站设备为PC机或PLC控制器。8.基于权利要求6所述的多功能数据采集系统的采集方法，其特征是：数据采集器上电时，首先进行初始化处理，待其稳定后，对采集器的以太网协议栈芯片、485收发器芯片、232收发器芯片进行初始化处理；然后用上位机配置软件对通讯参数、IO通道模式进行初始化操作，待按下确认按钮后，程序判断参数设置成功，则配置结束；RS-485接口、RS-232接口通过上位机分别独立地配置成主站或从站模式；当配置成主站模式时，通过上位机对这个被配置成主站模式的接口的通讯协议进行选择，从而使数据采集器与现场不同的被采集的设备进行通讯；当配置成从站模式时，主站设备可以通过ModbusRTU协议对数据采集器进行读写操作，以获取其采集的数据。9.根据权利要求8所述的采集方法，其特征是：当现场布置了多个数据采集器时，各个采集器通过以太网接口以菊花链的形式连接起来，以组成分布式数据采集系统，上位机或主站设备可以通过ModbusTCP协议，读取以太网接口的数据。10.根据权利要求8所述的采集方法，其特征是：该方法具体是指：一，首先，微控制器上电后调用初始化函数，对时钟、中断以及GPIO、串口、定时器、模数转换器ADC、直接存取器DMA诸外设资源进行初始化操作；二，微控制器调用各硬件初始化函数对以太网协议栈芯片、485收发器芯片、232收发器2CN1057