CN201336049Y - 一种分布式无纸记录仪装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种分布式无纸记录仪装置，包括低速通信接口模块、高速以太网通信接口模块、USB设备接口模块、数据存储模块、电源管理模块、人机接口模块和数据分析模块，低速通信接口模块和高速以太网通信接口模块的输出端、USB设备接口模块的输出端以及人机接口模块的输出端分别连接数据分析模块的输入端，数据分析模块的输出端与数据存储模块连接；电源管理模块提供电源。针对现有技术存在的上述不足，本实用新型安装调试灵活性强，系统升级快捷性强，信号采集完整性高，信息存储丰富性好，并能根据需求查找历史信息以便对现场分布式设备的运行状态的分析。
Description
技术领域
本实用新型涉及分布式无纸记录仪设备，具体涉及一种用于工业场合分布式设备集中管理的分布式无纸记录仪装置。
背景技术
传统意义上，无纸记录仪将对外界传感器的信号进行采样、并记录采样得到的数据，根据用户选择的配置显示出用户需要的时间段的数据，使其实现无笔、无纸记录。但是随着技术的进步，对无纸记录仪的要求越来越高。如对无纸记录仪安装调试的灵活性、系统升级的快捷性，信号采集的完整性、信息存储的丰富性等等都提出了较高的要求。新型无纸记录仪装置的研制成为业内人士有待解决的课题。
目前，已有的无纸记录仪装置功能单一，收集信息方法比较落后。如市场上存在大量的无纸记录仪大都采用数据采集模块和数据分析模块一体的方式。但在实际应用过程中，现有的无纸记录仪装置功能上仍然存在以下不足：
一、某些产品为保障收集传感器信息的通道多，不惜牺牲安装调试的复杂度。在仪表的后端会出现密密麻麻的连接信号端子，对于整套系统的安装带来一定的难度，稍有不慎就会增加整套系统的调试复杂度，可谓费时费力。
二、某些产品在正常运行的系统中，根据需求要对硬件进行升级甚至某一模块发生故障需要更换维护时，为确保更换的安全性，需关闭整套系统。这对于信号采集的不间断性又提出了一定的挑战。
三、某些产品为降低产品的成本，不惜牺牲信号采集的完整性。这对于要求记录信号的完整性要求高的场合，无疑是一种商业欺骗。
四、某些产品为节约内部存储器的使用空间，不惜降低信息存储的丰富性以获得更多的存储空间来满足用户对记录仪记录时间长的要求。这完全不符合记录仪实际运行中，实时信息的实时采集记录的最低要求。
因此，急需研制出安装调试灵活性强、系统升级快捷性好，信号采集完整性高、信息存储丰富性好的新型无纸记录仪装置。
实用新型内容
针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的是提供一种安装调试灵活性强、系统升级快捷性强、信号采集完整性高、信息存储丰富性好的分布式无纸记录仪装置。
本实用新型的目的是这样实现的：一种分布式无纸记录仪装置，其特征在于，包括低速(RS232、RS485)通信接口模块、高速(10M、10/100M)以太网通信接口模块、USB设备接口模块、数据存储(CF卡、SD卡)模块、电源管理模块、人机接口(液晶显示、触摸屏)模块和数据分析模块，低速(RS232、RS485)通信接口模块和高速(10M、10/100M)以太网通信接口模块的输出端分别连接数据分析模块的输入端，USB设备接口模块的输出端与数据分析模块的输入端相连，人机接口(液晶显示、触摸屏)模块的输出端与数据分析模块的输入端连接，数据分析模块的输出端与数据存储模块连接；
电源管理模块为低速(RS232、RS485)通信接口模块和高速(10M、10/100M)以太网通信接口模块、数据存储(CF卡、SD卡)模块、人机接口(液晶显示、触摸屏)模块和数据分析模块提供电源；
其中，低速(RS232、RS485)通信接口模块和高速(10M、10/100M)以太网通信接口模块与外部分布式系统的总线连接，为该装置提供数据收集通道；USB设备接口模块与外设相连，为该装置提供丰富的即插即用外设；数据存储模块与数据分析模块连接，为该装置提供采集信息的安全存储；人机接口模块与数据分析模块连接，为该装置提供良好的人机操作界面。
所述的低速(RS232、RS485)通信接口模块由与高性能ARM9提供的3个UART以及通过ARM9的USB主口利用PL2303HX芯片扩展一个UART，经SP3243芯片和ADM2483BRW芯片分别转换得到两个RS232、两个RS485接口；高速(10M、10/100M)以太网通信接口模块由DM9000A和CS8900芯片转换得到。
所述的数据分析模块由高性能ARM9、32位S3C2440AL芯片、联接在该芯片上的XTAL1端的16.9344M晶体振荡器及振荡电容、SDRAM(同步动态随机存取存储器)、NAND Flash(NAND闪存)部分组成。
所述的电源管理模块采用LM2596T-5.0芯片将+12V转换成+5V为装置供电；两片LM1085-3.3芯片将+5V转换成+3.3V分别为装置和核心板进行供电；以及LP3965芯片经转换得到的1.30V为S3C2440AL供电。
所述的USB设备接口模块为装置提供了扩展即插即用的外设提供可能，如打印机、USB存储器等。
采用上述方案后，相比现有技术，本实用新型具有以下优点：
一、本装置采用集散控制理论，对分散式外设进行集中管理。
二、本装置采用先进的数据分析模块、低速(RS232、RS485)通信接口模块、高速(10M、10/100M)以太网通信接口模块、USB设备接口模块、数据存储(CF卡、SD卡)模块、电源管理模块、和人机接口(液晶显示、触摸屏)模块，通过低速(RS232、RS485)通信接口模块、高速(10M、10/100M)以太网通信接口模块实时高速的采集外设信号，能实时记录采集信息，并根据用户选择的配置显示出用户需要的时间段的数据。
三、本装置采用高性能的ARM9芯片，通过联接在该芯片上的XTAL1端的16.9344M晶体振荡器及振荡电容、SDRAM、NAND Flash等部分组成运算功能强大的数据分析模块。
四、本装置采用现有成熟的电子元件、模块和芯片，具有性能可靠、测量精度高的特点。
五、本装置具有安装调试灵活性强、系统升级快捷性好，信号采集完整性高、信息存储丰富性好等优点，解决了数据采集模块分散，统一管理的难题，能实时的采集、记录、保存、转存、打印等特点。
六、本装置结构简单，功能强大，可长时间运行在工业场合。
附图说明
图1是本实用新型的原理方框图；
图2是本实用新型的数据分析原理方框图；
图3为本实用新型的低速通信接口模块中COM1、COM2口的电路图；
图4为本实用新型的低速通信接口模块中COM3、COM4口的电路图；
图5为本实用新型的高速通信接口模块(10M以太网)的电路图；
图6为本实用新型的高速通信接口模块(10/100M以太网)的电路图；
图7为本实用新型的USB设备接口模块的电路图；
图8为本实用新型的数据储存模块(SD卡)的电路图；
图9为本实用新型的数据储存模块(CF卡)的电路图；
图10-1为本实用新型的220V交流电转化12V直流电的电路图；
图10-2为本实用新型的12V直流电转化5V直流电的电路图；
图10-3为本实用新型的5V直流电转化3.3V直流电为外部接口供电的电路图；
图10-4为本实用新型的5V直流电转化3.3V直流电为内部接口供电的电路图；
图10-5为本实用新型的3.3V直流电转化1.3V直流电的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，一种分布式无纸记录仪装置，主要包括位低速(RS232、RS485)通信接口模块1、高速(10M、10/100M)以太网通信接口模块2、USB设备接口模块3、数据存储(CF卡、SD卡)模块4、电源管理模块5、人机接口(液晶显示、触摸屏)模块6和数据分析模块7，低速(RS232、RS485)通信接口模块1和高速(10M、10/100M)以太网通信接口模块2的输出端分别连接数据分析模块7的输入端，USB设备接口模块3的输出端与数据分析模块7的输入端相连，人机接口(液晶显示、触摸屏)模块6的输出端与数据分析模块7的输入端连接，数据分析模块7的输出端与数据存储模块4连接；
电源管理模块5为低速(RS232、RS485)通信接口模块1和高速(10M、10/100M)以太网通信接口模块2、数据存储(CF卡、SD卡)模块4、人机接口(液晶显示、触摸屏)模块6、数据分析模块7提供电源；
其中，低速(RS232、RS485)通信接口模块1和高速(10M、10/100M)以太网通信接口模块2与外部分布式系统的总线连接，为该实用新型提供数据收集通道；USB设备接口模块3与外设相连，为该实用新型提供丰富的即插即用外设；数据存储模块4与数据分析模块7连接，为该实用新型提供采集信息的安全存储；人机接口模块6与数据分析模块7连接，为该实用新型提供良好的人机操作界面；
图中，省略本装置的壳体及外部结构。
参见图2，本实用新型分布式无纸记录仪装置的数据分析模块7由联接在该芯片上的XTAL1端的16.9344M晶体振荡器及振荡电容、SDRAM、NAND Flash等部分组成。其中SDRAM和NAND Flash芯片与ARM9主控芯片S3C2440AL的连接方式是按照该芯片的典型应用连接，在此不再复述。
参见图3和图4，本实用新型分布式无纸记录仪装置具有四个低速通信接口模块，包含有2个RS232、2个RS485。其中COM1、COM2为全功能双工RS-232C接口，COM3，COM4为单工RS-485接口。出COM1外，其余COM接口都是由S3C2440AL自带的接口引出，经转换芯片得到。COM1是通过数据分析模块所带USB接口通过PL-2303HX扩展得到标准的RS-232C端口。COM1和COM2端口ESD静电防护高达±15KV非接触式放电和±8KV接触式放电。COM3与COM4是通过ADM2483BRW进行电平驱动得到的RS-485端口，外部有功能齐全的隔离保护元件，隔离电压可高达3000V。
参见图5和图6，是本实用新型分布式无纸记录仪装置的高速通讯模块，一个10M以太网口和一个10/100M的以太网口。10M的以太网口是通过芯片CS8900A扩展，外部接口是带网络变压器的RJ45接口HR911103A，10/100M的以太网口是用过芯片DM9000扩展，外部接口是带网络变压器的RJ45接口HR911105A。
参见图7，给出了本实用新型分布式无纸记录仪装置的一种USB设备接口模块的电路图，通过芯片AU9254A21可以把S3C2440AL自带的USB主机接口扩展为四个USB端口，每个USB端口都有可恢复保险丝和ESD保护器PACDN044，可恢复保险丝可以保护USB接口不会被浪涌烧坏，ESD保护器可以保护USB的总线免于静电干扰。同时在输入的DP线上增加了复位控制，如果USB出现故障可以通过软件对起进行复位而不需要复位整个系统。
参见图8和图9，本实用新型分布式无纸记录仪装置的数据储存模块(SD卡、CF卡)的电路图，SD卡是本实用新型分布式无纸记录仪装置的核心模块自带的，只是进行了简单的连线外接，而CF卡模块是通过总线扩展，通过核心模拟CF卡所需的控制程序。
参见图10-1、图10-2、图10-3、图10-4和图10-5，是本实用新型分布式无纸记录仪装置的电源管理模块的电路图，通过AV-DC电源模块HAS20-12-W将220V交流电转化为12V直流，前端加了压敏电阻，防止突然的高压损坏电源模块；热敏电阻，防止开机瞬间的大电流；两个共模电感可以有效的消除共模干扰；已经X电容和Y电容，滤除杂波。12V电压直接提供给液晶背光驱动，然后通过效率高达80％以上的电源管理LM2596将12V电压转化为5V，USB需要使用5V电源，5V的电源通过两个LM1085转化为3.3V分别为接口和内部核心供电，U6为外部接口供电，U7为内部核心供电。U7所转化的3.3V电压，再通过LP3965转化为1.3V为ARM9供电。
Claims (5)
1、分布式无纸记录仪装置，其特征在于，包括低速通信接口模块(1)、高速以太网通信接口模块(2)、USB设备接口模块(3)、数据存储模块(4)、电源管理模块(5)、人机接口模块(6)和数据分析模块(7)，低速通信接口模块(1)和高速以太网通信接口模块(2)的输出端分别连接数据分析模块(7)的输入端，USB设备接口模块(3)的输出端与数据分析模块(7)的输入端相连，人机接口模块(6)的输出端与数据分析模块(7)的输入端连接，数据分析模块(7)的输出端与数据存储模块(4)连接；电源管理模块(5)为低速通信接口模块(1)和高速以太网通信接口模块(2)、数据存储模块(4)、人机接口模块(6)和数据分析模块(7)和数据分析模块(7)提供电源；其中，低速通信接口模块(1)和高速以太网通信接口模块(2)与外部分布式系统的总线连接，为该装置提供数据收集通道；USB设备接口模块(3)与外设相连，为该装置提供丰富的即插即用外设；数据存储模块(4)与数据分析模块(7)连接，为该装置提供采集信息的安全存储；人机接口模块(6)与数据分析模块(7)连接，为该装置提供良好的人机操作界面。
2、根据权利要求1所述的分布式无纸记录仪装置，其特征在于，所述低速通信接口模块(1)由与高性能ARM9提供的3个UART以及通过ARM9的USB主口利用PL2303HX芯片扩展一个UART，经SP3243芯片和ADM2483BRW芯片分别转换得到两个RS232、两个RS485接口；高速以太网通信接口模块(2)由DM9000A和CS8900芯片转换得到。
3、根据权利要求1所述的分布式无纸记录仪装置，其特征在于，所述数据分析模块(7)由高性能ARM9、32位S3C2440AL芯片、联接在该芯片上的XTAL1端的16.9344M晶体振荡器及振荡电容、SDRAM、NAND Flash部分组成。
4、根据权利要求1所述的分布式无纸记录仪装置，其特征在于，所述电源管理模块(5)采用LM2596T-5.0芯片将+12V转换成+5V为装置供电；两片LM1085-3.3芯片将+5V转换成+3.3V分别为装置和核心板进行供电；以及LP3965芯片经转换得到的1.30V为S3C2440AL供电。
5、根据权利要求1所述的分布式无纸记录仪装置，其特征在于，所述USB设备接口模块(3)为装置提供了扩展即插即用的外设。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN102495562A (zh) * | 2011-12-30 | 2012-06-13 | 上海自动化仪表股份有限公司 | Sr1000无纸记录仪表采样电路 |
-
2008
- 2008-12-04 CN CNU2008202293238U patent/CN201336049Y/zh not_active Expired - Fee Related
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