一种基于以太网的现场数据采集器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于以太网的现场数据采集器，包括ARM微控制器和以太网通讯单元，所述以太网通讯单元连接ARM微控制器的SPIO端口，所述八路模拟量输入单元连接ARM微控制器的ADC0端口，所述四路NPN晶体管输出单元连接ARM微控制器的输出IO端口，所述外部存储器连接ARM微控制器的IIC通信端口，所述按键组单元连接ARM微控制器的输入IO端口，所述LCD显示器连接ARM微控制器的SPI1端口。本实用新型专利技术能够稳定的实现八路工业现场模拟量信息的采集和四路NPN晶体管输出，并能通过现场数据采集器上的LCD显示屏观测模拟量采集数据值和输出状态值，通过以太网实现信息的实时输出供远端查询，且每个现场数据采集器的IP地址均可以通过按键更改设定。

【技术实现步骤摘要】
一种基于以太网的现场数据采集器
本技术属于测量仪器
，具体为一种基于以太网的现场数据采集器。
技术介绍
数据采集器，具备实时采集、自动存储、即时显示、即时反馈、自动处理、自动传输功能。为现场数据的真实性、有效性、实时性、可用性提供了保证。其具有一体性、机动性、体积小、重量轻、高性能，并适于手持等特点。现有技术中的数据采集器存在以下几个不足之处：1、一般的数据采集精度不高，在12-15位的转换精度；2、一般采集模块，以太网的IP地址设置较为复杂，需采用配置软件通过上位机进行配置；3、一般采集模块自身没有显示，采集数据必须通过上位机才能显示。
技术实现思路
本技术的目的在于：克服现有技术中存在的问题，一种基于以太网的现场数据采集器，具有高精度、现场本地显示功能。本技术采用的技术方案如下：一种基于以太网的现场数据采集器，包括ARM微控制器和以太网通讯单元，还包括八路模拟量输入单元、四路NPN晶体管输出单元、外部存储器、电源管理单元、硬件看门狗单元、按键组单元和LCD显示器，所述以太网通讯单元连接ARM微控制器的SPIO端口，所述八路模拟量输入单元连接ARM微控制器的ADC0端口，所述四路NPN晶体管输出单元连接ARM微控制器的输出IO端口，所述外部存储器连接ARM微控制器的IIC通信端口，所述按键组单元连接ARM微控制器的输入IO端口，所述LCD显示器连接ARM微控制器的SPI1端口。其中，所述电源管理单元和硬件看门狗单元（定时器电路）的输出端均与ARM微控制器的输入端相连接。其中，所述以太网通讯单元采用ENC28J60网络芯片。其中，所述四路NPN晶体管输出单元与ARM微控制器通过光耦隔离，对外输出每路最大负荷为1A/24VDC。其中，所述电源管理单元的输入电压范围为9-24V。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：1、本技术采用的ARM微控制器具有16位的转换精度，杜绝一般采集模块经常出现死机崩溃的现象。2、本技术能够稳定的实现八路工业现场模拟量信息的采集和四路NPN晶体管输出，并能通过现场数据采集器上的LCD显示屏观测模拟量采集数据值和输出状态值，通过以太网实现信息的实时输出供远端查询，且每个现场数据采集器的IP地址均可以通过按键更改设定。3、抗干扰能力强：即使因外来强干扰而死机，看门狗电路也可自行使数据采集器恢复正常工作。附图说明图1为本技术的硬件结构示意简图。图中标记：1、八路模拟量输入单元；2、ARM微控制器；3、以太网通讯单元；4、外部存储器；5、电源管理单元；6、四路NPN晶体管输出单元；7、硬件看门狗单元；8、按键组单元；9、LCD显示器。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。参照图1，一种基于以太网的现场数据采集器，包括ARM微控制器2和以太网通讯单元3，还包括八路模拟量输入单元1、四路NPN晶体管输出单元6、外部存储器4、电源管理单元5、硬件看门狗单元7、按键组单元8和LCD显示器9，以太网通讯单元3连接ARM微控制器2的SPIO端口，八路模拟量输入单元1连接ARM微控制器2的ADC0端口，四路NPN晶体管输出单元6连接ARM微控制器2的输出IO端口，外部存储器4连接ARM微控制器2的IIC通信端口，按键组单元8连接ARM微控制器2的输入IO端口，LCD显示器9连接ARM微控制器2的SPI1端口。本技术中，电源管理单元5和硬件看门狗单元7的输出端均与ARM微控制器2的输入端相连接。本实施例中，ARM微控制器2采用的是32位高性能低功耗微处理器，为采集器提供了1%精度的16位ADC转换接口、高速SPI通信接口和IIC通信接口，是整个现场数据采集器的控制核心；以太网通讯单元3采用ENC28J60网络芯片，提供10M以太网接口，支持UDP、TCP/IP、HTTP网络协议，支持TCP-MODBUS协议；八路模拟量输入单元1能够实现0-5V电压、0-10V电压、0-20mA电流和4-20mA电流值的采集，配合ARM微控制器2的高精度ADC端口，能够实时准确的获取现场实际模拟量数值；四路NPN晶体管输出单元6与ARM微控制器2通过光耦隔离，对外输出每路最大负荷为1A/24VDC，同时输出总电流不超过3A。外部存储器4采用IIC接口与ARM微控制器2通信，用来存储采集板的历史数据和每块采集板的IP地址值；电源管理单元5的输入电压范围为9-24V，一方面稳压输出3.3V电压为采集板各模块供电，另一方面为NPN晶体管提供对外输出电压；硬件看门狗单元7用于为ARM微控制器2提供复位信号，当ARM微控制器出现死机情况时，硬件看门狗单元7也可自行使数据采集器恢复正常工作；保证数据采集器的高效运行；按键组单元8用于设定采集板的IP地址和切换LCD显示的内容；LCD显示器9显示采集板的IP地址、八路模拟量输入单元1处理后的数据以及四路NPN晶体管输出单元6的输出状态值。该现场数据采集器采用的ARM微控制器具有16位的转换精度，杜绝一般采集模块经常出现死机崩溃的现象，且该现场数据采集器无需通过上位机即可进行显示，即通过模块自带的显示模块和触摸按键直接进行现场设置，以及现场本地显示。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于以太网的现场数据采集器，包括ARM微控制器（2）和以太网通讯单元（3），其特征在于，还包括八路模拟量输入单元（1）、四路NPN晶体管输出单元（6）、外部存储器（4）、电源管理单元（5）、硬件看门狗单元（7）、按键组单元（8）和LCD显示器（9），所述以太网通讯单元（3）连接ARM微控制器（2）的SPIO端口，所述八路模拟量输入单元（1）连接ARM微控制器（2）的ADC0端口，所述四路NPN晶体管输出单元（6）连接ARM微控制器（2）的输出IO端口，所述外部存储器（4）连接ARM微控制器（2）的IIC通信端口，所述按键组单元（8）连接ARM微控制器（2）的输入IO端口，所述LCD显示器（9）连接ARM微控制器（2）的SPI1端口。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于以太网的现场数据采集器，包括ARM微控制器（2）和以太网通讯单元（3），其特征在于，还包括八路模拟量输入单元（1）、四路NPN晶体管输出单元（6）、外部存储器（4）、电源管理单元（5）、硬件看门狗单元（7）、按键组单元（8）和LCD显示器（9），所述以太网通讯单元（3）连接ARM微控制器（2）的SPIO端口，所述八路模拟量输入单元（1）连接ARM微控制器（2）的ADC0端口，所述四路NPN晶体管输出单元（6）连接ARM微控制器（2）的输出IO端口，所述外部存储器（4）连接ARM微控制器（2）的IIC通信端口，所述按键组单元（8）连接ARM微控制器（2）的输入IO端口，所述LCD显示器（9）连接ARM微控制器（2）的SPI1端口。
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴奉爰，余向京，罗欣阳，许杨帆，
申请(专利权)人：益阳首创水务有限责任公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43