远程数据采集控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种远程数据采集控制装置，其包括：被控对象，单片机，PC机，所述被控对象经传感器、电压变换电路、A/D转换芯片与所述单片机相连；所述单片机又经继电器与所述被控对象相连；所述单片机与所述PC机经电平转换芯片相连。该装置可以实时采集被控对象多种参数信息并送PC机处理，可以选择由PC机远程或单片机本地控制被控对象。该装置具有采集数据量大、精度高、控制方式灵活等优点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及工业现场数据采集、远程控制，单片机与PC机通讯控制技术，特别涉及一种远程数据采集控制装置。
技术介绍
工业控制现场需要实时采集被控对象参数信息，以便于对被控对象进行实时监控，并根据相应控制算法计算控制量，完成相应控制任务。现代工业控制系统对控制准确性、快速性、稳定性提出了更高的要求，所以工业现场迫切需要一种能完成多通道、大容量、 高精度、稳定性高的数据采集控制装置。目前市场已存在数据采集控制装置，但是一般存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂，并且对工作环境要求较高等问题。有的采集装置只有几个通道，而且量化精度只有8位，使得系统采集数据量小，精度不高；同时AD转换芯片与嵌入式系统通讯还采用并行数据传输方式，占用较多的I/O 口且控制较为复杂。大多数采集装置选择将采集到的数据和内置控制算法直接保存到嵌入式系统中去，由于嵌入式系统本身资源的有限性， 使得其无法胜任大容量、高精度数据采集任务和精确、复杂的控制任务。现代计算机软硬件技术高速发展，使得远程数据采集控制变得更加经济高效，也便于将嵌入式系统灵活、方便和计算机大容量、高速度全部发挥出来。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术所要解决的技术问题是提供一种基于单片机与 PC机通讯的远程数据采集控制装置，本装置可以实时采集被控对象多种参数信息并送PC 机处理，可以选择由PC机远程或单片机本地控制被控对象。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案一种远程数据采集控制装置，其特征在于，其包括被控对象，单片机，PC机，所述被控对象与所述单片机相连，所述单片机与所述PC机相连。优选的，所述被控对象经传感器、电压变换电路、A/D转换芯片与所述单片机相连。优选的，所述单片机又经继电器与所述被控对象相连；优选的，所述单片机与所述PC机经电平转换芯片相连。优选的，所述单片机还与显示装置、控制方式选择电路相连。优选的，所述PC机还与文件存储设备和控制算法存储设备相连。上述技术方案有如下有益效果该方案可以实时采集被控对象多种参数信息并送 PC机处理，可以选择由PC机远程或单片机本地控制被控对象。高性能多通道AD转换芯片可以实现大容量、高精度模拟数据采集。单片机与PC机通讯可以将庞大的数据处理和复杂的控制任务交给计算机来完成。远程控制和本地控制模式选择切换，使系统灵活性得到加强。总之系统具有采集数据量大、精度高、控制方式灵活等优点。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可以依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附图说明图1为本技术实施例结构示意图。图2为本技术实施例单片机数据采集电路图。图3为本技术实施例单片机与PC机通讯电路图。图4为本技术实施例单片机串口中断流程图。图5为本技术实施例PC机串口接收事件流程图。具体实施方式以下结合附图对本技术的优选实施例进行详细介绍。如图1所示，本技术一种远程数据采集控制装置包括1被控对象，2传感器， 3电压变换电路，4A/D转换芯片，5继电器，6显示装置，7单片机，8控制方式选择，9电平转换芯片，10文件存储，IlPC机，12控制算法。被控对象经传感器、电压变换电路、A/D转换芯片与所述单片机相连；所述单片机又经继电器与所述被控对象相连；所述单片机与所述PC 机经电平转换芯片相连。单片机还与显示装置、控制方式选择电路相连，PC机还需要进行文件存储和读取控制算法操作。如图2所示，被控对象现场运行参数信息，可能是温度、湿度、压力、流量等非电量信号需要经传感器转换电量的信号，如果本身就是电量信号则可省略这一步。转换完成的电量信号可能过大或是过小，需要经电压变换电路转换到A/D转换芯片所能处理的范围， 再经AD转换芯片转换为数字信号。A/D转换由11通道12位高速A/D转换芯片TLC2543来完成，其与单片机之间数据通信采用的是串行通信的方式，只要进行四条信号线的连接即可，分别为片选信号CS，时钟信号CLK，数据移出Dout，数据移入Din。如图3所示，单片机与PC机之间采用串行方式通讯，可以实现将单片机现场采集到的数据传输给远程的PC机。单片机串口的输入输出电平为TTL电平，它与PC机串口的电气规范不同，必须进行RS-232电平和TTL电平之间的转换，才可实现单片机与PC机之间的通讯，本实施例采用MAX232作为转换芯片。图中C4、C5、C6、C7是MAX232芯片电源变换电路的外接电容，C8为电源去耦合电容，用来消除电源澡声影响。PC机的TXD信号经MAX232 将RS232信号电平转换为TTL电平送单片机RXD引脚；单片机的TXD信号经MAX232将TTL 电平转换为RS232电平送PC机的RXD引脚。Cl、C2、Yl构成单片机的外接晶振电路，电解电容C3和电阻Rl构成单片机复位电路。单片机与PC机建立通讯连接，将采集到的数字信号发送给PC机，PC机接收到采集数据显示在相应窗体上，可以实现对其进行监控，并可以将数据保存到文本文件或是数据库文件当中去。显示装置由四位共阳数码管组成，其中段选数据线直接和单片机一组I/O端口相连，位选数据线经驱动芯片ULN2003A和单片一组I/O端口相连。显示控制采用循环扫描的方式进行，即逐一点亮一位数码管，并高速切换，由于人眼的视觉停留特性，使其看上去好像四个数码管同时稳定显示。控制方式选择电路为一选择开关，开关打到不同位置，对应不同引脚电压，进而选择系统是处于PC机远程控制模式还是单片机本地控制模式。若是选择单片机本地控制模式则由单片机根据内置算法进行控制，若是PC机远程控制模式则根据计算机算法库中的算法计算控制数据，再将数据发送给单片机，由单片机负责解释执行。选择后一种方法可以实现复杂算法控制，精度较高，但控制过程也较为复杂。运行时用户可以根据需要选择控制方式，提高了系统的灵活性。如图4所示，单片机端串行接收数据采用中断控制方式。单片机端软件主要包括系统初始化，A/D转换，采集数据显示，PC机通讯程序，系统控制等内容。其中PC机通讯程序又包括发送程序和接收程序两部分。发送程序采用查询的方式进行，即设置好串口工作方式、波特率等通讯参数之后启动串口，查询数据是否发送完，发送完之后再发送下一字节，直到本次数据全部发送完成。单片机通讯接收程序采用串口中断的方式进行以提高CPU 工作效率，流程图如图4所示。单片机串口接收到一个字节数据则产生一次串行中断，进入中断服务执行。由于发送中断和接收中断均可以产生串行中断，所以进入中断首先判断是否是发送中断，如果是则清中断标志位并结束；如果是接收中断，则接收一个字节数据，并根据目前所处的控制模式进行控制，控制完成之后返回。如图5所示，PC机端通讯程序采用可视化开发工具VB 6. 0编写。PC机软件主要包括窗体设计，系统初始化，接收事件程序、发送数据、文件存储、控制算法计算等内容。接收事件处理是系统重要任务，其流程图如图5所示。当产生一个通讯事件时进入事件处理程序，首先判断是否是一个接收事件，如果是则从串口接收一个字符。再判断是否是一个通道数据的开始，一个通道数据为两个字本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种远程数据采集控制装置，其特征在于，其包括：被控对象，单片机，ＰＣ机，所述被控对象与所述单片机相连，所述单片机与所述ＰＣ机相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄克亚，
申请(专利权)人：黄克亚，
类型：实用新型
国别省市：32