本發(fā)明涉及諸多嵌入式技術(shù)，包含有CAN總線技術(shù)、RS232通訊協(xié)議、RS485通訊協(xié)議設(shè)計(jì)、4-20ma技術(shù)等，是工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集裝置的解決方案。

背景技術(shù)：

目前數(shù)據(jù)采集裝置種類較多。但是符合工業(yè)級(jí)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備的一般都具有以下幾個(gè)缺點(diǎn)：

1、可移植性較差。設(shè)備一般都是定向設(shè)計(jì)的，符合某個(gè)特定的應(yīng)用場(chǎng)合，功能單一。

2、拓展性不高。隨著規(guī)模的變大，成本大大增加。

3、系統(tǒng)臃腫，維護(hù)難。系統(tǒng)較復(fù)雜，若出現(xiàn)問題將造成很大的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了克服傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集裝置系統(tǒng)各個(gè)缺點(diǎn)，提供了一種新型的數(shù)據(jù)采集裝置，本裝置只需簡(jiǎn)單的安裝就可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和簡(jiǎn)單的處理。

本發(fā)明所采取的具體技術(shù)方案：

本發(fā)明包括可用于工業(yè)控制場(chǎng)景的主控模塊、CAN模塊、RS232模塊、RS485模塊、Buffer模塊、4-20ma模塊。

所述的主控模塊為產(chǎn)品型號(hào)為R5F21347WJFP的瑞薩單片機(jī)。串口接口RXD0連接RS232模塊的R1OUT，串口接口TXD0連接RS232模塊的T1IN。串口接口RXD2連接RS485模塊的R，串口接口TXD2連接RS485模塊的D,串口接口RTS2#引腳連接RS485的RE#和DE。AD轉(zhuǎn)換接口AN0連接4-20ma模塊的Vout，AD轉(zhuǎn)換接口AN1連接4-20ma模塊的Vout。CAN接口的CRX0連接CAN模塊的RXD，CAN接口的CTX0連接CAN模塊的TXD，主控模塊的P6_4連接CAN模塊的STB。主控模塊的MODE引腳上拉10k電阻，復(fù)位接口RESET#連接BD52E33G-MTR芯片，時(shí)鐘接口XOUT連接晶振電路，時(shí)鐘接口XIN連接晶振電路，參考電壓接口VREF連接5v電壓。主控模塊的P1_0引腳連接Buffer模塊，主控模塊的P1_1引腳連接Buffer模塊。VSS接口接地，VCC接口連接5V電源用100nF電容濾波。

所述的CAN模塊是產(chǎn)品型號(hào)為TJA1042T/3的高速CAN收發(fā)器。電源接口VCC連接5V電源用100nF電容濾波，VIO引腳連接3.3V電源用100nF電容濾波，GND接地。CAN總線通信接口CANH和CANL分別并聯(lián)60歐的下拉電阻，并聯(lián)接地的齊納二極管。引腳1、4、8和主控模塊連接。

所述的RS232模塊是產(chǎn)品型號(hào)為MAX3221EUE的rs-232收發(fā)器。電源接口VCC連接5V電源用100nF電容濾波，GND接地。充電泵正極C1+引腳連接100nF電容然后連接充電泵負(fù)極C1-，反向電荷泵正極C2+引腳連接100nF電容然后連接反向電荷泵負(fù)極C2-。使能接口EN#接地，F(xiàn)ORCEON引腳接地，F(xiàn)ORCEOFF引腳接5V電源。TTL輸入接口T1IN上拉1K電阻連接主控模塊，TTL輸出接口R1OUT上拉1K電阻連接主控模塊。V+引腳連接100nF電容接地，V-引腳連接100nF電容接地。引腳8、10、13留出端子連接外電路。

所述的RS485模塊是產(chǎn)品型號(hào)為SN65HVD10的rs-485收發(fā)器。電源接口VCC連接5V電源用100nF電容濾波，GND接地。引腳1、2、3、4連接主控模塊。

所述的Buffer模塊是產(chǎn)品型號(hào)為NC7WZ07的超高速雙緩沖。電源接口VCC連接5V電源，GND接地。輸出接口Y1上拉10K電阻，連接接地的齊納二極管，輸出接口Y2上拉10K電阻，連接接地的齊納二極管。引腳1，3連接主控模塊。

所述的4-20ma模塊是產(chǎn)品型號(hào)為AD8420ARMZ的電壓放大器。電源接口+Vs連接24V電源用100nF電容濾波，-Vs接地。參考電壓接口REF接地，反饋接口FB接1k電阻后接地，并連接23.7k電阻用1uF的電容濾波連接ADR02AR芯片的VOUT。同相接口+IN連接20k電阻，連接50歐電阻后接地，連接330pF電容接地，并連接3.3nF電容連接反相接口-IN。反向接口-IN連接20K電阻接地，連接330pF電容接地，并連接3.3nF電容連接正相接口+IN。Vout連接主控模塊，并通過(guò)1.58K的電阻連接反饋接口FB。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明由主控模塊、CAN模塊、RS232模塊、RS485模塊、Buffer模塊、4-20ma模塊組成所以可以適用于各種方式的采集，移植性很強(qiáng)。此外，還留有八個(gè)模擬信號(hào)輸入接口和多個(gè)中斷接口，以便日后采集信號(hào)增多時(shí)的擴(kuò)展。相比一些現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集裝置，本發(fā)明的系統(tǒng)更小，十分方便維護(hù)。

附圖說(shuō)明

圖 1 為本發(fā)明中工業(yè)控制場(chǎng)景的數(shù)據(jù)采集裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖 2為本裝置中主控模塊示意圖；

圖 3為本裝置中CAN模塊示意圖；

圖 4 為本裝置中RS232模塊示意圖；

圖 5 為本裝置中RS485模塊示意圖；

圖 6為本裝置中Buffer模塊示意圖；

圖7為本裝置中4-20ma模塊示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸裝置由主控模塊R5F21347WJFP、CAN模塊TJA1042T/3、RS232模塊MAX3221EUE、RS485模塊SN65HVD10和Buffer模塊構(gòu)成。

如圖2所示，所述的主控模塊產(chǎn)品是型號(hào)為R5F21347WJFP的瑞薩單片機(jī)，這是R5C硬件內(nèi)核的器件，功能和資源相對(duì)充足。主控模塊為其他連接模塊提供了連接接口。

如圖3所示，所述的CAN模塊是產(chǎn)品型號(hào)為TJA1042T/3的高速CAN收發(fā)器。電源接口VCC連接5V電源用100nF電容濾波，VIO引腳連接3.3V電源用100nF電容濾波，GND接地。CAN總線通信接口CANH和CANL分別并聯(lián)60歐的下拉電阻，并聯(lián)接地的齊納二極管。引腳1、4、8和主控芯片連接。

如圖4所示，所述的RS232模塊是產(chǎn)品型號(hào)為MAX3221EUE的rs-232收發(fā)器。電源接口VCC連接5V電源用100nF電容濾波，GND接地。充電泵正極C1+引腳連接100nF電容然后連接充電泵負(fù)極C1-，反向電荷泵正極C2+引腳連接100nF電容然后連接反向電荷泵負(fù)極C2-。使能接口EN#接地，F(xiàn)ORCEON引腳接地，F(xiàn)ORCEOFF引腳接5V電源。TTL輸入接口T1IN上拉1K電阻連接主控模塊，TTL輸出接口R1OUT上拉1K電阻連接主控模塊。V+引腳連接100nF電容接地，V-引腳連接100nF電容接地。

如圖5所示，所述的RS485模塊是產(chǎn)品型號(hào)為SN65HVD10的rs-485收發(fā)器。電源接口VCC連接5V電源用100nF電容濾波，GND接地。引腳6、7連接插頭。引腳1、2、3、4連接主控模塊。

如圖6所示，所述的Buffer模塊是產(chǎn)品型號(hào)為NC7WZ07的超高速雙緩沖。電源接口VCC連接5V電源，GND接地。輸出接口Y1上拉10K電阻，連接接地的齊納二極管，輸出接口Y2上拉10K電阻，連接接地的齊納二極管。引腳1，3連接主控模塊。

如圖7所示，所述的4-20ma模塊是產(chǎn)品型號(hào)為AD8420ARMZ的電壓放大器。電源接口+Vs連接24V電源用100nF電容濾波，-Vs接地。參考電壓接口REF接地，反饋接口FB接1k電阻后接地，并連接23.7k電阻用1uF的電容濾波連接ADR02AR芯片的VOUT。同相接口+IN連接20k電阻，連接50歐電阻后接地，連接330pF電容接地，并連接3.3nF電容連接反相接口-IN。反向接口-IN連接20K電阻接地，連接330pF電容接地，并連接3.3nF電容連接正相接口+IN。Vout連接主控模塊，并通過(guò)1.58K的電阻連接反饋接口FB。

本發(fā)明的工作過(guò)程為：該種普適數(shù)據(jù)采集裝置提供了若干種數(shù)據(jù)接收和發(fā)送方式?？梢越邮馨l(fā)送GPIO信號(hào)，亦可以采集信號(hào)格式為4-20mA傳感器發(fā)送的數(shù)據(jù)，4-20mA模塊將采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，亦可以通過(guò)CAN模塊、RS232模塊、RS485模塊接收掛載在相應(yīng)總線上傳感器發(fā)送的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)存儲(chǔ)為Buffer模塊；主控模塊可以選擇將處理過(guò)的數(shù)據(jù)通過(guò)CAN模塊、RS232模塊、RS485模塊發(fā)送給數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。