[发明专利]一种基于嵌入式的数据采集终端

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据采集终端，特别涉及一种基于嵌入式的数据采集终端。

背景技术

随着通讯技术的发展，陆续出现采用各种通讯技术的数据采集终端，这类具有数据采集和通讯功能的采集终端，被广泛运用于电力、石油、化工、冶金、钢铁、交通等各个行业。现场信号通过数据采集进行连续采集和处理后，需要通过数据通信网络传送至上位监控系统。

随着计算机、电子、自动化、网络与通信等技术的快速发展，网络化、智能化、数字化的分布式控制系统得到了广泛应用，这就对最底层的数据采集终端数据的实时性，准确性和可靠性提出了更高的要求。而目前大部分数据采集终端都存在处理能力有限，实时性、可靠性较差的问题。近年来，嵌入式技术得到了迅速发展，嵌入式系统能够很好地适应数据采集与监控系统对功能、可靠性、成本、体积及功耗等方面的严格要求，以高性能嵌入式微处理器为核心所研制的新一代数据采集终端有很好的市场前景。

发明内容

本发明是针对现有数据采集终端所采集数据的实时性，准确性和可靠性较差的问题，提出了一种基于嵌入式的数据采集终端，采用ARM+xDSP内核的单片机和嵌入式操作系统以及可靠的通信模块和通信协议，提高了数据采集终端的可靠性、实时性，准确性。

本发明的技术方案为：一种基于嵌入式的数据采集终端，包括中央处理器、AD转换器、通信模块、TFTLCD液晶显示、晶振和电源接口，中央处理器的数据输入端口SPI接口与AD转换器连接，读取AD转换器转换过来数据；中央处理器的数据输出端口UART接口与LCD液晶显示的控制单片机的UART连接进行数据通讯；中央处理器的数据输出端口SPI接口通过NEC28J60芯片建立TCP/IP端口，通过TCP/IP端口将采集到的数据由以太网传送至服务器；中央处理器的数据输出端口UART接口与RS485的电平转换芯片连接，建立 RS485的通信接口，中央处理器通过RS485端口且使用Modbus/RTU协议将AD所采集的数据传送至上位监控系统通信，并接收由上位监控系统所发来的信息；中央处理器的数据输出端口UART接口与RS232的电平转换芯片连接，建立 RS232的通信接口，中央处理器通过RS232与PC机相连接，用来进行对从站设备的调试。

本发明的有益效果在于：本发明基于嵌入式的数据采集终端，通过以太网通信接口以Modbus/TCP协议将数据传输到上位监控系统，或者通过RS485 Modbus串行链路的RTU模式传送给上位监控系统，或者通过CAN总线将数据传送给上位监控系统。解决现有数据采集终端所采集数据的实时性，准确性和可靠性较差的问题；结构简单，成本低，最重要的是该数据采集终端实时性高，可靠性好，功耗低。

附图说明

图1为本发明基于嵌入式的数据采集终端的系统结构图；

图2为本发明所使用的Mobus RTU和Mobus TCP通信协议模型图；

图3为本发明所使用的Mobus RTU通信协议从站程序流程图。

具体实施方式

如图1所示基于嵌入式的数据采集终端的系统结构图，包括中央处理器、AD转换器、通信模块、TFTLCD液晶显示、晶振和电源接口。

所述的中央处理器选用XN12L612单片机。XN12L612单片机是内嵌ARM Cortex? M0核的32位高性能微控制器。它采用ARM+xDSP架构。其中内核最高工作频率可达100MHz，内置xDSP引擎支持32位硬件除法运算，CORDIC运算和滤波运算。而且带有丰富外设，如高速12位的ADC（12通道），10位的DAC， 4个UART串口，SPI/QSPI接口，TWS总线接口， 4个通用计数器/定时器，32位RTC，精度1%的内部晶振，高达55个通用输入输出口。

所述的中央处理器的数据输入端口SPI接口与外接16位的AD7606连接，读取AD转换过来数据，并对所采集的数据进行相应的处理。

所述中央处理器的数据输出端口UART接口与TFTLCD液晶显示的控制单片机的UART连接进行数据传送，用于显示。

所述中央处理器的数据输出端口SPI接口通过NEC28J60芯片建立TCP/IP端口，使得所述中央处理器可以通过Modbus TCP协议与上位机通信，发送数据。

如图2所示所使用的Mobus RTU和Mobus TCP通信协议模型图，可通过以太网口使用Modbus/TCP协议将所采集到的数据传送至服务器，也可通过RS485使用Modbus RTU协议将作为从站的数据采集器所采集到的数据传送至上位机。