[发明专利]一种高可靠开关量数据采集与处理装置

权利要求书

1.一种高可靠开关量数据采集与处理装置，其特征在于包括开关量采集电路、开关量调理电路、微控制器、通信接口转换电路，开关量采集电路、微控制器和通信接口转换电路，形成近端支路，用于近端开关量采集和发送；通信接口转换电路、微控制器和开关调理电路，形成远端支路，用于远端开关量接收和控制；其中：

(a)、近端支路如下：

开关量采集电路，将N路近端开关量模拟信号转换成数字信号，并输出至微控制器，N≥1；

微控制器，以轮询的方式，检测各路近端开关量数字信号的状态；对每一路近端开关量数字信号进行软滤波判决处理，将软滤波判决之后的近端开关量数值存入近端开关量数值缓冲表中；按照固定的周期和任何一路近端开关量发生变化时，从各路近端开关量缓冲区中提取各路最新的近端开关量数值，将N路近端开关量数值进行组包、信源编码、组帧处理，将近端开关量数据帧发送至通信接口转换电路；

通信接口电路，将近端开关量数据帧的每一个数据位，完成接口电平调理并输出；

(b)、远端支路如下：

通信接口电路，接收外部输入的远端开关量数据帧，将其转换成远端开关量控制信号发送给微控制器；

微控制器，接收通信接口电路输出的远端开关量数字信号，并解调成数据流，根据预设的通信协议解数据帧，恢复出数据帧中的远端开关量控制信号，并将其发送给开关量调理电路；

开关量调理电路，根据开关量的带电特性，将远端开关量控制信号调理成相应的电平后输出。

2.根据权利要求1所述的一种高可靠开关量数据采集与处理装置，其特征在于所述开关量的带电特性包括不带电和带电两种。

3.根据权利要求2所述的一种高可靠开关量数据采集与处理装置，其特征在于当近端开关量信号的带电特性为带电时，所述开关量采集电路包括电阻R12、R14、R8、二极管D8、电容C1、光耦U1，其中：

电阻R12一端连接在近端开关量模拟信号正端，另一端与光耦U1的输入端阳极连接，光耦U1的输入端阴极连接近端开关量模拟信号负端，光耦U1的输出端集电极接上拉电阻R8至电源；光耦U1的输出端发射极接地；电阻R14、二极管D8、电容C1并联连接在光耦U1的输入端阳极和输入端阴极之间，二极管D8的正极连接光耦U1的输入端阴极，负极连接光耦U1的输入端阴极，光耦U1的输出端集电极作为近端开关量数字信号输出。

4.根据权利要求2所述的一种高可靠开关量数据采集与处理装置，其特征在于当近端开关量模拟信号的带电特性为带电时，所述开关量采集电路包括电阻R13、R15、R9、二极管D9、电容C2、光耦U2，其中：

电阻R13一端连接在近端开关量模拟信号，另一端与光耦U2的输入端阳极连接，光耦U1的输入端阴极悬空，光耦U2的输出端集电极接上拉电阻R9至电源；光耦U2的输出端发射极接地，电阻R15、二极管D9、电容C2并联连接在光耦U2输入端的阳极和阴极之间；二极管D9的正极连接光耦U2输入端的阳极，二极管D9的正极连接光耦U2的输入端的阴极，光耦U1的输出端集电极作为近端开关量数字信号输出。

5.根据权利要求2所述的一种高可靠开关量数据采集与处理装置，其特征在于当远端开关量信号的带电特性为不带电时，所述开关量调理电路包括电阻R6、三极管Q3、二极管D6、继电器J1，电阻R6一端连接远端开关量控制信号JNDO_x，另一端连接三极管Q3的基极、三极管Q3的发射极接地，继电器线圈和二极管D6并联连接在三极管Q3的集电极和供电电源之间，二极管D6的正极连接至三极管Q3的集电极上，负极连接至供电电源；近端开关量模拟输出信号负端KGO_x-连接在继电器开关的常闭触点上；近端开关量模拟输出信号正端KGO_x+连接在继电器开关的常开触点上。