[发明专利]一种适用多种工况的可配置远程数据采集系统

说明书

本发明涉及一种适用多种工况的可配置远程数据采集系统，主要功能包括数据采集、人机交互、远程通信和数据存储与处理，所述采集系统以MCU模块为控制中心，提供8个数据采集通道对生产线的重要数据进行采集；通过HMI串口屏进行WiFi连接配置和采集通道传感器配置，并通过本地SD卡备份数据。本发明专利可针对多种工况进行实时的远程数据采集与存储，通用性强，兼容性好；并且采集终端通过WiFi模块实现联网，通过访问服务器端HTTP接口完成数据的上传，便于后续的数据分析以及故障诊断，全面监测生产过程与产品质量，有利于降低生产成本，改善生产过程，提高产品质量。

技术领域

本发明涉及一种采集系统，具体涉及一种适用多种工况的可配置远程数据采集系统，属于_数据采集技术领域。

背景技术

随着工业设备的智能化与自动化水平不断提高，工业生产过程的复杂性和不确定性也随之增加。为了实时监控设备的生产过程以及了解设备的健康状况，需要利用智能传感装置对设备与产品进行数据的采集与存储，从而合理地使用设备，及时安排维护，提高生产过程的稳定性和产品质量。

目前国外的数据采集系统的发展已经相当成熟，自动化水平较高，其中Siemens、NI等公司都有相关产品投入使用。尤其是德国“工业4.0”概念的提出以及我国“中国制造2025”计划的实施，使得远程数据采集成为了工业领域的研究热点。我国使用的远程数据采集系统大多是应用在电厂、矿山、气象监测点等分散、不易进行现场监控的设备上，而针对工业自动化生产现场的远程数据采集系统并不成熟。多数制造企业采用本地数据采集与存储的方式，部分数据仍需通过人工记录的方式来实现。使得数据的准确性和实时性较差，数据中蕴含的信息不能得到很好的利用。此外，以往的数据采集系统，大多是针对特定的项目进行开发，专用性强但应用范围比较局限，当出现新的需求时，就必须开发新的数据采集系统。这个过程中的重复劳动浪费了大量的时间和资源，使得生产成本增加，资源分配不够合理。基于此，研究稳定性好、功能强大、应用范围广泛的远程数据采集系统显得尤为迫切。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种适用多种工况的可配置远程数据采集系统，该技术方案是针对现有生产线上数据采集系统的局限性，研制适用范围广的实时数据采集系统，采集得到的数据对后续的操作(如故障诊断和产品质量预测)奠定了基础，对提高产品质量有着重要意义。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种适用多种工况的可配置远程数据采集系统，包括生产线数据采集端和远程服务器；所述生产线数据采集端和远程服务器之间通过WiFi通讯进行数据传输；所述生产线数据采集端包括生产数据采集模块、MCU模块、通讯模块和SD卡存储模块；所述生产线数据采集端以MCU模块为控制中心，8个数据采集通道进行数据采集；所述通讯模块和SD卡存储模块分别连接到MCU模块。所述远程服务器包括HTTP接口、数据库和工业云平台系统。

所述生产数据采集模块提供模拟信号采集通道和数字信号采集通道两种，一共有8个数据采集通道，其中，4个数据采集通道直接连接数字式传感器，另外4个数据采集通道通过模数转换模块连接模拟式传感器。模拟信号采集通道均包含4个IO口(电源、地、数据线和时钟线)，数字信号采集通道均包含3个IO口(电源、地和数据线)。

所述生产线数据采集端采用模块化设计，包括MCU模块、通讯模块、SD卡存储模块、稳压供电电路、下载复位电路、晶振电路以及外设接口。其中，MCU模块，包括ARM最小系统、稳压供电电路、下载复位电路、各种传感器及外设接口；通讯模块，包括WiFi通信模块和HMI串口屏通信模块2种。通讯模块使用了3个USART串口。其中，USART1用作串口调试，USART2用作与WiFi模块通信，完成采集数据的上传，USART3用作与触摸屏通信，完成采集终端的WiFi连接配置以及采集通道配置。除了上述的2个USART串口以外，生产数据采集终端还预留了一个RS485接口和两个SPI接口，用于后续功能的拓展。