[发明专利]一种网络数据采集器

摘要

本发明涉及一种网络数据采集器。本发明中的电源电路给串行数据采集电路提供3.3V的电源，给网络数据传输电路提供3.3V电源和2.5V电源，给主控电路提供3.3V的电源。串行数据采集电路对外界数据进行采集，将数据传给主控电路，主控电路将数据存储在SD卡存储电路中，并传输给网络数据传输电路，网络数据传输电路再将数据传输到外界去；输入输出接口电路负责采集或控制外部的模拟量和数据量，并具有CAN组网通信的功能。本发明可以应用于各种分布式系统中，并且利用CAN总线可实现多个网络数据采集模块的级联扩展，最终可利用以太网网络的分布特性实现多个远距离信息源点的数据采集与传输。

主权项

一种网络数据采集器，包括电源电路，串行数据采集电路，网络数据传输电路，主控电路，输入输出接口电路和SD卡存储电路，其特征在于：电源电路包括1个一级电压转换芯片U1，2个二级电压转换芯片U3和U5，1个接插件P1，1个二极管D5，2个稳压管D1和D7，4个钽电容C1，C2，C13，C19，4个电容C3，C4，C11，C18，2个电阻R3、R4，1个发光二极管LED1，3个电感L1，L2，L3；接插件P1的1脚接地，接插件P1的2脚与二极管D5正极和稳压管得D7的负极连接；稳压管D7正极接地，二极管D5负极接电容C1的正极，第一电容C1的负极接地；一级电压转换芯片U1的1脚为输入端，与电容C1的正极和电容C3的一端连接，C3的另一端接地，一级电压转换芯片U1的3脚和5脚接地，4脚接电感L1的一端，L1另一端与U1的2脚连接，同时U1的2脚接稳压管D1的负极，稳压管D1的正极接地，钽电容C2的正极与一级电压转换芯片U1的4脚连接，C2的负极接地；电容C4的一端接一级电压转换芯片U1的4脚，另一端接地；二级电压转换芯片U3的3脚接一级电压转换芯片U1的4脚，二级电压转换芯片的U3的1脚接地，二级电压转换芯片U3的2脚和4脚与钽电容C13的正极连接，C13的负极接地；电容C11的一端接U3的2脚，电容C11的另一端接地；发光二级光LED1的正极接二级电压转换芯片U3的2脚，发光二级光LED1的另一端接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接地；二级电压转换芯片U5的3脚接一级电压转换芯片U1的4脚，二级电压转换芯片U5的1脚接地，电二级压转换芯片U5的2脚和4脚与钽电容C19的正极连接，C19的负极接地；电容C18的一端接二级电压转换芯片U5的2脚，电容C18的另一端接地；电感L2的一端接二级电压转换芯片U5的2脚，电感L2的另一端接主控芯片U2的21脚；电感L3的一端接二级电压转换芯片U5的2脚，电感L3的另一端接网络芯片U4的2脚；第四电阻R4一端接数字地，另一端接模拟地；串行数据采集电路包括2个串口电压转换芯片U7，U9；10个电容C40，C41，C42，C43，C45，C46，C47，C48，C49，C50；4个接插件P2，P3，P6，P7；串口电压转换芯片U7的1脚接电容C40的一端，串口电压转换芯片U7的3脚接电容C40的另一端；串口电压转换芯片U7的2脚接电容C41的一端，电容C41的另一端接地；串口电压转换芯片U7的16脚接电压转换芯片U3的2脚；串口电压转换芯片U7的6脚接电容C45的一端，电容 C45的另一端接地；串口电压转换芯片U7的11脚接主控芯片的25脚，串口电压转换芯片U7的10脚接主控芯片U2的47脚，串口电压转换芯片U7的12脚接主控芯片U2的26脚，串口电压转换芯片U7的9脚接主控芯片的48脚；串口电压转换芯片U7的14脚接接插件*2的1脚，串口电压转换芯片U7的7脚接接插件*3的1脚，串口电压转换芯片U7的13脚接接插件*3的2脚，串口电压转换芯片U7的8脚接接插件的*2的2脚，接插件*2的3脚接地，接插件*3的3脚接地；串口电压转换芯片U7的15脚接地；串口电压转换芯片U9的1脚接电容C46的一端，串口电压转换芯片U9的3脚接电容C46的另一端；串口电压转换芯片U9的2脚接电容C47的一端，电容C47的另一端接地；串口电压转换芯片U9的16脚接电压转换芯片U3的2脚；串口电压转换芯片U9的6脚接电容C50的一端，电容 C50的另一端接地；串口电压转换芯片U9的11脚接主控芯片的78脚，串口电压转换芯片U9的10脚接主控芯片U2的80脚，串口电压转换芯片U9的12脚接主控芯片U2的79脚，串口电压转换芯片U9的9脚接主控芯片的83脚；串口电压转换芯片U9的14脚接接插件*6的1脚，串口电压转换芯片U9的7脚接接插件的*7的1脚，串口电压转换芯片U9的13脚接接插件*6的2脚，串口电压转换芯片U9的8脚接接插件的*7的2脚，接插件*6的3脚接地，接插件*7的3脚接地；串口电压转换芯片U9的15脚接地；网络数据传输电路包括网络芯片U4，隔离变压器U6，电容C5，C6，C7，C8，C9，C20，C21，C22，C30，C34，C36，C37，钽电容C14，C16；电阻R5，R6，R7，R8，R9，R10，R103；接插件P22，P34；晶振Y2；网络芯片U4的1脚接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接模拟地；网络芯片U4的2脚接模拟2.5V，同时接钽电容C16的正极端，钽电容C16的另一端接模拟地，网络芯片U4的3脚接隔离变压器U6的6脚；网络芯片U4的4脚接U6的8脚，网络芯片U4的5脚和6脚连接并接地；网络芯片U4的7脚接U6的1脚，网络芯片U4的8脚接U6的3脚；U4的9脚和2脚相连，U4的10脚和主控芯片U2的87脚相连；U4的11脚和主控芯片的86脚相连，U4的12脚和主控芯片的85脚相连；U4的13脚和主控芯片的71脚相连，U4的14脚和U2的70脚相连，U4的15脚接地，U4的16脚和U2的69脚相连，U4的17脚和U2的68脚相连，U4的18脚和U2的67脚相连；U4的22脚和U2的66脚相连，U4的23脚接3.3V电源，U4的24脚和U2的65脚相连，U4的25脚和U2的64脚相连，U4的26脚和U2的63脚相连，U4的27脚和U2的62脚相连，U4的28脚和U2的61脚相连，U4的29脚和U2的60脚相连，U4的30脚接钽电容C14的正极，同时接3.3V电源；C14的负极接地；U2的31脚接U2的59脚，U4的32脚接U2的58脚，U4的33脚接地，U4的34脚接U2的57脚，U4的35脚接U2的56脚，U4的36脚接U2的55脚，U4的37脚接U2的51脚；U4的40脚接U2的14脚，U4的41脚接地，U4的42脚接3.3V电源，U4的43脚接晶振Y2的一端，晶振Y2的另一端接U4的44脚；U4的45脚接地，U4的47脚和48脚相连，同时接模拟地；电容C20的一端接U4的44脚，电容C20另一端接地；电容C22的一端接U4的43脚，电容C22的另一端接地；电容C5，C6，C7的一端接3.3V电源，电容C5，C6，C7的另一端接地；电容C8，C9的一端接模拟电源2.5V，电容C8，C9的另一端接模拟地；电阻R6的一端接U6的1脚，另一端接电容C21的一端，C21的另一端接地；电阻R7的一端接U6的3脚，另一端接C21的一端，电阻R8的一端接U6的6脚，另一端接电容C35的一端，C35的另一端接模拟地；电阻R10的一端接U6的8脚，另一端接C35的一端；电容C30的一端接U6的2脚，另一端接模拟地；U6的2脚和7脚相连；电容C34的一端接地，另一端和C36的一端相连，C36的另一端接模拟地；电容C37的一端接C36的一端，另一端接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接U6的10脚；电阻R103的一端接U6的15脚，另一端接R9的一端；接插件P22的1脚接U6的16脚，接插件P22的2脚接U6的14脚；接插件P34的1脚接U6的11脚，接插件P34的2脚接U6的9脚；主控电路4包括一块主控芯片U2，电容C10，C12，C23，C24，C31，C33，C25，C26，C27，C28，C29，C38；晶振Y1，Y3；电阻R11，R12，R22；接插件P5，P6；按键S1；晶振Y1的一端接U2的8脚，另一端接U2的9脚；C10的一端接Y1的一端，另一端接地；C12的一端接U2的9脚，另一端接地；晶振Y3的一端接U2的12脚，另一端接U2的13脚；电容C23的一端接U2的12脚，另一端接地；电容C24的一端接U2的13脚，另一端接地；电容C25，C26，C27，C28，C29的一端接3.3V电源，电容C25，C26，C27，C28，C29的另一端接地；接插件P5的1脚接3.3V电源，接插件P5的2脚接电阻R12的一端，R12的另一端接U2的94脚；P5的3脚接地；接插件P6的1脚接3.3V电源；P6的2脚接电阻R22的一端，R22的另一端接U2的37脚；P6的3脚接地；按键S1的一端接地，按键S1的另一端接C38的一端，同时接U2的14脚；C38的另一端接地；电阻R11的一端接U2的14脚，另一端接3.3V电源；主控芯片U2的41脚连接P3的1脚，主控芯片U2的43脚连接P3的2脚，主控芯片U2的45脚连接P3的3脚；P4的3脚连接主控芯片U2的39脚，P4的1脚接地，P4的2脚接模拟地；C31的一端连接电池BT1的正极，C31的另一端连接电池BT1的负极；C33的一端连接主控芯片U2的22脚，C33的另一端连接主控芯片U2的19脚；输入输出接口电路包括CAN芯片U8，电阻R37，R36；电容C52，接插件P3，P4和P7；U8的1脚接主控芯片U2的96脚，U8的2脚接地，U8的4脚接R37的一端，R37的另一端接主控芯片U2的95脚；U8的3脚接3.3V电源，同时接C52的一端，C52的另一端接地；U8的8脚接地；U8的7脚与接插件P7的1脚和电阻R36的一端连接，U8的6脚与接插件P7的2脚和电阻R36的另一端连接；P3的1脚与主控芯片U2的41脚，P3的2脚与主控芯片U2的43脚连接，P3的3脚与主控芯片U2的45脚连接；P4的3脚连接主控芯片U2的39脚，P4的1脚接地，P4的2脚接模拟地；接插件P7提供CAN通信的两个接线端子；SD卡存储电路6包括SD卡座SD，电容C39，电阻R23，R24，R25，R26；SD的1脚接U2的51脚，2脚接U2的54脚，3脚接地；4脚接3.3V电源，5脚接U2的52脚，6脚接地，7脚接U2的53脚；电阻R23的一端接3.3V电源，电阻R23的另一端接SD的1脚；电阻R24的一端接3.3V电源，电阻R24的另一端接SD的2脚，电阻R25的一端接电源，电阻R25的另一端接SD的5脚；R26的一端接3.3V电源，R26的另一端接SD的7脚。