智能环保数采仪主板及工作方法_2

文档序号:9929178阅读:来源:国知局
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[0037]图6百兆网接口与网络变压器接线电路图;
[0038]图7百兆网接口与电容接线图;
[0039]图8串口电路图;
[0040]图9串口电路与二极管接线图;
[0041 ]图10核心板电路图;
[0042]图11核心板与外围芯片连接电路图。
【具体实施方式】
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[0043]下面结合附图对本发明进行详细说明:
[0044]HD310数采仪主控板的一个【具体实施方式】如下:HD310环境检测装置包括壳体、HD310数采仪主控板、LCD触摸屏、环境监测外设,其中HD310数采仪主控板安装于壳体内,与环境监测外设相连;LCD触摸屏安装于壳体正面。
[0045]主控板1.MX283核心板、USB接口、调试口、串口、模拟输入口、数字输入口、数字输出口、以太网口、液晶屏显示板接口、触摸屏接口、RTC、SD卡槽、移动通讯模块、电源接口。其中1.MX283核心板与上述模块均相连,其中GPRS模块为独立模块,通过排线与主控板相连。
[0046]如图10-11所示,1.]\?283核心板型号为1283-1281^1,内置1^111^操作系统,搭载1.MX283处理器,处理器主频454MHz,内存 128M,NAND FLASH为 128M。
[0047]USB接口有I个,可实现对U盘的正常读写。设计专用电路配合1.MX283处理器即可实现无需连接计算机即可实现对U盘数据的实时读写。
[0048]调试口为I个RS232接口,实现系统调试功能。
[0049]串口有3路RS232(其中I路可以使用拨码开关切换为RS485)和I路RS485,用于连接外设设备采集数据。保护电路包括:防雷击电路,防浪涌电路,ESD保护电路和短路保护电路,能够满足工业现场领域的使用,用于连接外设设备采集数据。
[0050]模拟输入有2路,每路不低于12位分辨率,默认状态测量4-20mA电流同时可通过跳线切换为测量0-5V电压;采样频率其中I路为2Msps,另I路为428Ksps。带有防雷击,浪涌保护电路。
[0051]隔离数字输入有4路,实现测量电平高低的功能。采用光电隔离器件,增加了系统的安全性和稳定性,电平输入范围为0-12V,采样频率不低于1K。
[0052]隔离数字输出有4路,实现控制继电器开关的功能。继电器可承载电压为5-20V。
[0053]以太网口有I个,可根据需要调换RJ45接口模式或支持百兆网。
[0054]液晶屏显示板接口有2路,其特征在于支持7寸四线电阻屏接入,24bit图像数据;显示板独立,与底板使用fpc-50pin排线连接。触摸屏接口有I路,其特征在于支持四线电阻屏接入。
[0055]RTC(实时时钟)有I个,其特征在于保证至少5年掉电时间保持。
[0056]SD卡槽有I个,其特征在于确保SD卡支持可靠的SQLi te数据库存储功能,SD卡可根据生产需要选择合适存储容量。
[0057]移动通讯模块为专门设计的一块通讯板,该通讯板支持GPRS和CDMA IX两种通讯方式之一,可实现上传数据至服务器的功能。其特征在于两种方式可根据生产需求自由更换,GPRS的硬件模块为SM900A,CDMA IX为MC323;使用串口扩展,支持PPP拨号;更进一步地,上述通讯模块为独立模块,与主板分离,通过排线连接主板。
[0058]电源接口有I路,通过该接口输入7-20V/2A为整个系统供电。
[0059]IXD液晶触摸屏采用全中文显示界面,实时显示监控的各项环境指标,显示内容有监测项、实测值、折算值、单位、原始值,还可进入设备管理界面对连接的其它设备进行查看、管理;进入数据管理界面可查询历史数据和导入导出数据;进入设置界面可对数采仪进行基本信息的设置和管理;进入日志查询界面可查看操作记录。
[0060]环境监测装置监测的环境指标可根据生产需要选择相应的外设,如C02、S02浓度等。
[0061]本发明中,A/D转换接口电路,支持将0-5V模拟信号转换成数字信号,把检测到的电压信号(模拟量)转换成计算机能够识别的等效数字量,这些数字量经过计算机处理后可以输出结果。
[0062]IXD液晶屏控制器电路,可驱动24位LCD液晶屏,可外接LCD液晶屏将采集的数据、信息实时显示在屏幕上,使用更加方便,信息传递更加即时。
[0063]USB HOST和USB OTG两种工作模式的电路,可支持通过USB接口直接与主控板进行数据传输,这极大地方便了使用,使主控板的数据传输方式更加灵活多变。
[0064]以太网口有两种工作方式,RJ45或百兆以太网,可根据不同的生产需求自行选择,更好地适应各种环境。
[0065]RTC(实时时钟),可保证五年掉电时间保持。
[0066]具体电路介绍如下:
[0067]如图1所示,A/D转换接口电路包括双运算放大器,所述双运算放大器的第一输出端及第一输入端的负极端相连且均通过电阻接地,所述双运算放大器的第二输出端及第二输入端的负极端相连且均通过电阻接地,所述第一输入端的正极端及第二输入端的正极端均分两路,一路通过电阻接地,另一路通过串联的电阻及二极管接地,这样可以在外部连接的设备出现大的电流或电压输入时进行泄放,防止对数采仪造成损坏。
[0068]如图2所示,实时时钟电路包括实时时钟芯片,实时时钟芯片的VDD端分三路,一路通过二极管接至供电电源端,一路通过相串联的二极管、电阻及电池接地,第三路通过相并联的电容及极性电容接地;所述实时时钟芯片SDA端及SCL端分别通过各自对应的电阻接至供电电源端且实时时钟芯片SDA端及SCL端分别与核心控制器相连。
[0069]USB接口电路包括USB_H0ST电路和USB_0TG电路,如图3所示,USBJTOST电路包括接口,所述接口的VBUS端分两路,一路接供电电源,另一路通过电容接地,所述接口的正极端及负极端分别分为三路,一路通过电阻接地,另一路通过保护芯片接地,第三路路接至核心控制器。
[0070]如图4所示,USB_0TG电路包括接口,所述接口的ID端分两路,一路通过ESD保护电路接地,另一路接至核心控制器,所述接口的正极端及负极端均分两路,一路通过保护电路接地,另一路通过电阻接至核心控制器,所述接口的VBUS端接至高电平使能芯片,所述高电平使能芯片的输入端通过相并联的电容及极性电容接至供电电源,所述高电平使能芯片的输出端A通过相并联的电容及极性电容接地,所述高电平使能芯片的输出端B分两路,一路接至供电端,一路通过极性电容接地,所述高电平使能芯片的ENA端通过电阻接地,所述高电平使能芯片的ENB端、FLGA端及FLGB端分别通过各自对应的电阻接至供电电源端,所述高电平使能芯片的ENA端、FLGA端及ENB端分别接至核心控制器。
[0071]以太网口电路包括RJ45电路及百兆以太网电路,如图5-7所示,所述百兆以太网电路包括以太网控制芯片,以太网控制芯片与核心控制器相连,以太网控制芯片的RD正极端及负极端、TD正极端及负极端分别连接至网络变压器,网络变压器接至相应的接口。
[0072]如图8-9所示,串口电路包括三路RS232电路和一路RS485电路,每路RS232电路均包括串口芯片,所述串口芯片与核心控制器相应的端口相连,所述串口芯片的TlOUT端、Rl IN端、T20UT端、R2IN端分别通过相串联的电阻及二极管、TVS接地,该电路可使数采仪经受瞬间尚能量冲击,有效防止雷击、过冲等现象。
[0073]工作原理的介绍如下:智能环保数采仪主板的工作方法,包括:
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