(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 106843042 A(43)申请公布日 2017.06.13
(21)申请号 201710033734.3(22)申请日 2017.01.18
(71)申请人 四川学易通达科技有限公司
地址 610000 四川省成都市天府新区华阳
街道天府大道南段846号(72)发明人 刘超 (51)Int.Cl.
G05B 19/042(2006.01)H04L 29/08(2006.01)
权利要求书2页 说明书4页 附图1页
(54)发明名称
一种高性能数据采集系统(57)摘要
本发明公开了一种高性能数据采集系统，包括依次连接的实验设备、数据采集箱、服务器、
所述数据采集箱包括INTERNET网络和用户终端；
接口部分、数据处理部分、数据缓存模块和外围设备，所述接口部分、数据缓存模块和外围设备均与数据处理部分连接；所述外围设备包括依次连接的A/D转换器、滤波装置和传感装置，所述A/D转换器与数据采集箱连接。本发明通过设置一种可以与不同型号的实验仪器相连的数据采集箱，可以完成对各种不同设备数据信息的采集及处理，从而实现远程数据交流与共享。
CN 106843042 ACN 106843042 A
权 利 要 求 书
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1.一种高性能数据采集系统，其特征在于，包括依次连接的实验设备、数据采集箱、服务器、INTERNET网络和用户终端；所述数据采集箱包括接口部分、数据处理部分、数据缓存模块和外围设备，所述接口部分、数据缓存模块和外围设备均与数据处理部分连接；所述外围设备包括依次连接的A/D转换器、滤波装置和传感装置，所述A/D转换器与数据采集箱连接；
所述实验设备：用于传送信号给数据采集箱，还用于接收数据采集箱传送的信号；所述数据采集箱：用于采集和接收实验设备传送的信号并将信号传送给服务器；还用于接收服务器传送的信号并将信号传送给实验设备；
所述服务器：用于接收数据采集箱传送的信号并将信号发送给INTERNET网络，还用于接收INTERNET网络传送的信号并将信号发送给数据采集箱；
所述INTERNET网络：用于接收服务器传送的信号并将信号传送给用户终端；还用于接收用户终端传送的信号并将信号传送给服务器；
所述用户终端：用于接收INTERNET网络传送的信号，还用于发送信号给INTERNET网络。2.根据权利要求1所述的一种高性能数据采集系统，其特征在于，所述滤波装置的电路结构包括第一电容(C1)、第二电容(C2)、第一放大器(A1)、第二放大器(A2)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)和第八电阻(R8)；
所述第一电容(C1)的一端作为滤波装置的输入端，第一电容(C1)的另一端与第一电阻(R1)的一端连接，第一电阻(R1)的另一端同时分别与第一二极管(D1)的负极和第一放大器(A1)的反相输入端连接，第一二极管(D1)的正极与第二二极管(D2)的负极连接，第一放大器(A1)的同相输入端与第四电阻(R4)的一端连接，第四电阻(R4)的另一端接地，第一放大器(A1)的输出端连接在第一二极管(D1)与第二二极管(D2)相连的线路上，第二二极管(D2)的正极与第五电阻(R5)的一端连接，第五电阻(R5)的另一端同时分别与第二放大器(A2)的反相输入端和第二电容(C2)的一端连接，第二电容(C2)的另一端与第二放大器(A2)的输出端连接，第二放大器(A2)的同相输入端与第六电阻(R6)的一端连接，第六电阻(R6)的另一端接地，第二电容(C2)相对连接第五电阻(R5)的另一端作为滤波装置的输入出端；
第一电容(C1)相对作为滤波装置输入端的另一端还与第三电阻(R3)的一端连接，第三电阻(R3)的另一端与第七电阻(R7)的一端连接，第七电阻(R7)的另一端与第八电阻(R8)的一端连接，第八电阻(R8)的另一端与第二放大器(A2)的输出端连接，第一电阻(R1)相对连接第一电容(C1)的另一端还与第二电阻(R2)的一端连接，第二电阻(R2)的另一端连接在第二二极管(D2)与第五电阻(R5)相连的线路上。
3.根据权利要求2所述的一种高性能数据采集系统，其特征在于，第八电阻(R8)为滑动电阻。
4.根据权利要求1所述的一种高性能数据采集系统，其特征在于，所述接口部分包括RS232接口。
5.根据权利要求1所述的一种高性能数据采集系统，其特征在于，所述接口部分包括USB接口。
6.根据权利要求1所述的一种高性能数据采集系统，其特征在于，所述接口部分包括IDE接口。
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7.根据权利要求1—6任意一项所述的一种高性能数据采集系统，其特征在于，数据处理部分的芯片型号为XC2VP30。
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说 明 书
一种高性能数据采集系统
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技术领域[0001]本发明涉及一种数据采集系统，具体涉及一种高性能数据采集系统。
背景技术[0002]在科学技术发展过程中，资源信息的共享对科学研究水平的提高具有重要的意义，目前，在一些企业、高等院校和科研机构中，由于管理与设备使用机制的局限性，大型实验仪器的使用率极为有限，造成了大量的资源浪费现象。而且，通常实验仪器由于功能的不同、生产厂商的不同，使得获取数据的方式、数据的存储格式等均不相同，各种实验仪器基本上采用的都是自己专用的数据采集装置，不能满足大型实验共享平台的要求。[0003]如果针对大型实验仪器使用远程控制实验，一方面用户可以在任何时间、任何地点通过网络进行实验，有利于用户合理地安排自己的学习和工作计划，而不再受时间和地点的约束，另一方面则可以提高实验室资源的利用率。[0004]因此，在构建大型实验仪器共享平台中，如何完成平台中各种不同设备数据信息的采集及处理是实现远程数据交流与共享的关键。
发明内容[0005]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种高性能数据采集系统，其通过设置一种可以与不同型号的实验仪器相连的数据采集箱，可以完成对各种不同设备数据信息的采集及处理，从而实现远程数据交流与共享。[0006]本发明通过下述技术方案实现：[0007]一种高性能数据采集系统，包括依次连接的实验设备、数据采集箱、服务器、INTERNET网络和用户终端；所述数据采集箱包括接口部分、数据处理部分、数据缓存模块和外围设备，所述接口部分、数据缓存模块和外围设备均与数据处理部分连接；所述外围设备包括依次连接的A/D转换器、滤波装置和传感装置，所述A/D转换器与数据采集箱连接；[0008]所述实验设备：用于传送信号给数据采集箱，还用于接收数据采集箱传送的信号；所述数据采集箱：用于采集和接收实验设备传送的信号并将信号传送给服务器；还用于接收服务器传送的信号并将信号传送给实验设备；所述服务器：用于接收数据采集箱传送的信号并将信号发送给INTERNET网络，还用于接收INTERNET网络传送的信号并将信号发送给数据采集箱；所述INTERNET网络：用于接收服务器传送的信号并将信号传送给用户终端；还用于接收用户终端传送的信号并将信号传送给服务器；所述用户终端：用于接收INTERNET网络传送的信号，还用于发送信号给INTERNET网络。使用本发明时，数据采集箱可以通过接口部分和不同型号的实验仪器相连，并且数据采集箱可以转发简单的控制指令，如启动、停止等，数据采集箱将采集到的数据暂存到数据缓存模块并通过服务器和INTERNET网络将采集到的数据传送到用户终端，在异地的用户可以使用用户终端(如PC机)通过互联网登录到服务器，并下载实验设备中的数据，从而达到实验数据资源共享的目的；另外，用户也可以将实验数据导入到MATLAB中，利用MATLAB强大的绘图功能和分析功能，对实验数据进行更
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为高效的分析。而本发明在A/D转换装置与传感装置之间设置滤波装置，可以有效滤除电路中的谐波，从而提高数据采集时的精确度，也能降低噪声，更加环保。[0009]进一步地，所述滤波装置的电路结构包括第一电容、第二电容、第一放大器、第二放大器、第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻；所述第一电容的一端作为滤波装置的输入端，第一电容的另一端与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端同时分别与第一二极管的负极和第一放大器的反相输入端连接，第一二极管的正极与第二二极管的负极连接，第一放大器的同相输入端与第四电阻的一端连接，第四电阻的另一端接地，第一放大器的输出端连接在第一二极管与第二二极管相连的线路上，第二二极管的正极与第五电阻的一端连接，第五电阻的另一端同时分别与第二放大器的反相输入端和第二电容的一端连接，第二电容的另一端与第二放大器的输出端连接，第二放大器的同相输入端与第六电阻的一端连接，第六电阻的另一端接地，第二电容相对连接第五电阻的另一端作为滤波装置的输入出端；第一电容相对作为滤波装置输入端的另一端还与第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端与第七电阻的一端连接，第七电阻的另一端与第八电阻的一端连接，第八电阻的另一端与第二放大器的输出端连接，第一电阻相对连接第一电容的另一端还与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端连接在第二二极管与第五电阻相连的线路上。传感装置输出到滤波装置的信号经第一电容滤波，第一二极管、第二二极管和第一放大器整流后，再经第二放大器放大和第二电容滤波，最后为A/D转换器输入一个可靠真实的信号。[0010]进一步地，第八电阻为滑动电阻。第八电阻作为滤波装置电路的精确校正电阻，将其设置为滑动电阻，便于调节。[0011]进一步地，所述接口部分包括RS232接口。[0012]进一步地，所述接口部分包括USB接口。[0013]进一步地，所述接口部分包括IDE接口。[0014]进一步地，数据处理部分的芯片型号为XC2VP30。[0015]本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本发明通过设置一种可以与不同型号的实验仪器相连的具有多种接口的数据采集箱，可以完成对各种不同设备数据信息的采集及处理；2、利用互联网实现实验数据的远程交流与共享，既增加了资源利用效率，又降低了投资成本，而且抗干扰能力强。3、设置滤波装置，可以有效滤除电路中的谐波，从而提高数据采集时的精确度，也能降低噪声，更加环保。附图说明[0016]此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：[0017]图1为本发明结构示意图。[0018]图2为数据采集箱的结构示意图。[0019]图3为滤波装置的电路结构示意图。具体实施方式[0020]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本
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发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。[0021]实施例[0022]如图1、图2和图3所示，本实施例提供一种高性能数据采集系统，包括依次连接的实验设备、数据采集箱、服务器、INTERNET网络和用户终端；数据采集箱包括接口部分、数据处理部分、数据缓存模块和外围设备，接口部分、数据缓存模块和外围设备均与数据处理部分连接；外围设备包括依次连接的A/D转换器、滤波装置和传感装置，A/D转换器与数据采集箱连接；实验设备：用于传送信号给数据采集箱，还用于接收数据采集箱传送的信号；数据采集箱：用于采集和接收实验设备传送的信号并将信号传送给服务器，还用于接收服务器传送的信号并将信号传送给实验设备；服务器：用于接收数据采集箱传送的信号并将信号发送给INTERNET网络，还用于接收INTERNET网络传送的信号并将信号发送给数据采集箱；INTERNET网络：用于接收服务器传送的信号并将信号传送给用户终端，用于接收用户终端传送的信号并将信号传送给服务器；用户终端：用于接收INTERNET网络传送的信号，还用于发送信号给INTERNET网络。[0023]本实施例中，滤波装置的电路结构包括第一电容C1、第二电容C2、第一放大器A1、第二放大器A2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8；第一电容C1的一端作为滤波装置的输入端，第一电容C1的另一端与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端同时分别与第一二极管D1的负极和第一放大器A1的反相输入端连接，第一二极管D1的正极与第二二极管D2的负极连接，第一放大器A1的同相输入端与第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端接地，第一放大器A1的输出端连接在第一二极管D1与第二二极管D2相连的线路上，第二二极管D2的正极与第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端同时分别与第二放大器A2的反相输入端和第二电容C2的一端连接，第二电容C2的另一端与第二放大器A2的输出端连接，第二放大器A2的同相输入端与第六电阻R6的一端连接，第六电阻R6的另一端接地，第二电容C2相对连接第五电阻R5的另一端作为滤波装置的输入出端；第一电容C1相对作为滤波装置输入端的另一端还与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端与第八电阻R8的一端连接，第八电阻R8的另一端与第二放大器A2的输出端连接，第一电阻R1相对连接第一电容C1的另一端还与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端连接在第二二极管D2与第五电阻R5相连的线路上。[0024]本实施例中，第八电阻R8为滑动电阻，数据采集箱的接口部分包括RS232接口、USB接口、IDE接口和A/D转换接口；外围设备中的传感装置包括为电流传感器和温度传感器；数据采集箱的外围设备还包括霍尔传感器，霍尔传感器均与数据处理部分连接。[0025]本实施例中，数据处理部分的芯片型号为XC2VP30，A/D转换器的型号为ADS807。[0026]实施本实施例时，数据采集箱可以通过接口部分和不同型号的实验仪器相连，并且数据采集箱可以转发简单的控制指令，如启动、停止等，数据采集箱将采集到的数据暂存到数据缓存模块并通过服务器和INTERNET网络将采集到的数据传送到用户终端，在异地的用户可以使用用户终端(如PC机)通过互联网登录到服务器，并下载实验设备中的数据，从而达到实验数据资源共享的目的；另外，用户也可以将实验数据导入到MATLAB中，利用MATLAB强大的绘图功能和分析功能，对实验数据进行更为高效的分析。在A/D转换装置与传
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感装置之间设置滤波装置，可以有效滤除电路中的谐波，从而提高数据采集时的精确度，也能降低噪声，更加环保。[0027]以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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