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分布式数据采集系统和方法


技术摘要:
本申请涉及一种分布式数据采集系统和方法。所述系统包括:上位机;多个采集通道,每一采集通道均包括接口模块和第一无线通信模块,所述接口模块的一端与采集设备连接,另一端与第一无线通信模块连接;数据通信模块,所述数据通信模块包括数据汇总模块和多个第二无线通  全部
背景技术:
数据采集是指从传感器、待测设备等被测单元中采集非电量或者电量信号,并送 到上位机进行分析处理的过程,其被广泛的应用与各个行业的工业生产、科学研究、质量检 测,以及过程控制等场合。 传统的数据采集系统通过采集设备将待测模拟信号采样为数字信号后,利用控制 器进行数据的上传和处理,由于控制器上传数据和接收上级命令时使用的协议却各不相 同,例如CAN、以太网、串口协议等,因而多种多样的接口协议也带来了接口的适配性问题。 此外,由于工业仪表安装位置分散,为了便于数据的集中管理传统的数据采集系统采用有 线集中式的摆放方式,但却需要占用较大的空间,并且各种交织的通信线缆也会带来安全 隐患。
技术实现要素:
基于此,有必要针对以上问题提供一种兼具不同设备采集接口且集中化管理的分 布式数据采集系统和方法。 一种分布式数据采集系统,所述系统包括: 上位机; 多个采集通道,每一采集通道均包括接口模块和第一无线通信模块,所述接口模 块的一端与采集设备连接,另一端与第一无线通信模块连接; 数据通信模块,所述数据通信模块包括数据汇总模块和多个第二无线通信模块, 多个第二无线通信模块和多个第一无线通信模块点对点连接,所述数据汇总模块的一端与 多个第二无线通信模块连接,另一端通过接口与上位机连接。 在其中一个实施例中,所述接口模块包括CAN接口、IIC接口、以太网接口、串口、 SPI接口、USB接口和扩展接口。 在其中一个实施例中,所述第一无线通信模块包括用于将接口协议转换成无线通 信协议的单片机、按键和第一无线收发器; 所述接口模块、按键和第一无线收发器均与所述单片机连接; 所述按键用于选择所述接口模块的接口协议的类型; 所述第一无线收发器用于接收所述单片机的数据和/或向所述单片机发送数据。 在其中一个实施例中,所述第一无线通信模块的数量与所述第二无线通信模块的 数量相同,每一第二无线通信模块均设置有与所述第一无线收发器无线通信的第二无线收 发器。 在其中一个实施例中,所述数据通信模块包括FPGA芯片和DDR4芯片; 所述FPAG芯片所述FPGA芯片设置在第二无线通信模块与接口之间,且所述DDR4芯 4 CN 111600892 A 说 明 书 2/5 页 片与所述FPGA连接; 所述FPGA芯片内例化有使用IP核生成的FIFO模块和DDR4控制模块。 在其中一个实施例中,与所述上位机连接的接口为USB3.1。 在其中一个实施例中,所述上位机采用LabVIEW编写,用于配置所述多个采集通 道,以及接收保存所述数据汇总模块发送的数据。 在其中一个实施例中,所述接口模块、所述第一无线通信模块和所述第二无线通 信模块的数量均为八个。 根据本发明的另一方面,提供一种分布式数据采集方法,所述方法包括: 上位机获取多个采集设备的接口类型,并根据所述接口类型配置多个采集通道; 配置多个采集通道的接口协议,其中,每一采集通道均利用所述接口协议将采集 设备的数据发送至第一无线通信模块; 第一无线通信模块与第二无线通信模块点对点通信,以将多个第一无线通信模块 的数据发送至多个对应的第二无线通信模块; 利用数据汇总模块对所述多个第二无线通信模块的数据进行缓存,所述数据汇总 模块通过接口将缓存的数据上传至上位机。 在其中一个实施例中,所述每一采集通道均利用所述无线通信协议通过接口模块 将采集设备的数据发送至第一无线通信模块的步骤还包括: 第一无线通信模块获取所述接口类型对应的接口协议; 利用单片机将所述接口协议转换为所述无线通信协议; 所述单片机利用所述无线通信协议向第一无线通信模块的收发器传输数据。 上述的分布式数据采集系统和方法,通过在采集设备一侧设置与采集设备连接的 多个采集通道,能够同步采集多个设备的数据;并且通过点对点无线通信的方式将采集通 道的数据传输至数据通信模块并进行汇总,再将汇总后的数据通过接口上传至上位机,数 据通信模块与上位机的设置不受空间限制,从而避免了系统部件的集中摆放,具有较好的 灵活性和通用性。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以 根据这些附图获得其他的实施例。 图1为一个实施例中一种分布式数据采集系统整体架构图; 图2为另一个实施例中的接口模块的结构示意图; 图3为又一个实施例中的采集通道与数据模块无线通信的示意图; 图4为一个实施例提供的一种分布式数据采集方法的流程示意图。
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