一種信號模擬量采集裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型的信號模擬量采集裝置包括接口板和采集板卡，所述接口板與所述采集板卡之間電性連接，所述接口板包括調理電路、第一隔離電路以及存儲器，所述采集板卡包括處理器、模數轉換采集電路以及第二隔離電路，所述存儲器、所述模數轉換采集電路以及所述第二隔離電路均與所述處理器電連接。采用采集板卡和接口板分開形式，將強電和弱電分開，增強安全性；由于每個接口板都自帶存儲器，采集板卡可以識別不同的接口板類型，接口板自帶校準參數，減少現場工作量；由于采集板卡只有一種，具有很好的互換性，出現故障可快速查找問題，并且可減少備品的數量，節約成本。
【專利說明】
一種信號模擬量采集裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及信號檢測領域，具體而言，涉及一種信號模擬量采集裝置。
【背景技術】
[0002]目前，鐵路微機監測系統需采集監測的模擬量包含電源屏，軌道電路，道岔，外電網，環監等等;為了防止采樣設備影響外部信號設備的正常運行需要采用隔離的方式，現有技術有些采用采集盒，但是采集盒需要對應一種的電壓、電流信號，造成采集盒種類繁多；還有些采用隔離卡板，通過一個公共CPU采集板卡對信號采集，當其中一款隔離板卡出現故障時會影響其他板卡信號采集，查找故障困難，當CPU板卡出現故障時會影響所有信號采集，影響范圍廣。
【實用新型內容】
[0003]有鑒于此，本實用新型實施例的目的在于提供一種信號模擬量采集裝置。
[0004]第一方面，本實用新型實施例提供的一種信號模擬量采集裝置，包括接口板和采集板卡，所述接口板與所述采集板卡之間電性連接，所述接口板包括調理電路、第一隔離電路以及存儲器，所述調理電路用于將輸入的強電轉化為弱電，所述第一隔離電路用于將所述接口板與所述采集板卡進行電氣隔離，所述采集板卡包括處理器、模數轉換采集電路以及第二隔離電路，所述存儲器、所述模數轉換采集電路以及所述第二隔離電路均與所述處理器電連接，所述模數轉換采集電路與所述第一隔離電路連接，所述模數轉換采集電路用于將采集的模擬信號轉換為第一數字信號，并發送至所述處理器，所述第二隔離電路用于進行電流信號的隔離采集，并將所述電流信號轉換為第二數字信號然后發送至處理器，所述處理器用于將接收到的第一數字信號和第二數字信號進行處理。
[0005]結合第一方面，本實用新型實施例還提供了第一方面的第一種可能實施方式，其中，所述接口板還設置有保護電路，所述保護電路用于保護該信號模擬量采集裝置在受到外部干擾時能夠正常工作。
[0006]結合第一方面的第一種可能實施方式，本實用新型實施例還提供了第一方面的第二種可能實施方式，其中，所述采集板卡還包括開關量采集電路，所述開關量采集電路與所述保護電路電連接，用于通過保護電路采集外設繼電器的吸起或落下的狀態信息。
[0007]結合第一方面，本實用新型實施例還提供了第一方面的第三種可能實施方式，其中，所述采集板卡還包括控制器局域網絡隔離電路，所述控制器局域網絡隔離電路連接于所述處理器與控制器局域網絡總線之間，用于確保穩定的通訊。
[0008]結合第一方面，本實用新型實施例還提供了第一方面的第四種可能實施方式，其中，所述采集板卡還包括控制器局域網絡端口，所述控制器局域網絡隔離電路通過所述控制器局域網絡端口與所述控制器局域網絡總線連接。
[0009]結合第一方面，本實用新型實施例還提供了第一方面的第五種可能實施方式，其中，所述采集板卡還包括所述LED顯示模塊，所述LED顯示模塊與所述處理器電連接，所述LED顯示模塊用于顯示該信號模擬量采集裝置的運行情況和狀態。
[0010]結合第一方面，本實用新型實施例還提供了第一方面的第六種可能實施方式，其中，所述第一隔離電路包括輸入端和輸出端，所述輸入端用于接入模擬信號，所述輸出端用于與所述模數轉換采集電路連接并將所述模擬信號發送至所述模數轉換采集電路。
[0011]結合第一方面，本實用新型實施例還提供了第一方面的第七種可能實施方式，其中，所述采集板卡還包括電源，所述電源為8伏到12伏的交流電或直流電。
[0012]結合第一方面，本實用新型實施例還提供了第一方面的第八種可能實施方式，其中，所述接口板包括交流電壓接口板、交流電流接口板、直流電壓接口板以及移頻信號接口板。
[0013]結合第一方面，本實用新型實施例還提供了第一方面的第九種可能實施方式，其中，所述第二隔離電路為外置模數轉換隔離電路。
[0014]與現有技術相比，本實用新型的信號模擬量采集裝置包括接口板和采集板卡，所述接口板與所述采集板卡之間電性連接，所述接口板包括調理電路、第一隔離電路以及存儲器，所述調理電路用于將輸入的強電轉化為弱電，所述第一隔離電路用于將所述接口板與所述采集板卡進行電氣隔離，所述采集板卡包括處理器、模數轉換采集電路以及第二隔離電路，所述存儲器、所述模數轉換采集電路以及所述第二隔離電路均與所述處理器電連接，所述模數轉換采集電路與所述第一隔離電路連接，所述模數轉換采集電路用于將采集的模擬信號轉換為數字信號，并發送至所述處理器，所述第二隔離電路用于進行電流信號的隔離采集，并轉換為數字信號然后發送至處理器，所述處理器用于將接收到的數字信號進行處理，并上傳至通訊分機。
[0015]信號模擬量采集裝置采用采集板卡和接口板分開形式，將強電和弱電分開，增強安全性，有利于現場維護；由于每個接口板都自帶存儲器，采集板卡可以識別不同的接口板類型，接口板自帶校準參數，無需現場校準，減少現場工作量；由于采集板卡只有一種，具有很好的互換性，出現故障可快速查找問題，并且可減少備品的數量，節約成本;每個采集板卡自帶處理功能和通訊功能，一個板卡出現問題不會影響其他板卡的正常工作，減少故障帶來的影響。
[0016]為使本實用新型的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。
[0018]圖1為本實用新型實施例提供的信號模擬量采集裝置的功能模塊圖。
[0019]圖2為本實用新型較佳實施例提供的多個信號模擬量采集裝置采集信號模擬量的方框示意圖。
[0020]主要元件符號說明
[0021]信號模擬量采集裝置10;接口板100;調理電路101;第一隔離電路102;存儲器103;保護電路104;采集板卡200;處理器201;模數轉換采集電路202;第二隔離電路203;開關量采集電路204 ；控制器局域網絡隔離電路205 ； LED顯示模塊206 ；電源207 ；交流電壓接口板1001;交流電流接口板1002;直流電壓接口板1003;移頻信號接口板1004;通訊分機300;站機400。
【具體實施方式】
[0022]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。
[0023]因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0024]應注意到:相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。
[0025]在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該實用新型產品使用時慣常擺放的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0026]此外，術語“水平”、“豎直”、“懸垂”等術語并不表示要求部件絕對水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對“豎直”而言更加水平，并不是表示該結構一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。
[0027]在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“設置”、“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0028]請參考圖1，是本實用新型實施例提供的信號模擬量采集裝置10的功能模塊圖。本實用新型的信號模擬量采集裝置10包括接口板100和采集板卡200，所述接口板100與所述采集板卡200之間電性連接，所述接口板100包括調理電路101、第一隔離電路102以及存儲器 103。
[0029]所述調理電路101，用于將輸入的強電轉化為弱電，增強安全性，有利于現場維護。
[0030]所述第一隔離電路102用于將所述接口板100與所述采集板卡200進行電氣隔離，所述電器隔離是指的電氣特性上面的隔離，例如一個電壓隔離模塊的輸入端和輸出端他們中間沒有直接的電氣連接，隔離的目的是采集后端處理電路不與強電電路有直接的電氣連接，可以解決現場不共地的問題。
[0031]所述存儲器103預存有校準參數，可以將輸入信號進行校準，無需人工校準，減少工作量。其中，所述存儲器103可以是，但不限于，隨機存取存儲器(Random Access Memory,RAM)，只讀存儲器(Read Only Memory，R0M)，可編程只讀存儲器(Programmable Read-OnlyMemory，PR0M)，可擦除只讀存儲器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，電可擦除只讀存儲器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPR0M)等。
[0032]所述保護電路104用于保護該信號模擬量采集裝置10在受到外部干擾時能夠正常工作，鑒于電源207電路存在一些不穩定因素，通過保護電路104來防止此類不穩定因素影響電路效果。
[0033]所述采集板卡200包括處理器201、模數轉換采集電路202以及第二隔離電路203，所述存儲器103、所述模數轉換采集電路202以及所述第二隔離電路203均與所述處理器201
電連接。
[0034]所述處理器201用于將接收到的數字信號進行處理，并上傳至通訊分機300(請參考圖2)，例如，將接收到的二進制數據轉換為十六進制的數據，再通過CAN(Contrc)IlerArea Network，控制器局域網絡)總線傳輸至通訊分機300。
[0035]處理器201可能是一種集成電路芯片，具有信號的處理能力。上述的處理器201可以是通用處理器，包括中央處理器(Central Processing Unit，簡稱CPU)、網絡處理器(Network Processor，簡稱NP)等;還可以是數字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現成可編程門陣列(FPGA)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件。通用處理器可以是微處理器或者該處理器201也可以是任何常規的處理器等。
[0036]所述模數轉換采集電路202與所述第一隔離電路102連接，所述模數轉換采集電路202用于將采集的模擬信號轉換為數字信號，并發送至所述處理器201。本實施例中，所述模數轉換采集電路202為模擬/數字轉換器(Analog-to-Digital Converter，ADC)采集模塊。
[0037]所述第二隔離電路203用于進行電流信號的隔離采集，并轉換為數字信號然后發送至處理器201。本實施例中，所述第二隔離電路203為外置模數轉換隔離電路，S卩外置ADC隔離電路。
[0038]本實施例中，所述采集板卡200還包括開關量采集電路204，所述開關量采集電路204與所述保護電路104電連接，用于通過保護電路104采集外設繼電器的吸起或落下的狀態?目息O
[0039]所述采集板卡200還可以包括控制器局域網絡隔離電路205，所述控制器局域網絡隔離電路205連接于所述處理器201與控制器局域網絡總線之間，用于確保穩定的通訊。
[0040]優選的，所述采集板卡200還包括控制器局域網絡端口，所述控制器局域網絡隔離電路205通過所述控制器局域網絡端口與所述控制器局域網絡總線連接。
[0041 ] 采集板卡200內還設置有LED顯示模塊206，所述LED顯示模塊206與所述處理器201電連接，所述LED顯示模塊206用于顯示該信號模擬量采集裝置10的運行情況和狀態，例如顯示是否對不同的模擬信號采集成功，不同的模擬信號可以為電源屏交流電壓信號，交流電流信號，直流電壓信號，直流電流信號，頻率等等。所述LED顯示模塊206優選為LED指示燈。
[0042]所述采集板卡200還包括電源207，所述電源207可以為交流電或直流電，優選的為8-12V，采用交直流通用模式，有效防止電源線接反損壞設備的情況。
[0043]請參考圖2，是本實用新型較佳實施例提供的多個信號模擬量采集裝置10采集信號模擬量的方框示意圖。在實際使用中，所述每一個采集板卡200對應一種類型的接口板100，所述接口板100包括有交流電壓接口板1001、交流電流接口板1002、直流電壓接口板1003以及移頻信號接口板1004，每一個接口板100均可和對應的采集板卡200匹配，采集相應的模擬信號，例如交流電壓信號、交流電流信號、直流電壓信號以及移頻信號等，所述模擬信號還可以為軌道電路的25Hz相位頻率信號、2.3軌道電流信號，交流道岔功率電流信號，直流道岔電流信號，道岔表示電壓信號等。
[0044]本實施例中的4個采集板卡200均通過CAN總線連接到通訊分機300，再通過網口傳送至站機400。當然在其他【具體實施方式】中，也可采用其他個數的采集板卡，例如10個、20個、25個等。本采集板卡200在啟動時讀取接口板100的存儲器103上的類型碼并且讀取校表參數到處理器201中，根據接口板100類型執行對應程序，讀取第二隔離電路203采集數據或者模數轉換采集電路202采集數據，計算出模擬量值，LED顯示模塊206可以顯示當前模擬量是否采集到，然后通過CAN總線將數據上傳至通訊分機300。
[0045]綜上所述，本實用新型的信號模擬量采集裝置采用采集板卡和接口板分開形式，將強電和弱電分開，增強安全性，有利于現場維護；由于每個接□板都自帶存儲器，采集板卡可以識別不同的接口板類型，接口板自帶校準參數，無需現場校準，減少現場工作量;采集板卡還帶有LED顯示燈，可方便查看本機運行情況和狀態情況，方便現場維護;采集板卡內的電源采用交直流通用模式，有效防止電源線接反損壞設備的情況；由于采集板卡只有一種，具有很好的互換性，出現故障可快速查找問題，并且可減少備品的數量，節約成本;每個采集板卡自帶處理功能和通訊功能，一個板卡出現問題不會影響其他板卡的正常工作，減少故障帶來的影響。
[0046]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。應注意至IJ:相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。
[0047]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種信號模擬量采集裝置，其特征在于，包括接口板和采集板卡，所述接口板與所述采集板卡之間電性連接，所述接口板包括調理電路、第一隔離電路以及存儲器，所述調理電路用于將輸入的強電轉化為弱電，所述第一隔離電路用于將所述接口板與所述采集板卡進行電氣隔離，所述采集板卡包括處理器、模數轉換采集電路以及第二隔離電路，所述存儲器、所述模數轉換采集電路以及所述第二隔離電路均與所述處理器電連接，所述模數轉換采集電路與所述第一隔離電路連接，所述模數轉換采集電路用于將采集的模擬信號轉換為第一數字信號，并發送至所述處理器，所述第二隔離電路用于進行電流信號的隔離采集，并將所述電流信號轉換為第二數字信號然后發送至處理器，所述處理器用于將接收到的第一數字信號和第二數字信號進行處理。2.根據權利要求1所述的信號模擬量采集裝置，其特征在于，所述接口板還設置有保護電路，所述保護電路用于保護該信號模擬量采集裝置在受到外部干擾時能夠正常工作。3.根據權利要求2所述的信號模擬量采集裝置，其特征在于，所述采集板卡還包括開關量采集電路，所述開關量采集電路與所述保護電路電連接，用于通過保護電路采集外設繼電器的吸起或落下的狀態信息。4.根據權利要求1所述的信號模擬量采集裝置，其特征在于，所述采集板卡還包括控制器局域網絡隔離電路，所述控制器局域網絡隔離電路連接于所述處理器與控制器局域網絡總線之間，用于確保穩定的通訊。5.根據權利要求4所述的信號模擬量采集裝置，其特征在于，所述采集板卡還包括控制器局域網絡端口，所述控制器局域網絡隔離電路通過所述控制器局域網絡端口與所述控制器局域網絡總線連接。6.根據權利要求1所述的信號模擬量采集裝置，其特征在于，所述采集板卡還包括LED顯示模塊，所述LED顯示模塊與所述處理器電連接，所述LED顯示模塊用于顯示該信號模擬量采集裝置的運行情況和狀態。7.根據權利要求1所述的信號模擬量采集裝置，其特征在于，所述第一隔離電路包括輸入端和輸出端，所述輸入端用于接入模擬信號，所述輸出端用于與所述模數轉換采集電路連接并將所述模擬信號發送至所述模數轉換采集電路。8.根據權利要求1所述的信號模擬量采集裝置，其特征在于，所述采集板卡還包括電源，所述電源為8伏到12伏的交流電或直流電。9.根據權利要求1所述的信號模擬量采集裝置，其特征在于，所述接口板包括交流電壓接口板、交流電流接口板、直流電壓接口板以及移頻信號接口板。10.根據權利要求1所述的信號模擬量采集裝置，其特征在于，所述第二隔離電路為外置模數轉換隔離電路。
【文檔編號】H03M1/12GK205666820SQ201620580568
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月13日
【發明人】陳維, 楊祖明
【申請人】四川網達科技有限公司