基于频率量检测的数据采集方法及装置与流程

本发明涉及数据采集，更具体地说，涉及基于频率量检测的数据采集方法及装置。

背景技术：

1、在煤炭自动控制开采以及其他工业物联网应用中，需要采集多种类型的传感器信号，如电压信号、电流信号、温度信号、频率信号等。现有的数据采集解决方案通常采用分布式io模块，这些模块虽然具备高扩展性和丰富的接口类型，但仍然存在以下问题：

2、接口数量和类型固定：这限制了系统的灵活性和适用性，尤其是在面对不同类型传感器信号时。

3、接口资源浪费：在某些应用场景下，可能会出现大量的接口闲置，而在另一些情况下又可能出现特定类型接口数量不足的情况。

4、成本问题：现有的分布式io模块成本较高，特别是在接口类型比较单一的情况下。

5、维护成本高：当某个接口损坏时，往往需要更换整个模块，增加了维护时间和成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于频率量检测的数据采集方法及装置，以解决现有技术中的问题。

2、为了解决上述问题，第一方面采用以下技术方案：

3、基于频率量检测的数据采集方法，包括步骤：

4、初始化数据采集模块及其扩展接口；

5、设置通信协议，配置电源单元，确保各模块正常供电；

6、根据需要采集的传感器信号类型，选择相应的转换模块并通过扩展接口连接至数据采集模块；

7、每个转换模块具有唯一的id标识，用于系统自动识别；

8、进行信号转换；

9、数据采集模块通过内置的mcu检测从转换模块传来的频率信号；

10、mcu根据预先设定的转换公式将频率信号转换为对应的物理量；

11、将转换后的物理量数据通过通信线路发送至上位机或其他控制系统；

12、系统自动识别不同id的转换模块，实现即插即用功能。

13、具体的，进行信号转换包括：

14、对于电压信号，使用电压转频率模块将0-10v的输入电压转换为0-2000hz的频率信号；

15、对于电流信号，使用电流转频率模块将0-20ma的小电流转换为200-1000hz的频率信号；

16、对于温度信号，使用温度转频率模块将-20-200℃的温度转换为111.3-991.9hz的频率信号；

17、对于互感电流信号，使用互感电流转频率模块将0-400a的输入电压转换为200-1000hz的频率信号；

18、对于频率信号，使用频率转频率模块直接传输0-2000hz的频率信号；

19、对于开关信号，使用开关量转频率模块将0-5v的信号转换为0-1000hz的频率信号。

20、还包括扩展与维护：当需要增加新的传感器信号采集时，通过扩展接口连接相应类型的转换模块。

21、第二方面采用以下技术方案：基于频率量检测的数据采集装置，包括：

22、数据采集模块：用于检测频率信号，并将其转换为实际的物理量；

23、电压转频率模块：将0-10v的输入电压转换为0-2000hz的频率信号；

24、温度转频率模块：将-20-200℃的温度信号转换为111.3-991.9hz的频率信号；

25、频率转频率模块：将0-2000hz的输入频率信号转换为0-2000hz的输出频率信号；

26、开关量转频率模块：将0-5v的开关量信号转换为0-1000hz的频率信号；

27、电流转频率模块：将0-20ma的小电流信号转换为200-1000hz的频率信号；

28、互感电流转频率模块：将0-400a的大电流信号转换为200-1000hz的频率信号；

29、通信接口：用于数据采集模块之间的通信。

30、具体的，包含mcu，负责频率量的检测及转换；

31、包含扩展接口，用于连接各种转换模块；

32、包含两个级联扩展口，用于实现级联扩展。

33、具体的，id单元，id单元为每个转换模块分配唯一的id，使得数据采集模块能够自动识别不同的转换模块，实现即插即用的功能。

34、具体的，id单元为每个转换模块分配唯一的id具体的：

35、电压转频率模块id为000；

36、温度转频率模块id为001；

37、频率转频率模块id为011；

38、开关量转频率模块id为100；

39、电流转频率模块id为101；

40、互感电流转频率模块id为110。

41、本发明的有益效果如下：本申请的核心技术效果在于提供了一种基于频率量检测的数据采集方法及装置，该方法及装置能够实现以下几点：

42、灵活配置：能够根据不同类型的传感器信号灵活配置相应的数据采集模组，使得系统可以根据实际需要进行扩展和调整。

43、归一化输出信号类型：通过将各种类型的传感器信号转换为统一的频率信号输出，简化了后续的数据处理流程。

44、自动识别模块：数据采集系统能够自动识别接入的不同类型的转换模块，从而实现即插即用的功能。

45、高扩展性：通过模块化的结构设计，可以轻松添加或更换不同的转换模块，以满足不断变化的需求。

46、降低成本：由于采用了更加灵活和模块化的结构，减少了不必要的接口闲置情况，降低了系统的总体成本。

47、简化维护：模块化设计使得维护更加简单快捷，只需要更换损坏的部分即可，无需替换整个系统。

技术特征：

1.基于频率量检测的数据采集方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述基于频率量检测的数据采集方法，其特征在于，进行信号转换包括：

3.根据权利要求1所述基于频率量检测的数据采集方法，其特征在于，还包括扩展与维护：当需要增加新的传感器信号采集时，通过扩展接口连接相应类型的转换模块。

4.基于频率量检测的数据采集装置，其特征在于，包括

5.根据权利要求4所述基于频率量检测的数据采集装置，其特征在于，包含mcu，负责频率量的检测及转换；

6.根据权利要求4所述基于频率量检测的数据采集装置，其特征在于，包括id单元，id单元为每个转换模块分配唯一的id，使得数据采集模块能够自动识别不同的转换模块，实现即插即用的功能。

7.根据权利要求4所述基于频率量检测的数据采集装置，其特征在于，id单元为每个转换模块分配唯一的id，具体的：

技术总结本发明涉及基于频率量检测的数据采集方法及装置，方法包括步骤：初始化数据采集模块及其扩展接口；设置通信协议，配置电源单元，确保各模块正常供电；根据需要采集的传感器信号类型，选择相应的转换模块并通过扩展接口连接至数据采集模块；每个转换模块具有唯一的ID标识，用于系统自动识别；进行信号转换；数据采集模块通过内置的MCU检测从转换模块传来的频率信号；MCU根据预先设定的转换公式将频率信号转换为对应的物理量；将转换后的物理量数据通过通信线路发送至上位机或其他控制系统；系统自动识别不同ID的转换模块，实现即插即用功能。技术研发人员：常亚军,谢振南,刘昆轮,张祺琛,冯红东,王海恩受保护的技术使用者：郑州恒达智控科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14