研华基于RS485网络的数据采集方案
台湾研华电气查询表
价格 2000 2000 2400 2900 2500 2000 2200 2600 3000 3000
备注
11 PCA-6186VE 12 PCA-6187 13 PCA-6188 14 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 型号 PCI-1710 PCI-1710HG PCI-1710L PCI-1711 PCI-1711L PCI-1713 PCI-1712 PCI-1716 PCI-1716L PCI-1714
台湾研华系列PC总线工业控制产品系列
研华原装整机
序号 型号 描述 1 研华IPC-610H-PIII 6003V/PIII 1G/256M/80G/1.44M/52XCD/KB/MOUSE/USB 2 研华 PIC-610H-PIV 6006LV/P4 2.8G/512M/80G/1.44M/52XCD/KB/MOUSE/USB 3 研华 PIC-610H-PIV 6007LV/P4 3.0G/1G/160G/1.44M/52XCD/KB/MOUSE/USB 4 价格 6800 8600 9600 备注
平板电脑及键盘
描述 12" 彩色TFT LCD显示的平板PC、PIII500、64M、20G、触摸屏 15" 彩色TFT LCD显示的平板PC、PIII500、64M、20G、触摸屏 104键工业键盘 105键抽屉键盘 105键19"机柜抽屉键盘 价格 15000 20000 500 2400 3250 备注
工业级液晶屏
型号 FPM-3120 FPM-3150 FPM-3175 FPM-3190 描述 12“TFT 15“TFT 17“TFT 19“TFT 价格 8750 12910 25000 35500 备注
基于组态王的数据采集监控系统
基于组态王的数据采集监控系统
刘景华;王辛杰;吴则举
【期刊名称】《青岛理工大学学报》
【年(卷),期】2008(29)4
【摘要】系统以传感器技术、研华ADAM4000系列数据采集模块和组态王为基础,实现了气固两相流实验系统的数据采集、处理和监控.通过不同的传感器采集数据转化为ADAM4000模块可以接受的信号,采集后的数据通过RS485传输到工控机.工控机通过组态王对数据进行分析处理,并实时显示数据,为气固两相流实验的进行提供保障.
【总页数】4页(P105-108)
【作者】刘景华;王辛杰;吴则举
【作者单位】青岛理工大学,通信与电子工程学院,青岛,266033;青岛理工大学,通信与电子工程学院,青岛,266033;青岛理工大学,通信与电子工程学院,青岛,266033【正文语种】中文
【中图分类】TP274+.2
【相关文献】
1.基于西门子S7-200 SMART与TC35以及组态王的精馏装置数据采集与报警系统设计与实施 [J], 赵国新;黄波;张剑;韩翼飞
2.基于组态王的烧结仪表数据采集监控系统 [J], 刘彦伟;黄新建;孟翠芳;李秀芹
3.基于组态王的数据采集通信与控制系统设计 [J], 石建国;杨磊;李臣龙
4.基于组态王软件对Arduino模块和S7-200 SMART PLC的数据采集 [J], 李冰
涛;李曙俏;王策瑜
5.基于组态王的数据采集与监视控制系统的设计 [J], 崔军辉
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实验3、基于研华数据采集卡的数据采集系统实验
实验3、基于研华数据采集卡的数据采集系统实验一、实验目的1. 学习研华4716数据采集卡的原理、功能。
2. 掌握研华4716数据采集的接线方法。
3.熟悉组态王开发软件的开发环境和基本的图形化编程方法。
二、实验装置1. 集成采集转换试验箱，2. 组态王软件三、实验任务及要求利用研华USB-4716模块实现对实验箱电压的测试及实时显示，采用组态王软件编制数据采集程序，实现对实验箱电压的采集，并对电压数据进行波形显示及实时数据显示。
数据采集及显示界面参考图1。
图1 基于组态王的数据采集及显示界面四、实验步骤1.硬件连接：按要求接线（连接4716实验箱）。
2.启动实验箱电源按钮，让实验箱处于工作状态。
3.创建新工程：双击桌面组态王快捷方式启动组态王软件，创建一个名为“基于4716的数据采集系统”的新工程，将新工程路径设为桌面，并定为当前工程。
4.创建组态画面：双击工程器管理器中的新工程进入工程浏览器，工程浏览器对话框如图2所示。
在工程浏览器工程目录显示区中，鼠标左键双击“新建”图标，弹出新建画面对话框，新建画面对话框界面如图3所示。
图2 “工程浏览器”对话框图3“新建画面”对话框在图3中“画面名称”处输入新的画面名称，如Test，其它属性目前不用更改。
点击“确定”按钮进入内嵌的组态王画面开发系统。
组态王画面开发系统对话框如图4所示。
在图4组态王开发系统中从“工具箱”中分别选择“实时趋势曲线”和三个“文本”图标，将实时趋势曲线调整到合适的尺寸，将三个文本分别设置成如图5所示。
图4 “画面开发系统”对话框图5 基于研华USR—4716的电压采集系统对话框到此组态画面创建完成，完成时保存全部。
5.定义IO设备：进入工程浏览器，选择左侧大纲项“设备\COM1”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，运行界面如图6的“设备配置向导”，选择板卡—研华—yanhuaUSB4716—板卡，完成选择后运行“下一步”进入图7界面为外部设备取一个名称，如usb4716，记住逻辑名称不能只是数字。
adam4017通讯协议
竭诚为您提供优质文档/双击可除adam4017通讯协议篇一：易控对研华adam-4017+测试方法研华adam-4017+测试方法模块是接10—30Vdc.我在这里测试的时候接的是24Vdc 1研华adam-4017+的有两种模式，init和normal。
init 状态下可以改变模块的协议方式(modbus协议、研华协议)。
normal状态下是进行正常通讯的。
如何改变两种协议呢？下面是演示：首先把模块侧面的拨码开关拨到init一边，表明模块在初始化的状态下，可以修改模块的地址，波特率，协议方式，数据结构等参数。
这些操作时是在研华软件上进行的。
安装adam/utility测试软件。
打开软件，确认线路和电源连接正确。
右击com1---search—start你将会得到下面的图片。
modbus对应的是标准的modbus协议，advantech对应着研华协议如上图所示，有地址、波特率和协议选择的修改。
然后点击---applychange。
注意：在完成初始化要修改的参数后，把模块断电，然后拨码开关拨到normal状态。
模块就可以再正常状态下工作了。
谨记两种协议之间的修改，必须要在init状态下。
2打开易控，建立工程。
io通信---串口---模块---研华---adam4017.这个对应的是研华协议。
以上参数配置请与在研华测试软件上设置的一致。
参数配置好之后，点击运行在公司测试的时候，设备的协议修改为是modbus协议，设备地址是3。
您可以根据自己的需要进行测试。
篇二：adam-4117模块使用手册adam-4117快速入门手册一、adam-4117概述adam-4117是16位a/d、8通道的模拟量输入模块，可以采集电压、电流等模拟量输入信号，并且为所有通道都提供了独立的可编程的输入范围。
在工业测量和监控的应用中，adam-4117具有良好的性价比。
它不仅能够用于恶劣的环境中，而且还具有更加坚固型的设计。
实验一温度数据采集系统
实验一温度数据采集系统一、 实验目的 1、掌握计算机数据采集系统的构成与一般设计方法；2、掌握温度数据采集系统的原理与软硬件设计方法；3、了解数据串行通讯协议RS232/485的基本规则和应用，熟悉研华公司ADAM4520串行协议转换模块和ADAM4019温度数据采集模块的使用方法。
二、 实验内容1、实验方案的设计； 2、数据采集程序设计与开发； 3、 系统调试与运行。
三、 实验设备1、微型计算机 一台2、ADAM4019温度数据采集模块 一个3、ADAM4520串行协议转换模块 一个4、K 型热电偶 一个5、电加热水杯 一个6、Visual Basic 6.0软件 一套7、工业温度计 一个8、ADAM-4000 Utility 应用程序 一套四、 实验要求1、完成实验的硬件构成、软件程序的开发 2、完成温度数据采集系统的调试和温度采集测试； 3、要求熟悉热电偶冷端补偿的处理。
五、 实验原理与方法步骤1、 实验原理温度数据采集系统的构成原理图，如图1—1所示。
图1—1 温度数据采集实验的工作原理图K 型热电偶作为温度信号采集的传感器装置，其得到的电压模拟量经过ADAM4019模块转换成符合RS485协议标准的数字信号。
为了便于计算机处理，通过ADAM4520将RS485协议数字信号转换成RS232协议的数字信号，然后通热电偶 ADAM4019 ADAM4520 PC 机 COM1 端口电热水杯电源过计算机的COM1串口将温度数字信号送入计算机中。
可利用VB设计的温度数据采集程序实现对温度信号的采集读取和显示等处理，从而实现对温度量的数据采集。
为了补偿由于热电偶元件性能变化带来的测试误差，根据工业温度计得到的标准/真实温度值，可利用软件冷端温度补偿技术，对采集到的热电偶温度信号进行误差补偿，提高温度采集的精度。
软件冷端温度补偿技术的原理思想：误差的绝对值＝|采集到的测量值－真实温度值|；if 实际测量值－真实温度值>0;then 温度量＝实际测量值－误差的绝对值；else if 实际测量值－真实温度值<0;then 温度量＝实际测量值+误差的绝对值；else温度量＝实际测量值;end2、ADAM4019指令的学习（见附件材料）3、VB知识的准备和参考程序设计在此实验中，可能会涉及VB软件中MSComm控件的使用，请同学们自学MSComm控件的相关知识，做到熟悉其属性、方法和事件，并会用其进行程序设计。
(研华数据采集模块培训)
Always ADAM
ITMS
FA
Water
SCADA I/O
Control I/O
Treatment
Web I/O
MA
ADAM-4000 ADAM-5000
ADAM-6000
ADAM-5510/KW ADAM-5510/TCP
Facility Management
Always Adam
基于软逻辑的 SCADA 控制器
Internet
硬件规格：
- CPU: StrongARM CPU - RS-232*3 / 485 * 2 - 10 M base-T * 1 - 16 MB on-board Flash - 32 MB SRAM
Ethernet 下载控制程序
软件规格：
Win inside
- OS: Windows
Comm. Controller
- ADAM-6051
- 2*RS-232, 2*RS-485 - ADAM-6060
- ADAM-6015 (Q2)
- ADAM-6018 (Q2)
- ADAM-6024 (Q3)
Video
ADAM-60xx Video I/O
- ADAM-6090 Video Input (Q2)
正奇科技
ZQTECH
输入输出范围形态可编程
软件设定 减少备品备件负担
15mV 50mV 100mV 500mV 1V 2.5V 0.20mA T/C.J T/C.K T/C.T T/C.E T/C.R T/C.S T/C.B
输入
ADAM
输出
4011
正奇科技
23.5 C
工程单位
RS485数据采集卡的应用范围
RS485数据采集卡的应用范围RS485数据采集卡是通过485总线接入个人计算机，然后实现数据采集功能的计算机扩展卡。
数据采集是指从传感器和其它待测设备，等模拟和数字被测单元中，自动采非电量或者电量信号，送到上位机中进行分析处理。
数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品，来实现灵活的、用户自定义的测量系统。
如国内知名的厂家有，研华，深圳诚控电子等制造的RS485采集卡，都有不错的品质和客户反馈。
为了满足IBM-PC机及其兼容机用于数据采集与控制的需要，厂商生产了各种各样的数据采集板卡。
这类板卡都是参照IBM-PC机的总线技术标准设计和生产，用户只要把这类板卡插入IBM-PC机主板上相应的IO扩展槽中，就可以迅速方便地构成一个数据采集与处理系统，也就大大节省了硬件的研制时间和投资，又可以充分利用IBM-PC 机的软硬件资源，还可以使用户集中精力对数据采集与处理中的理论和方法进行研究、进行系统设计以及程序的编制等。
基于PC总线的板卡种类很多，分类方法也有很多种，按照板卡处理信号的不同可以分为模拟量输入板卡、模拟量输出板卡、开关量输入板卡、开关量输出板卡、脉冲量输入板卡、多功能板卡等。
其中多功能板卡可以集成多个功能，而根据总线的不同，可分为PXI/CPCI板卡和PCI板卡。
还有其它一些专用IO板卡，如智能接口卡、虚拟存储板、信号调理板、专用端子板等，这些种类齐全、性能良好的IO板卡与IPC配合使用，使系统的构成十分容易。
就像在工业现场会安装很多各种类型的传感器，受现场环境的限制传感器信号，如压力传感器输出的电压或者电流信号不能远传，又或者因为传感器太多布线复杂，就会选用分布式或者远程的采集卡模块，在现场把信号较高精度地转换成数字量，然后通过各种远传通信技术，把数据传到计算机或者其他控制器中进行处理。
这样的也算作是数据采集卡的一种，只不过它对环境的适应能力更强，可以应对各种恶劣的工业环境。
基于RS485总线的分布式高精度数据采集系统
㊀２０２１年㊀第２期仪表技术与传感器Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ㊀Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ㊀ａｎｄ㊀Ｓｅｎｓｏｒ２０２１㊀Ｎｏ．２㊀基金项目：国家自然科学基金杰出青年基金资助项目（６１５２５１０７）收稿日期：２０２０－０３－２４基于ＲＳ４８５总线的分布式高精度数据采集系统陈㊀航１，严㊀帅２，刘㊀胜１，张会新１（１．中北大学，仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原㊀０３００５１；２．北京宇航系统工程研究所，北京㊀１０００７６）㊀㊀摘要：针对分布式测试系统中物理量种类多㊁相互之间易干扰，数据需要远距离传输的要求，设计了一种基于ＲＳ４８５总线的分布式数据采集系统㊂该系统主要包含上位机㊁主控站点和被控站点，通过定制ＵＳＢ和ＲＳ４８５总线通信协议，实现了总线上４０个站点的轮询测量或单站点单通道测量㊂实验结果表明，该系统实现了数据的可靠传输，有效解决了大面积环境下进行分布式高精度数据采集的问题，具有较好的实用价值㊂关键词：分布式；ＲＳ４８５总线；高精度；智能化；ＡＤＳ１２５８；数据采集中图分类号：ＴＰ３０２㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：１００２－１８４１（２０２１）０２－００７１－０４ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＨｉｇｈ⁃ｐｒｅｃｉｓｉｏｎＤａｔａＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＲＳ４８５ＢｕｓＣＨＥＮＨａｎｇ１，ＹＡＮＳｈｕａｉ２，ＬＩＵＳｈｅｎｇ１，ＺＨＡＮＧＨｕｉ⁃ｘｉｎ１（１．ＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａＴｈｅＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＤｙｎａｍｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００５１，Ｃｈｉｎａ；２．ＢｅｉｊｉｎｇＡｅｒｏｓｐａｃｅＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＲＳ４８５ｂｕｓｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｔｈｅｓｉｔｕａｔｉｏｎｔｈａｔｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｋｉｎｄｓｏｆｐｈｙｓｉｃａｌｑｕａｎｔｉｔｉｅｓｗｈｉｃｈａｒｅｅａｓｙｔｏｉｎｔｅｒｆｅｒｅｗｉｔｈｅａｃｈｏｔｈｅｒ，ａｎｄｔｈｅｄａｔａｎｅｅｄｓｔｏｂｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄｏｖｅｒｌｏｎｇｄｉｓｔａｎｃｅｓ．Ｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍｍａｉｎｌｙｉｎｃｌｕｄｅｄｔｈｅｈｏｓｔｃｏｍｐｕｔｅｒ，ｔｈｅｍａｓｔｅｒｓｔａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｓｔａｔｉｏｎ．ＢｙｃｕｓｔｏｍｉｚｉｎｇｔｈｅＵＳＢａｎｄＲＳ４８５ｂｕｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏｌｓ，ｉｔｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｐｏｌｌｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆ４０ｓｔａｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅｂｕｓｏｒｓｉｎｇｌｅ⁃ｃｈａｎｎｅｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒ⁃ｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｃｈｉｅｖｅｓｒｅｌｉａｂｌｅｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｏｌｖｅｓｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄａｎｄｈｉｇｈ⁃ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｄａｔａｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｉｎｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｗｈｉｃｈｈａｓｈｉｇｈｐｒａｃｔｉｃａｌｖａｌｕｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ；ＲＳ４８５ｂｕｓ；ｈｉｇｈａｃｃｕｒａｃｙ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ；ＡＤＳ１２５８；ｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ０㊀引言在一些分布式测试系统中，不可避免地要对被测环境不同位置地点多种物理量（湿度㊁温度㊁压力等）进行精确采集和测量［１－２］㊂传统的测试系统大多采用点对点连线的电缆对传感器的模拟量信号进行传输，这种方式一方面容易受到周围电磁环境的影响，降低采集精度；另一方面增加了测试系统中电缆的消耗量和成本，还在一定程度上影响采集系统的健壮性㊂为了提高测试系统的智能化程度和精确度，设计了一个基于ＲＳ４８５总线的分布式高精度数据采集系统，将各地点的传感器信号通过采样转换为数字信号，通过ＲＳ４８５总线传至系统主控站点［３－５］㊂和现有的测试系统相比，增加了数据采集通道个数和采集精度，最多可实现６４０个测点数据的轮询采集，提高了数据传输的智能化水平㊂１㊀系统总体设计分布式数据采集系统主要包含上位机㊁ＲＳ４８５总线主控站点和４０个ＲＳ４８５总线被控站点等部分，原理框图如图１所示㊂主控站点与上位机通过ＵＳＢ接口交换数据，在上位机下传的数据被解析后，ＦＰＧＡ将其通过主站ＲＳ４８５模块发出并与配对成功的被控站点通信㊂根据不同的命令，可以实现不同速率下的固定通道和自动扫描通道数据采集功能㊂主控站点在接收到数据后进行打包，通过ＵＳＢ接口传至上位机，实现了一主控站点多被控站点的高速ＲＳ４８５通信㊂每个被控站点包含ＲＳ４８５总线模块㊁ＦＰＧＡ控制模块㊁Ａ／Ｄ采集模块等，属于独立的数据采集子系统，原理设计图如图２所示㊂与主控站点下传的站点号匹配正确后，ＦＰＧＡ首先对ＡＤＳ１２５８相关寄存器进行配置，开始Ａ／Ｄ采集，完成后将数据传至主控单元㊂㊀㊀㊀㊀㊀７２㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＦｅｂ．２０２１㊀图１㊀系统整体原理框图图２㊀被控站点设计示意图２㊀系统硬件设计２．１㊀ＦＰＧＡ控制模块系统选用Ｓｐａｒｔａｎ－６系列ＦＰＧＡ作为主控芯片㊂在主控站点的硬件电路设计中，选择ＸＣ６ＳＬＸ１５０芯片对ＲＳ４８５总线通信芯片ＩＳＯ１１７６Ｔ和ＵＳＢ接口芯片ＦＴ２２３２进行控制，其电路连接示意如图３所示㊂被控站点的Ａ／Ｄ采集芯片ＡＤＳ１２５８及ＲＳ４８５通信芯片通过ＳＰＩ接口与ＦＰＧＡ连接，电路设计如图４所示㊂图３㊀主控站点ＦＰＧＡ电路设计图图４㊀被控站点ＦＰＧＡ电路设计图２．２㊀ＲＳ４８５总线模块分布式数据采集系统具有分布范围大㊁电磁环境复杂㊁传输节点要求多等特点㊂为满足设计要求，选用ＲＳ４８５总线通过差分线的压差传输数据，可以极大地减少传输过程中的共模干扰，提高数据传输系统的健壮性［６］㊂总线接口芯片ＩＳＯ１１７６Ｔ内部集成了变压器驱动器，在不要外部光耦的情况下实现隔离式供电，该芯片最大可支持２５６个从节点，最大数据传输速率达到４０Ｍｂｐｓ，详细的电路连接图如图５所示㊂图５㊀ＲＳ４８５总线模块电路连接图２．３㊀Ａ／Ｄ转换模块被控站点采用ＡＤＳ１２５８对来自传感器的模拟量信号进行模数转换㊂ＡＤＳ１２５８具有２４位采样分辨率，固定通道的采样速率能达到１２５ＫＳＰＳ，１６个通道同时采集最高速率可达２３．７ＫＳＰＳ，同时还集成了片上温度传感器，可以通过读取寄存器来读取芯片工作温度，它的工作温度为－４０ １０５ħ，此外还有低温漂㊁低噪声等特点，非常符合系统的设计要求［７－８］㊂ＦＰＧＡ和ＡＤＳ１２５８通过ＳＰＩ接口相连，ＣＬＫＩＯ为外部时钟输入引脚，来自ＦＰＧＡ的１６ＭＨｚ时钟通过５０Ω电阻后与其相连，同时要将时钟选择引脚ＣＬＫＳＥＬ置高，芯片模拟供电电压为ＡＶＤＤ＝５Ｖ，ＡＶＳＳ＝ＡＧＮＤ，参考电压为ＶＲＥＦ＝ＶＲＥＦＰ－ＶＲＥＦＮ＝５Ｖ，数字供电电压为ＤＶＤＤ＝３．３Ｖ，ＤＶＳＳ＝ＤＧＮＤ㊂ＡＤＳ１２５８的硬件电路如图６所示㊂㊀㊀㊀㊀㊀第２期陈航等：基于ＲＳ４８５总线的分布式高精度数据采集系统７３㊀㊀图６㊀ＡＤＳ１２５８接口电路设计图２．４㊀ＵＳＢ接口设计ＦＴ２２３２Ｈ为支持高速ＵＳＢ２．０通信的接口芯片，支持最高４８０Ｍｂｐｓ的通信速度㊂它有Ａ㊁Ｂ２个数据传输通道，根据设计需要可以配置成多种速度模式，具体的接口如图３所示㊂芯片的工作模式为ＦＴ２４５异步ＦＩＦＯ接口模式，９３ＬＣ５６Ｂ为ＥＥＰＲＯＭ，用于保存ＦＴ２２３２Ｈ配置完后的相关信息［９］㊂３㊀系统软件设计３．１㊀主控站点软件设计主控站点通过ＵＳＢ接口实现和上位机的数据交换，根据不同指令实现数据打包传输和被控站点寄存器配置功能［１０］㊂ＦＴ２２３２Ｈ的数据收发时序通过ＦＰＧＡ控制，具体的读写时序如图７所示㊂ＲＸＦ＃信号为芯片输出信号，当缓存Ｂｕｆｆｅｒ内部有读数空间时输出为低，这时可以拉低ＲＤ＃信号进行一次８位ＦＩＦＯ数据的读取，然后ＲＸＦ＃信号被拉高，这期间不能进行读数操作，等ＲＸＦ＃再次拉低时进行下一次读数操作，写数据过程和读数据过程类似㊂图７㊀ＦＴ２２３２Ｈ读写时序图上位机和主控站点的通信协议如表１所示㊂在系统上电完成复位后，若接收到命令的第一个字节为２５ｈ，再继续判断下一个字节，若命令是５５ｈ（查询指令），则根据表１所示的通信协议进行ＲＳ４８５总线通信，主控站点从１到４０依次查询被控站点，并将收到被控站点的数据上传至上位机进行显示㊁存储；若命令是ＡＣｈ（寄存器配置指令），则对上位机的命令拆分处理，把后４个字节的数据根据总线通信协议进行打包，然后转发至对应的被控站点㊂表１㊀上位机通信协议命令有效标志８ｂｉｔ命令字８ｂｉｔ数据位３２ｂｉｔ寄存器配置命令２５ｈＡＣｈ被控站点地址８ｂｉｔ站点配置数据２４ｂｉｔ查询命令２５ｈ５５ｈ无效位停止命令２５ｈ９０ｈ无效位㊀㊀总线数据传输采取ＣＲＣ－４进行差错控制，通信协议如表２所示㊂主控站点将校验无误的数据传送给上位机显示存储，校验不通过则再一次查询该站点，如果连续３次数据校验不通过，则将站点序号告诉上位机，然后进行下一个站点查询，避免了因某个站点工作异常而使整个系统无法工作，提高了数据采集系统的可靠性性和抗干扰能力［１１］㊂表２㊀ＲＳ４８５总线通信协议起始位１ｂｉｔ有效数据位３２ｂｉｔＣＲＣ码４ｂｉｔ停止位３ｂｉｔ０被控站点地址８ｂｉｔ站点数据㊀２４ｂｉｔＣＲＣ－４１１１３．２㊀被控站点软件设计被控站点作为独立的数据采集系统，主要完成１６路模拟量信号采集和ＲＳ４８５总线通信工作㊂根据系统设计要求，ＡＤＳ１２５８默认工作模式为以２３．７ＫＳＰＳ㊀㊀㊀㊀㊀７４㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＦｅｂ．２０２１㊀采样速率自动扫描１６个模拟量输入通道，寄存器通过ＳＰＩ接口进行配置，ＤＩＮ管脚为数据输入引脚，ＣＯＮＦＩＧ１寄存器主要涉及采样速率的设置，命令字和寄存器地址为６１ｈ，相应的配置数据为０３ｈ；ＭＵＸＳＧ０和ＭＵＸＳＧ１寄存器主要进行采样通道选择，命令字和寄存器地址分别为６４ｈ和６５ｈ，相应的配置数据都为ＦＦｈ㊂根据ＳＣＬＫ管脚的时序写入配置寄存器的数据，如图８所示，在片选信号ＣＳ拉低时，有效命令和数据在ＳＣＬＫ上升沿从最高位开始顺序进入ＤＩＮ管脚㊂图８㊀ＡＤＳ１２５８寄存器配置时序图系统运行后，被控单元首先按照默认值对ＡＤＳ１２５８的寄存器进行配置，配置完成后对相关寄存器的值进行读取，验证是否配置正确，随后开始监测ＲＳ４８５总线上的数据，当与总线上的站点序号验证成功后，进行数据采集和发送数据，工作软件设计流程如图９所示㊂上位机可以对各被控站点的寄存器进行重新配置，以满足特殊测试要求㊂图９㊀被控站点软件设计流程图ＡＤＳ１２５８开始进行数据采集时，首先将ＳＴＡＲＴ管脚进行拉高，程序开始检测ＤＲＤＹ管脚的电平状态，当为低电平时，表示一个通道模拟量完成转换，读取有效数据共计３２位，高８位包含状态信息和通道信息，低２４位代表转换的有效数据㊂ＡＤＳ１２５８可以在小于７００μｓ的时间内处理完１６路通道的数据采集㊂４㊀测试结果分布式数据采集系统的ＲＳ４８５总线上间隔１ｍ设置一个被控站点，总线长度共计４０ｍ㊂系统测试时，在第一个被控站点１５通道输入２Ｖ电压，其余的被控站点和通道不输入电压，使用上位机发送查询命令后回传的数据见图１０㊂图１０㊀测试数据根据上位机的数据显示，主控站点按顺序查询了被控站点的１６路采集通道，ＥＢ９０ＥＢ９０是子站点数据发送结束标志，很好地完成了主控站点控制下的数据采集功能㊂数据 ＡＤＤ００００１９６２Ｆ７７Ｅ９ 中 ＡＤＤ００００１９６ 表示第一个被控站点１５通道的数据采集结果， ２Ｆ７７Ｅ９ 转变成电压为１．９７７８Ｖ，高精度万用表显示实际电压为１．９７８９Ｖ，所以系统的采集精度为０．６％，表明数据采集系统的精度很高㊂５㊀结束语分布式数据采集系统的设计采用２４位的模数转换芯片ＡＤＳ１２５８，提高了模拟量数据采集精度，选用ＲＳ４８５总线进行数据的传输，增加了系统挂载的站点数量，总线驱动器芯片ＩＳＯ１１７６Ｔ的使用实现了电源隔离，减少了周围环境的干扰㊂测试表明，系统数据传输可靠，精度很高，同时还可以根据（下转第７９页）㊀㊀㊀㊀㊀第２期李鹏飞等：基于ＮＶＩＤＩＡＴＸ２模块的双目视觉信号采集系统设计７９㊀㊀效果图，在界面上定义一个全黑灰度图，将接收到的坐标点以白色画出，实时采集发送帧率为１４０ｆｐｓ，采集处理图像无丢帧失帧现象，发送数据包无丢包现象，稳定性好，满足了设计要求㊂６ 结论针对胶体三维信息检测面临的缺失高帧率㊁采集实时性的问题，设计了一套双目视觉信号采集系统，该采集系统具有４路线结构光采集系统，实现了双目实时信号采集㊂其中以嵌入式ＮＶＩＤＩＡＴＸ２为核心详细介绍了图像采集㊁处理以及中心线坐标发送的全过程，结合了小型化硬件以及简便的上位机界面，集成了一套小体积㊁高效率㊁方便操作和移动的采集系统㊂实验测试表明系统稳定性好，精度高，满足了设计要求，为汽车关键部件胶体三维测量做好了充分准备，具有较好的实用价值㊂参考文献：［１］㊀任勇峰，王国忠．基于ＣＭＯＳ传感器的高性能图像采集系统设计［Ｊ］．仪表技术与传感器，２０１９（１）：６４－６７．［２］㊀岳昊，武栓虎．基于机器视觉的医用瓶盖质检系统设计［Ｊ］．仪表技术与传感器，２０１９（１０）：８３－８７．［３］㊀杨长辉，黄琳．基于机器视觉的滚动接触疲劳失效在线检测［Ｊ］．仪表技术与传感器，２０１９（４）：６５－６９．［４］㊀相江．线结构光传感器系统建模与误差分析［Ｄ］．合肥：合肥工业大学，２０１９．［５］㊀章金敏．基于激光三角法的物体三维轮廓测量系统［Ｄ］．武汉：武汉理工大学，２０１５．［６］㊀戴力．汽车涂胶工艺应用研究［Ｊ］．汽车零部件，２０１７，２３（８）：７１－７４．［７］㊀朱立忠，陈美洋．一种基于机器学习的汽车涂胶缺陷检测研究［Ｊ］．沈阳理工大学学报，２０１８，２３（４）：１８－２２．车工艺师，２０１９，２５（７）：６１－６４．［９］㊀吴勇，雷旭智．科惠力测量技术在缸体表面刀痕问题中的应用［Ｊ］．装备制造技术，２０１７，１６（８）：１２１－１２３．［１０］㊀唐广辉，穆建华，夏志豪．基于科惠力测量技术的发动机故障诊断应用［Ｊ］．汽车科技，２０１５，２３（１）：５２－５６．［１１］㊀ＯＬＥＮＳＫＹＪＡＧ，ＤＯＮＩＳＩＲ，ＢＯＲＮＨＯＲＳＴＧＭ．Ｎｏｎｄｅ⁃ｓｔｒｕｃｔｉｖｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｈａｎｇｅｓｄｕｒｉｎｇｉｎｖｉｔｒｏｇａｓｔｒｉｃｄｉｇｅｓｔｉｏｎｏｆａｐｐｌｅｓｕｓｉｎｇ３Ｄｔｉｍｅ⁃ｓｅｒｉｅｓｍｉｃｒｏ⁃ｃｏｍｐｕｔｅｄｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｏｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２０，２６７：１－１１．［１２］㊀金贝．基于ＨＡＬＣＯＮ的机器视觉教学实验系统设计［Ｄ］．北京：北京交通大学，２０１２．［１３］㊀方玉红．基于机器视觉的轨道缺陷图像检测系统设计［Ｄ］．南昌：南昌大学，２０１３．［１４］㊀ＭＩＣＨＡＥＬＬＢ，ＮＥＬＥＶ，ＰＡＮＦＩＬＯＶＡＶ，ｅｔａｌ．Ｒ⁃Ｆｒｏｍ⁃ＴａｓａｃｏｍｍｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆａｒｒｈｙｔｈｍｉａｉｎｉｔｉａｔｉｏｎｉｎｌｏｎｇＱＴｓｙｎｄｒｏｍｅｓ［Ｊ］．Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ．ＡｒｒｈｙｔｈｍｉａａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，２０１９，１２（１２）：１－１５．［１５］㊀李杰强．基于线阵ＣＣＤ的微位移传感器设计与研究［Ｄ］．广州：华南理工大学，２０１２．［１６］㊀刘文倩，沈三民，刘利生，等．基于以太网与ＦＰＧＡ的多通道信号源的系统设计［Ｊ］．仪表技术与传感器，２０１９（１）：３０－３３．［１７］㊀何能正，董建云，何岸．以太网数据包分段传输技术［Ｊ］．光通信技术，２０１３，３７（９）：２４－２７．作者简介：李鹏飞（１９９４ ），硕士研究生，主要研究方向为嵌入式机器视觉㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｉｐｅｎｇｆｅｉｈｕｆｔ＠１６３．ｃｏｍ通信作者：卢荣胜（１９６３ ），教授，博士生导师，主要从事机器视觉和精密测量等方面的研究㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｒｓｌｕ＠ｈｆｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ（上接第７４页）要求变换采集通道数量和采集速率，该分布式数据采集系统具有较好的实用价值㊂参考文献：［１］㊀韩慧．基于ＲＳ４８５总线的温室环境监测系统［Ｊ］．仪表技术与传感器，２０１２（３）：６４－６５．［２］㊀李木国，王延国，孙慧涛．基于ＥｔｈｅｒＣＡＴ总线的串联型分布式据采集系统设计［Ｊ］．计算机测量与控制，２０１６，２４（６）：１９５－１９８．［３］㊀童一飞，王红亮，低功耗ＩＥＰＥ传感器数据采集系统的设计与实现［Ｊ］．电测与仪表，２０１９，５６（５）：１０１－１０４．［４］㊀唐夕晴，李建闽，佘晓烁．ＲＳ４８５总线接口性能测试仪设计与开发［Ｊ］．电测与仪表，２０１８，５６（７）：１４２－１４７．［５］㊀张志，李琮琮，王平欣，等．智能电能表ＲＳ４８５接口设计方案综述［Ｊ］．电测与仪表，２０１５，５３（５）：１２４－１２８．［６］㊀白冰．基于４８５总线的分布式输入输出系统［Ｄ］．天津：天津大学，２０１７．［７］㊀吴平，骆朝亮．基于ＵＳＢ的ＡＤＳ１２５８传感器信号采集系统［Ｊ］．软件导刊，２０１０（６）：６５－６７．［８］㊀金永杰，龙平，熊剑平．２４位高精度模数转换器ＡＤＳ１２５８的原理及应用［Ｊ］．电子设计工程，２００８（６）：６１－６４．［９］㊀王辉，陈爱生．基于ＦＴ２２３２Ｈ的ＵＳＢ２．０数据采集系统设计［Ｊ］．电子器件，２０１５（１）：１４４－１４７．［１０］㊀李超．基于ＦＰＧＡ＋ＵＳＢ２．０高速数据采集系统的研究与设计［Ｄ］．武汉：武汉理工大学，２０１３．［１１］㊀ＴＯＮＧＸＲ，ＳＨＥＮＧＺＢ．ＤｅｓｉｇｎｏｆＵＡＲＴｗｉｔｈＣＲＣｃｈｅｃｋｂａｓｅｄｏｎＦＰＧＡ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｓｅａｒｃｈ，２０１２，４９０－４９５：１２４１－１２４５．作者简介：陈航（１９９３ ），硕士研究生，研究方向为嵌入式智能仪器㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：６１４４４１５０９＠ｑｑ．ｃｏｍ通信作者：张会新（１９８０ ），博士，副教授，研究方向为动态测试技术与仪器㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｈｘ＠ｎｕｃ．ｅｄｕ．ｃｎ。
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ADAM模块更适用于工业现场环境
70 C
o
+
-
+
0电路
电源反接保护 工作温度：0 C-70 C
o
o
ADAM-4000和ADAM-5000的区别
通讯协议：ADAM-4000、ADAM-5000/485和ADAM-5000E均采用RS-485
通讯协议，可以同时连接在同一个网络上工作
工作原理：ADAM-4000和ADAM-5000系列均采用主从方式工作，由上
位机发送指令来控制模块工作
I/O配置： ADAM-4000每一个模块的I/O均已经固定，每一个模块占有
一个RS-485地址 ADAM-5000模块由基座和采集模块组成，每个机组占用一个RS-485地 址，每个基座接何种I/O是可随意定义的。相比ADAM-4000，其更适 合现场点数较多，分部较集中的系统
12345
4017
Zone3 2-Wire Pressure Transmitter
4017
12345
12345
4-20mA
4-20mA
4-20mA
RS-485 控制室
延伸5公里
此应用案例为石油管线压力监控项目，通过ADAM-4017检测管线压力
通过ADAM-4510中继模块，使RS-485通讯最远延伸至10千米
samples/sec
ADAM-4118
Channels: 8 differential AI Resolution: 16-bit Input type & range:
Thermocouple: J/K/T/E/R/S/B Voltage mode: mV, V Current mode: mA Sampling Rate: 100 samples/sec.
ADAM系列数据采集模块工作原理
+
采集
A/D
采集
D/A
RTD mV + V mA +
RS-485
微处理器
C/P
DI
0 5
DO
控制
...
工业现场
控制
1999
D I P
监控计算机
ADAM 系列产品 RS-485总线架构
输出 输入 模拟量 热电偶
输入 输入
ADAM 4012 ADAM 4011
RS-485 RS-232
ADAM-4168
Channels: 8 Form A Relay
Output
ADAM-4117
Channels: 8 differential AI Resolution: 16-bit 200VDC High common mode lnput Type: mV, V, mA Sampling Rate: 10/100
ADAM 4060 ADAM 4050
RS-485 中继器
隔离的 RS-232/RS-485 转换器
输出
输出 输入 输出
继电器 数字量
ADAM产品典型应用案例—压力测量系统
压力管线
Zone1 2-Wire Pressure Transmitter Zone2 2-Wire Pressure Transmitter 4017
50Hz/60Hz Filter against Power Noise
8KV ESD (Electrostatic Discharge) Protection Against Electrostatic Damage 1 KV Surge Input Protection
数据采集模块的工作特点
1. 2. 3. 4. 5. 多用于现场环境的数据采集控制 适用于分散控制和长距离采集 现场布线方便，节约布线成本 采样速度较低 不能摆脱计算机独立运行， 系统稳定性取决于计算机稳定性
研华数据采集控制模块 产品介绍
制作者：朱亚光
ADAM-4000/5000系列
—基于RS-485网络的采集控制产品
Operator Interface Panel
RS-232 RS-485
ADAM-4520 Converter
Pre-built Graphic Operation Display
ADAM-4000 Modbus I/O
ADAM-4100系列特点：宽温宽压
Wide Operating Temperature
-40oC <
< 85oC
Wide Power Source Range
10 VDC <
< 48 VDC
ADAM-4100系列特点：现场抗干扰
200VDC High Common Mode Voltage against channel voltage deviation
Configurable Digital Filter against micro contact error 4 KV EFT (Electrical Fast Transient) Protection against Magnetic Noise
Auto-tuning Filter against external Noise
Relay response Time: Dual Watchdog Timer 3000VDC Isolation voltage ON :3 ms Off: 1 ms Dual Watchdog Timer
Dual Watchdog Timer TVS/ESD Protection
Dual Watchdog Timer TVS/ESD Protection
ADAM模块的三端隔离 (I/O,电源和通讯）
RS-485
I/O Processor
I/O
I/O
I/O
Power
In/Out
In/Out
In/Out
In/Out
ADAM-4100 加固系列—关键任务应用
ADAM-4150
Channels: 7 DI / 8 DO Digital Input:
- Support Dry/Wet Contact: - Support 1 KHz counter
Contact Rating:
AC:125V@0.6A; 250V@0.3A DC:30V@2A; 110V@0.6A Digital Output: - Open drain to 40 V, 0.8A max. Breakdown Voltage : 750 VAC (50/60 Hz) - Support pulse output