本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)采集器的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于MODBUS協(xié)議的便攜式采集器。

背景技術(shù)：

隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和工業(yè)現(xiàn)場管理水平的提高，越來越多的場景需要將工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)完整地上傳到遠程服務(wù)器。目前市面上有比較多的設(shè)備支持透明傳輸，即通過TCP/IP協(xié)議將來自服務(wù)器的采集信號下發(fā)給具有RS232/485接口的設(shè)備，然后將采集到的信息通過TCP/IP協(xié)議上傳到服務(wù)器。但是由于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牟淮_定性，網(wǎng)絡(luò)中斷會造成采集信息缺失，另外服務(wù)器在跟大量終端設(shè)備保持連接的同時還要維護一個發(fā)送采集命令的隊列，因此對于大規(guī)模采集來說會大大降低服務(wù)器的效率。此外，隨著越來越嚴格的現(xiàn)場施工要求，現(xiàn)場作業(yè)設(shè)備的集成度要求、便攜度要求也越來越高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，所要解決的技術(shù)問題為：提供一種具有較高的數(shù)據(jù)采集效率和傳輸效率，以及較高的集成度的基于MODBUS協(xié)議的便攜式采集器。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：基于MODBUS協(xié)議的便攜式采集器，包括箱體，所述箱體上設(shè)有通訊信號插接件、采集信號插接件和電源插接件，所述箱體內(nèi)設(shè)有電路板，所述電路板上設(shè)有中央處理器、通訊模塊、采集模塊、Flash存儲模塊和電源管理模塊，所述中央處理器分別與所述通訊模塊、所述采集模塊、所述Flash存儲模塊雙向連接，所述通訊模塊、所述采集模塊分別與所述通訊信號插接件、所述采集信號插接件雙向連接，所述中央處理器的電源端與所述電源管理模塊的輸出端電氣連接，所述電源管理模塊的輸入端與所述電源插接件電氣連接。

優(yōu)選地，所述箱體上還設(shè)有撥檔開關(guān)，所述電路板上還設(shè)有開關(guān)寄存器，所述撥檔開關(guān)與所述開關(guān)寄存器的輸入端電氣連接，所述開關(guān)寄存器的輸出端與所述中央處理器的輸入端電氣連接；所述通訊模塊包括以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)單元、WIFI網(wǎng)絡(luò)單元和3/4G網(wǎng)絡(luò)單元，所述通訊信號插接件包括RJ45信號插接件和3/4G信號插接件，所述以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)單元與所述RJ45信號插接件雙向連接，所述3/4G網(wǎng)絡(luò)單元與所述3/4G信號插接件雙向連接。

優(yōu)選地，所述采集模塊為RS232/485模塊，所述采集信號插接件包括RS232信號插接件和RS485信號插接件，所述RS232信號插接件和所述RS485信號插接件均與所述RS232/485模塊雙向連接。

優(yōu)選地，所述電路板上還設(shè)有第一防雷模塊和第二防雷模塊，所述第一防雷模塊與所述通訊信號插接件雙向連接，所述第二防雷模塊與所述采集信號插接件雙向連接。

優(yōu)選地，所述通訊信號插接件、所述采集信號插接件和所述電源插接件均為防水防塵的密封插接件，所述箱體上設(shè)有密封腔，所述密封腔的外側(cè)設(shè)有可拆卸的密封蓋，所有密封插接件均位于所述密封腔內(nèi)。

優(yōu)選地，所述箱體上還設(shè)有顯示屏，所述電路板上還設(shè)有顯示控制模塊，所述顯示屏的輸入端與所述顯示控制模塊的輸出端電氣連接，所述顯示控制模塊的輸入端與所述中央處理器的輸出端電氣連接。

優(yōu)選地，所述電路板上還設(shè)有溫度傳感器模塊，所述溫度傳感器模塊的輸出端與所述中央處理器的輸入端電氣連接。

優(yōu)選地，所述電路板上還設(shè)有看門狗模塊，所述看門狗模塊與所述中央處理器雙向連接。

優(yōu)選地，所述箱體上還設(shè)有指示燈，所述指示燈的輸入端與所述中央處理器的輸出端電氣連接。

優(yōu)選地，所述指示燈包括電源指示燈、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)指示燈和采集狀態(tài)指示燈。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

1、本發(fā)明中的采集器包括箱體，箱體內(nèi)設(shè)有電路板，電路板上設(shè)有中央處理器、通訊模塊、采集模塊、Flash存儲模塊和電源管理模塊等單元模塊，箱體上設(shè)有與電路板上的單元模塊進行信號傳輸?shù)耐ㄓ嵭盘柌褰蛹筒杉盘柌褰蛹还ぷ鲿r，采集器上電后，通訊模塊通過通訊信號插接件與本地配置計算機進行連接，本地配置計算機對相關(guān)信息進行配置，配置完后的所有命令通過中央處理器保存在Flash存儲模塊中，采集器重新上電，通訊模塊通過通訊信號插接件與遠程服務(wù)器連接，根據(jù)相關(guān)配置，中央處理器控制采集模塊通過采集信號插接件采集掛接設(shè)備的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集回來后，中央處理器對數(shù)據(jù)進行處理，在網(wǎng)絡(luò)暢通的情況下，直接將數(shù)據(jù)通過通訊模塊發(fā)送至遠程服務(wù)器，在網(wǎng)絡(luò)不通的情況下，先將數(shù)據(jù)暫存在Flash存儲模塊中，待網(wǎng)絡(luò)暢通后上傳；本發(fā)明將采集任務(wù)交給下端分散的硬件設(shè)備，大大減輕了遠程服務(wù)器的壓力，提高遠程服務(wù)器接收、處理數(shù)據(jù)的能力，網(wǎng)絡(luò)中斷也不會造成采集數(shù)據(jù)的丟失，使得整個采集器具有較高的數(shù)據(jù)采集效率和傳輸效率，此外，本采集器將所有功能性模塊集成在一個箱體內(nèi)，提高了采集器的集成度，方便使用，可根據(jù)作業(yè)現(xiàn)場的實際需求隨意搬動，具有很強的實用性和通用性。

2、本采集器的箱體上設(shè)有撥檔開關(guān)，電路板上設(shè)有開關(guān)寄存器，通訊模塊包括以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)單元、WIFI網(wǎng)絡(luò)單元和3/4G網(wǎng)絡(luò)單元；通過調(diào)整撥檔開關(guān)，可讓采集器工作于相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)模式，即采集器可工作于以太網(wǎng)模式、WIFI模式或者3/4G模式，增強了采集器的適用性；而且，當采集器工作于3/4g模式時，可以節(jié)省約1/3的通訊流量，大大減少了通信流量。

3、本采集器的電路板上還設(shè)有第一防雷模塊和第二防雷模塊，以防止由直擊雷或雷電的電磁脈沖對采集器及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成損害。

4、本采集器的通訊信號插接件、采集信號插接件和電源插接件均為防水防塵的密封插接件，箱體上設(shè)有密封腔，密封腔的外側(cè)設(shè)有可拆卸的密封蓋，所有密封插接件均位于所述密封腔內(nèi)，使得整個采集器具有防水防塵功能，能夠適應(yīng)更加惡劣的作業(yè)環(huán)境。

5、本采集器的箱體還設(shè)有顯示屏和指示燈，顯示屏用于顯示采集器的網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)、遠程服務(wù)器的IP地址、端口號、最后一次上傳數(shù)據(jù)的時間、最后一次采集數(shù)據(jù)的時間等信息，指示燈用于指示電源是否接通、網(wǎng)絡(luò)是否連接正常、數(shù)據(jù)是否采集正常，使得工作人員能夠更加直觀明了地掌握采集器的工作狀態(tài)。

6、本采集器內(nèi)還設(shè)有溫度傳感器模塊，溫度傳感器模塊可對采集器的溫度進行采集，尤其對于在惡劣環(huán)境中工作的采集器，可將其溫度信息實時傳送給服務(wù)器，供技術(shù)人員參考。

7、本采集器內(nèi)還設(shè)有看門狗模塊，看門狗模塊負責(zé)監(jiān)控采集器的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)采集或者上傳服務(wù)停止后，自動啟動，起到保護采集器的作用。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明；

圖1為本發(fā)明實施例一提供的基于MODBUS協(xié)議的便攜式采集器的外形結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的后視圖；

圖3為圖2中密封蓋打開后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例一提供的基于MODBUS協(xié)議的便攜式采集器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例二提供的基于MODBUS協(xié)議的便攜式采集器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例三提供的基于MODBUS協(xié)議的便攜式采集器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例四提供的基于MODBUS協(xié)議的便攜式采集器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實施例五提供的基于MODBUS協(xié)議的便攜式采集器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明實施例六提供的基于MODBUS協(xié)議的便攜式采集器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明實施例七提供的基于MODBUS協(xié)議的便攜式采集器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1為箱體，11為通訊信號插接件，111為RJ45信號插接件，112為3/4G信號插接件，12為采集信號插接件，121為RS232信號插接件，122為RS485信號插接件，13為電源插接件，14為撥檔開關(guān)，15為密封腔，16為密封蓋，17為顯示屏，18為指示燈，181為電源指示燈，182為網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)指示燈，183為采集狀態(tài)指示燈，19為提手，20為散熱槽，101為中央處理器，102為通訊模塊，1021為以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)單元，1022為WIFI網(wǎng)絡(luò)單元，1023為3/4G網(wǎng)絡(luò)單元，103為采集模塊，104為Flash存儲模塊，105為電源管理模塊，106為開關(guān)寄存器，107為第一防雷模塊，108為第二防雷模塊，1081為顯示控制模塊，109為溫度傳感器模塊，110為看門狗模塊。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例；基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

圖1為本發(fā)明實施例一提供的基于MODBUS協(xié)議的便攜式采集器的外形結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1的后視圖，圖3為圖2中密封蓋打開后的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1、圖2、圖3所示，基于MODBUS協(xié)議的便攜式采集器，包括箱體1，所述箱體1上設(shè)有通訊信號插接件11、采集信號插接件12和電源插接件13，所述箱體1上還設(shè)有撥檔開關(guān)14，所述箱體1上還設(shè)有顯示屏17，所述箱體1上還設(shè)有指示燈18。

具體地，所述通訊信號插接件11、所述采集信號插接件12和所述電源插接件13均為防水防塵的密封插接件，所述箱體1上設(shè)有密封腔15，所述密封腔15的外側(cè)設(shè)有可拆卸的密封蓋16，所有密封插接件均位于所述密封腔15內(nèi)，使得整個采集器具有防水防塵功能，能夠適應(yīng)更加惡劣的作業(yè)環(huán)境。

具體地，為了攜帶方便，可在所述箱體1上設(shè)置提手19。

具體地，為了對箱體1進行較好的散熱，可在箱體1上設(shè)置散熱槽20。

圖4為本發(fā)明實施例一提供的基于MODBUS協(xié)議的便攜式采集器的電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，所述箱體1內(nèi)設(shè)有電路板，所述電路板上設(shè)有中央處理器101、通訊模塊102、采集模塊103、Flash存儲模塊104和電源管理模塊105，所述中央處理器101分別與所述通訊模塊102、所述采集模塊103、所述Flash存儲模塊104雙向連接，所述通訊模塊102、所述采集模塊103分別與所述通訊信號插接件11、所述采集信號插接件12雙向連接，所述中央處理器101的電源端與所述電源管理模塊105的輸出端電氣連接，所述電源管理模塊105的輸入端與所述電源插接件13電氣連接。

工作時，采集器上電后，通訊模塊102通過通訊信號插接件11與本地配置計算機進行連接，本地配置計算機對相關(guān)信息進行配置，其中，相關(guān)信息包括：遠程服務(wù)器的IP地址、端口號、本地采集協(xié)議，波特率、起始位、停止位、校驗位、采集命令、采集時間間隔等，配置完后的所有命令通過中央處理器101保存在Flash存儲模塊104中；采集器重新上電并進行初始化，完成初始化后，通訊模塊102通過通訊信號插接件11與遠程服務(wù)器連接，根據(jù)相關(guān)配置，中央處理器101控制采集模塊103通過采集信號插接件12采集掛接設(shè)備的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集回來后，中央處理器101在數(shù)據(jù)報文前面加上設(shè)備ID和時間戳，對數(shù)據(jù)包進行重新打包，在網(wǎng)絡(luò)暢通的情況下，直接將數(shù)據(jù)通過通訊模塊102發(fā)送至遠程服務(wù)器，在網(wǎng)絡(luò)不通的情況下，先將數(shù)據(jù)暫存在Flash存儲模塊104中，待網(wǎng)絡(luò)暢通后上傳；本發(fā)明將采集任務(wù)交給下端分散的硬件設(shè)備，大大減輕了遠程服務(wù)器的壓力，提高遠程服務(wù)器接收、處理數(shù)據(jù)的能力，網(wǎng)絡(luò)中斷也不會造成采集數(shù)據(jù)的丟失，使得整個采集器具有較高的數(shù)據(jù)采集效率和傳輸效率，此外，本采集器將所有功能性模塊集成在一個箱體內(nèi)，提高了采集器的集成度，方便使用，可根據(jù)作業(yè)現(xiàn)場的實際需求隨意搬動，具有很強的實用性和通用性。

本實施例中，采集器的電源支持寬電壓輸入，5～36V均可，滿足不同的現(xiàn)場環(huán)境。

圖5為本發(fā)明實施例二提供的基于MODBUS協(xié)議的便攜式采集器的電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，在實施例一的基礎(chǔ)上，所述電路板上還設(shè)有開關(guān)寄存器106，所述撥檔開關(guān)14與所述開關(guān)寄存器106的輸入端電氣連接，所述開關(guān)寄存器106的輸出端與所述中央處理器101的輸入端電氣連接。

所述通訊模塊102包括以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)單元1021、WIFI網(wǎng)絡(luò)單元1022和3/4G網(wǎng)絡(luò)單元1023，所述通訊信號插接件11包括RJ45信號插接件111和3/4G信號插接件112，所述以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)單元1021與所述RJ45信號插接件111雙向連接，所述3/4G網(wǎng)絡(luò)單元102與所述3/4G信號插接件112雙向連接。

本實施例中，配置完后的所有命令通過中央處理器101保存在Flash存儲模塊104中后，將采集器與本地配置計算機斷開，調(diào)整撥檔開關(guān)14，讓采集器工作于相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)模式，而本實施例中，采集器可工作于以太網(wǎng)模式、WIFI模式或者3/4G模式，這就增強了采集器的適用性，而且，當采集器工作于3/4g模式時，可以節(jié)省約1/3的通訊流量，大大減少了通信流量。

圖6為本發(fā)明實施例三提供的基于MODBUS協(xié)議的便攜式采集器的電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖6所示，在實施例一的基礎(chǔ)上，所述采集模塊103為RS232/485模塊，所述采集信號插接件12包括RS232信號插接件121和RS485信號插接件122，所述RS232信號插接件121和所述RS485信號插接件122均與所述RS232/485模塊雙向連接。

圖7為本發(fā)明實施例四提供的基于MODBUS協(xié)議的便攜式采集器的電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖7所示，在實施例一的基礎(chǔ)上，所述電路板上還設(shè)有第一防雷模塊107和第二防雷模塊108，所述第一防雷模塊107與所述通訊信號插接件11雙向連接，所述第二防雷模塊108與所述采集信號插接件12雙向連接。

本實施例中，所述第一防雷模塊107、所述第二防雷模塊108的設(shè)置，防止了直擊雷或雷電的電磁脈沖對采集器及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成損害。

圖8為本發(fā)明實施例五提供的基于MODBUS協(xié)議的便攜式采集器的電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖8所示，在實施例一的基礎(chǔ)上，所述電路板上還設(shè)有顯示控制模塊1081，所述顯示屏17的輸入端與所述顯示控制模塊1081的輸出端電氣連接，所述顯示控制模塊1081的輸入端與所述中央處理器101的輸出端電氣連接。

具體地，所述指示燈18的輸入端與所述中央處理器101的輸出端電氣連接，所述指示燈18包括電源指示燈181、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)指示燈182和采集狀態(tài)指示燈183。

本實施例中，所述顯示屏17用于顯示采集器的網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)、遠程服務(wù)器的IP地址、端口號、最后一次上傳數(shù)據(jù)的時間、最后一次采集數(shù)據(jù)的時間等信息，指示燈18用于指示電源是否接通、網(wǎng)絡(luò)是否連接正常、數(shù)據(jù)是否采集正常，使得工作人員能夠更加直觀明了地掌握采集器的工作狀態(tài)，例如當電源接通后，所述電源指示燈181變綠色并進行閃爍。

圖9為本發(fā)明實施例六提供的基于MODBUS協(xié)議的便攜式采集器的電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖9所示，在實施例一的基礎(chǔ)上，所述電路板上還設(shè)有溫度傳感器模塊109，所述溫度傳感器模塊109的輸出端與所述中央處理器101的輸入端電氣連接。

本實施例中，溫度傳感器模塊109可對采集器的溫度進行采集，尤其對于在惡劣環(huán)境中工作的采集器，可將其溫度信息實時傳送給服務(wù)器，供技術(shù)人員參考。

圖10為本發(fā)明實施例七提供的基于MODBUS協(xié)議的便攜式采集器的電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖10所示，在實施例一的基礎(chǔ)上，所述電路板上還設(shè)有看門狗模塊110，所述看門狗模塊110與所述中央處理器101雙向連接。

本實施例中，看門狗模塊110負責(zé)監(jiān)控采集器的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)采集或者上傳服務(wù)停止后，自動啟動，起到保護采集器的作用。

本發(fā)明中的便攜式采集器，可以根據(jù)設(shè)定的采集命令主動采集設(shè)備數(shù)據(jù)，內(nèi)置存儲，在網(wǎng)絡(luò)中斷的狀態(tài)下可以暫存數(shù)據(jù)，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后上傳至服務(wù)器，且將所有功能性模塊集成在箱體1內(nèi)部，體積小，方便攜帶，可根據(jù)作業(yè)現(xiàn)場的實際需求進行使用，具有突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。