一种用于全站仪自动化监测中的采集控制器系统的制作方法

1.本实用新型涉及数据通信和存储技术领域，特别是涉及一种用于全站仪自动化监测中的采集控制器系统。


背景技术：

2.施工监测是指在建筑施工过程中使用监控手段监测关键部分的各项控制指标，可以检查、保证工程施工的安全性及合理性。施工监测是一项集测试、计算、分析、决策于一体的智能行为，必须要有可靠的分析手段和完善的组织保证。
3.目前施工监测手段大多需要人工操控，使得监测效率降低，本系统从数据采集、数据解算、数据发布、数据预警，任何一个环节都不需要人工干预，从而在很大程度上提升了效率。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于全站仪自动化监测中的采集控制器系统。
5.本实用新型是通过以下技术方案实现的：
6.一种用于全站仪自动化监测中的采集控制器系统，包括主控制模块、子控制模块、电源模块、通信模块、网口模块、4g模块、sd卡模块、以及外接全站仪和气象计；
7.主控制模块连接子控制模块，子控制模块连接电源模块，控制电源模块的开闭；
8.主控制模块连接继电器，控制继电器动作，实现电源模块对全站仪的供电；
9.所述通信模块包括串口通信模块、i2c通信模块、spi通信模块、485通信模块、232通信模块和第一usb模块，主控制模块通过串口通信模块连接485通信模块和232通信模块，485通信模块和232通信模块用于连接全站仪；主控制模块连接i2c通信模块，i2c通信模块用于连接气象计；主控制模块连接第一usb模块，通过第一usb模块扩展出多个usb接口，以连接网口模块和4g模块；
10.所述sd卡模块与主控模块连接。
11.在上述技术方案中，主控制模块采用tiny4412芯片，所述子控制模块采用stm32f411ceu6芯片。
12.在上述技术方案中，主控制模块还连接hdmi模块。所述hdmi模块用于连接所用到hdmi设备，包括电平转换芯片txs0104epwr和hdmi接口，txs0104epwr芯片的引脚2、3、4连接主控模块，txs0104epwr芯片的引脚11、12、13分别是hdmi_cec、hdmi_sda、hdmi_scl信号，连接至hdmi接口hdmi-typea。
13.在上述技术方案中，所述电源模块包括tps54531芯片、lm1117芯片、ams1086cd-3.3v芯片和ams1086cd-1.8v芯片，tps54531芯片输入端连接12-20v的电源输入，经过tps54531芯片降压为5v输出，5v提供给所需模块供电；tps54531芯片的5v输出端连接lm1117芯片输入端，经过lm1117芯片降压成3.3v，3.3v单独供给子控制模块；tps54531芯片
的5v输出端还连接ams1086cd-3.3v芯片和ams1086cd-1.8v芯片，经过ams1086cd-3.3v芯片和ams1086cd-1.8v芯片分别降压为3.3v和1.8v，提供给所需模块使用。
14.在上述技术方案中，所述电源模块还包括继电器，主控模块连接继电器的线圈端，控制继电器的动作，继电器的公共触点连接12-20v的电源输入，继电器的第一触点经过一常闭开关作为外接全站仪的供电端，继电器的第二触点经过一常开开关作为外接全站仪的供电端，正常情况下，当主控模块控制继电器的公共触点与第一触点导通，此时为全站仪供电，当主控模块控制继电器的公共触点与第二触点导通，此时切断为全站仪供电；当继电器发生故障时，继电器的线圈失电，此时继电器的公共触点与第二触点导通(第二触点为常闭触点，因此继电器的线圈失电时，继电器的公共触点与第二触点导通)，此时可通过手动控制常开开关导通，来对全站仪供电。
15.在上述技术方案中，所述电源模块还包括ao4407芯片，ao4407芯片的4引脚与子控制模块的12引脚连接，ao4407芯片的输入端连接tps54531芯片的5v输出端，ao4407芯片的输出端用于给系统供电，即电源模块的5v供电要经过ao4407芯片再输出给系统供电，而ao4407芯片的控制端与子控制模块连接，子控制模块通过给ao4407芯片发送指令达到控制整个系统供电目的。
16.在上述技术方案中，串口通信模块采用双向电平转换收发器sn74lvc16t245芯片(能够实现1.8v和3.3v之间电压转换)，该芯片的47引脚和32引脚依次连接主控模块的6引脚和4引脚(即，第一读写串口)，该芯片的43引脚和27引脚依次连接主控模块的14引脚和12引脚(即，第二读写串口)，该芯片的46引脚和30引脚依次连接主控模块的22引脚和20引脚(即，第三读写串口)，该芯片的44引脚和29引脚依次连接主控模块的30引脚和28引脚(即，第四读写串口)，该芯片的43引脚和27引脚依次连接主控模块的14引脚和12引脚(即，第二读写串口)；该芯片的2引脚和17引脚作为电平转换后的第一读写串口，该芯片的6引脚和22引脚作为电平转换后的第二读写串口，该芯片的3引脚和19引脚作为电平转换后的第三读写串口，该芯片的5引脚和20引脚作为电平转换后的第四读写串口。
17.在上述技术方案中，i2c通信模块和spi通信模块采用双向电平转换芯片txs0108，txs0108芯片的引脚1、3-9连接至主控模块，txs0108芯片的20和18引脚作为i2c通讯接口，txs0108芯片的12、13、14、15引脚作为spi接口。
18.在上述技术方案中，485通信模块采用sp3485芯片，sp3485芯片的引脚1连接sn74lvc16t245芯片的引脚22，sp3485芯片的引脚2和3连接sn74lvc16t245芯片的引脚6，sp3485芯片的引脚6和7作为rs485接口。
19.在上述技术方案中，232通信模块采用max3232芯片，max3232芯片的引脚10连接sn74lvc16t245芯片的引脚3，sp3485芯片的引脚9连接sn74lvc16t245芯片的引脚19，max3232芯片的7和8引脚作为rs232接口。
20.在上述技术方案中，第一usb模块采用usb4604芯片，usb4604芯片的39引脚和42引脚分别连接主控模块的127引脚和129引脚，usb4604芯片用于虚拟新的usb接口，可实现连接多个usb设备，本系统中usb4604芯片提供3个usb接口，给网口模块和4g模块使用。
21.在上述技术方案中，通信模块还包括第二usb模块，第二usb模块采用串口转usb芯片ch340c，ch340c芯片的引脚2连接sn74lvc16t245芯片的引脚17，ch340c芯片的引脚3连接sn74lvc16t245芯片的引脚2，ch340c芯片的5、6引脚连接一个usb接口。
22.在上述技术方案中，所述网口模块采用dm9621芯片，dm9621芯片是usb转以太网芯片，dm9621芯片与通信模块中的第一usb模块相连接(dm9621芯片的41和40引脚连接usb4604芯片的11和10引脚)，dm9621芯片的引脚8、9、4、5连接以太网接口。从而网口模块通过和usb4604芯片连接实现和主控制模块的通信，用于现场调试。
23.本实用新型的优点和有益效果为：
24.本实用新型可实现全站仪自动化监测，可实现远程配置，无线数据传输，自带数据存储功能，可避免数据传输过程的丢失问题。
附图说明
25.图1为本实用新型实施例的整体结构框图。
26.图2.1-2.2为本实用新型实施例的主控制模块电路图。
27.图3为本实用新型实施例的子控制模块电路图。
28.图4.1-4.5为本实用新型实施例的电源模块电路图。
29.图5.1-5.2为本实用新型实施例的hdmi模块电路图。
30.图6.1-6.9为本实用新型实施例的通信模块电路图。
31.图7为本实用新型实施例的网口模块电路图。
32.图8为本实用新型实施例的sd卡模块电路图。
33.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，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
34.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。
35.由图1所示，本实用新型的一种用于全站仪自动化监测中的采集控制器系统，包括主控制模块、子控制模块、电源模块、通信模块、网口模块、4g模块、sd卡模块、以及外接全站仪和气象计。
36.参见附图2.1和2.2，本实施例中，主控制模块采用tiny4412芯片。
37.参见附图3，所述子控制模块采用stm32f411ceu6芯片。
38.参见附图4.1-4.3，所述电源模块包括tps54531芯片、lm1117芯片、ams1086cd-3.3v芯片和ams1086cd-1.8v芯片，tps54531芯片输入端连接12-20v的电源输入，经过tps54531芯片降压为5v输出，5v提供给所需模块供电；tps54531芯片的5v输出端连接lm1117芯片输入端，经过lm1117芯片降压成3.3v，3.3v单独供给子控制模块；tps54531芯片的5v输出端还连接ams1086cd-3.3v芯片和ams1086cd-1.8v芯片，经过ams1086cd-3.3v芯片和ams1086cd-1.8v芯片分别降压为3.3v和1.8v，提供给所需模块使用。
39.参见附图4.4，所述电源模块还包括继电器，型号为hf-32f，主控模块的引脚10通过两个三极管组成的放大电路连接继电器的线圈端，控制继电器的动作，继电器的公共触点(引脚5)连接12-20v的电源输入，继电器的第一触点(引脚3)经过一常闭开关作为外接全站仪的供电端，继电器的第二触点(引脚4)经过一常开开关作为外接全站仪的供电端，正常情况下，当主控模块控制继电器的公共触点与第一触点导通，此时为全站仪供电，当主控模
块控制继电器的公共触点与第二触点导通，此时切断为全站仪供电；当继电器发生故障时，继电器的线圈失电，此时继电器的公共触点与第二触点导通(第二触点为常闭触点，因此继电器的线圈失电时，继电器的公共触点与第二触点导通)，此时可通过手动控制常开开关导通，来对全站仪供电。
40.参见附图4.5，所述电源模块还包括ao4407芯片，ao4407芯片的4引脚与子控制模块的12引脚连接，ao4407芯片的输入端连接tps54531芯片的5v输出端，ao4407芯片的输出端(5-8引脚)用于给系统供电，即电源模块的5v供电要经过ao4407芯片再输出给系统供电，而ao4407芯片的控制端(4引脚)与子控制模块连接，子控制模块通过给ao4407芯片发送指令达到控制整个系统供电目的；此外，子控制模块还负责提供当前时间给主控制模块。
41.所述电源检测模块直接和主控制模块相连，使用主控制模块内部adc进行电源转换，用于在使用电池时监测电量剩余情况，在电池电量不足时及时报警。
42.参见附图5.1-5.2，所述hdmi模块用于连接所用到hdmi设备，包括电平转换芯片txs0104epwr和hdmi接口，txs0104epwr芯片的引脚2、3、4连接主控模块，txs0104epwr芯片的引脚11、12、13分别是hdmi_cec、hdmi_sda、hdmi_scl信号，连接至hdmi接口hdmi-typea。
43.参见附图6.1-6.8，所述通信模块，包括串口通信模块、i2c通信模块、spi通信模块、485通信模块、232通信模块、第一usb模块和第二usb模块。其中，485模块和232模块用于提供给全站仪使用；i2c模块提供给气象计使用，实现主控制模块和气象计模块通信，收集并处理气象计模块所采集到的数据。
44.参见附图6.1，串口通信模块采用双向电平转换收发器sn74lvc16t245芯片(能够实现1.8v和3.3v之间电压转换)，该芯片的47引脚和32引脚依次连接主控模块的6引脚和4引脚(即，第一读写串口)，该芯片的43引脚和27引脚依次连接主控模块的14引脚和12引脚(即，第二读写串口)，该芯片的46引脚和30引脚依次连接主控模块的22引脚和20引脚(即，第三读写串口)，该芯片的44引脚和29引脚依次连接主控模块的30引脚和28引脚(即，第四读写串口)，该芯片的43引脚和27引脚依次连接主控模块的14引脚和12引脚(即，第二读写串口)；该芯片的2引脚和17引脚作为电平转换后的第一读写串口，该芯片的6引脚和22引脚作为电平转换后的第二读写串口，该芯片的3引脚和19引脚作为电平转换后的第三读写串口，该芯片的5引脚和20引脚作为电平转换后的第四读写串口。
45.参见附图6.2，i2c通信模块和spi通信模块采用双向电平转换芯片txs0108，txs0108芯片的引脚1、3-9连接至主控模块，txs0108芯片的20和18引脚作为i2c通讯接口(参考图6.6)，txs0108芯片的12、13、14、15引脚作为spi接口(参考图6.7)。
46.参见附图6.3，485通信模块采用sp3485芯片，sp3485芯片的引脚1连接sn74lvc16t245芯片的引脚22，sp3485芯片的引脚2和3连接sn74lvc16t245芯片的引脚6，sp3485芯片的引脚6和7作为rs485接口。
47.参见附图6.4，232通信模块采用max3232芯片，max3232芯片的引脚10连接sn74lvc16t245芯片的引脚3，sp3485芯片的引脚9连接sn74lvc16t245芯片的引脚19，max3232芯片的7和8引脚作为rs232接口(参考图6.8)。
48.参见附图6.5，第一usb模块采用usb4604芯片，usb4604芯片的39引脚和42引脚分别连接主控模块的127引脚和129引脚，usb4604芯片用于虚拟新的usb接口，可实现连接多个usb设备，本系统中usb4604芯片提供3个usb接口，给网口模块和4g模块使用。
49.参见附图6.9，第二usb模块采用串口转usb芯片ch340c，ch340c芯片的引脚2连接sn74lvc16t245芯片的引脚17，ch340c芯片的引脚3连接sn74lvc16t245芯片的引脚2，ch340c芯片的5、6引脚连接一个usb接口。
50.参见附图7，所述网口模块采用dm9621芯片，dm9621芯片是usb转以太网芯片，dm9621芯片与通信模块中的第一usb模块相连接(dm9621芯片的41和40引脚连接usb4604芯片的11和10引脚)，dm9621芯片的引脚8、9、4、5连接以太网接口。从而网口模块通过和usb4604芯片连接实现和主控制模块的通信，用于现场调试。
51.所述4g模块与通信模块中的第一usb模块相连接，主控制模块处理好的数据经过4g模块通过天线发送给服务器端或从服务器端接受数据传输给主控模块。
52.参见附图8，所述sd卡模块与主控模块连接，用于给主控制模块下载程序。
53.以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。