一种柔性的信号采集装置 本发明涉及通信领域。具体地说，涉及对动力设备和环境进行集中监控的信号采集装置。
目前，电力局、电信局、移动通讯局等一些对国民经济发展影响较大的重要单位都在着手建立集中监控系统，从而方便管理。比如电信局机房的动力设备，就包括油机、高低压配电柜、空调、电源、逆变器等，环境设备包括温度、湿度、烟感、门禁、玻璃破碎、红外探测、水淹等。以上的设备根据机房的工作性质不同在配置上可能有很大的差异，所以所需要的模拟输入量和数字输入量的数量就不尽相同，这样就要求采集板的模拟输入通道和数字输入通道不能固定，要根据现场需要进行适当配置。监控系统的前端模块则承担了现场情况的录入功能，其中很大部分量属于模拟输入(AI)和数字输入(DI)，需要大量采用模拟数字采集板，所以模拟或数字采集板在监控系统中占有举足轻重的地位。由于现场的设备情况各不相同，导致所需处理的模拟输入信号和数字输入信号也各不相同，但目前所使用的测量模拟量和数字量的采集板其模拟输入通道和数字输入通道都是固定的，现场适应能力差，其信号调理范围不宽，并且现场接线和配置很不灵活，不能适应整个监控系统的发展需求。
本发明的目的是提出一种柔性的信号采集装置，能灵活配置输入通道，以解决传统的输入通道固定的问题，进而增强监控系统的现场应变能力。
本发明地提出的一种柔性信号采集装置是这样实现的，它包括：主板，CPU、位于主板上的主开关以及平插在主板上的调理板；
所述主板布置着N个接线排和N个插槽，所述N个插槽均匀分布在所述主板上，所述接线排和所述插槽在电气上一一对应连接，所述插槽用来安置调理板，并可以根据实际需求选用不同类型的调理板插入插槽内。
所述位于主板上的主开关采用模拟开关，所述调理板上还包括一个拨码开关。
所述调理板分为数字调理板和模拟调理板两种类型，所述模拟调理板的输入来自八路模拟输入信号，通过依此连接的限流电路、滤波电路和放大电路对所输入的信号进行调整，然后经过一个模拟开关输出到主板上；所述模拟调理板上还有一个存储器，用于存放此模拟调理板的参数，所述存储器和所述模拟开关的控制来自主板的CPU。
所述数字调理板包括顺次连接的对信号进行限流的限流电路和把输入的非规则的电平转换为规则的TTL电平的光电隔离电路，所述光电隔离电路采用光电耦合器把母板与外界隔离；所述数字调理板接收八路数字输入信号，通过限流电路和光电隔离电路对输入信号进行调整，其输入信号可为交流、直流、TTL电平等不同幅度的有源信号，也可为无源开关信号；其存储器的控制来自主板的CPU。
图1是本发明装置中的模拟调理板的原理框图
图2是本发明装置中的数字调理板的原理框图
图3是调理板的外型图
图4是本发明装置中的主板的外型图
图5为系统应用原理框图
本发明提出的信号采集装置实际上是带有调理板的主板，它具有8×N路模拟或数字输入通道，即分为N组，每组8个通道。这N组可以是模拟输入，也可以是数字输入。其功能是通过在主板的N组插槽上插上不同的调理板(模拟调理板AIT和数字调理板DIT)来实现，当插上模拟调理板后，其对应的8路输入通道为模拟输入，同理，插上数字调理板后，其对应的8路输入就为数字输入。
比如说现场有16路模拟输入和24路数字输入，即N＝5，那么只要在主板上插上2块模拟调理板AIT和3块数字调理板DIT就可以了；如果现场有48路模拟输入，而没有数字输入，那么我们需要在主板上插6块模拟调理板就行了。
图1为模拟调理板AIT的原理框图，现以单个模拟调理板AIT为例说明之。所述模拟调理板可以对八路模拟输入信号进行调整，它包括限流、滤波和放大电路，最后通过一个模拟开关输出到主板上。主板上有三条地址线控制需要选通的通道，使其能够正确地把外接的某一路输入信号送到主板上去。其放大电路采用精密运放(仪表放大器更好)，最终模拟调理板为一路模拟输出，并将其直接送往主板。
模拟调理板上还包括一个存储器，存储器和模拟开关的控制来自主板的CPU，它是用于存放此模拟调理板的参数的，其中包括输入通道的标定参数零点和斜率、模拟调理板标志。
本板输入信号：电压型信号(0-5V)，电流型信号(4-20mA)。输入信号或为电压型或为电流型，通过调理板上的八位拨码开关(见图3示意)来选择，当拨码开关的某一位为“ON”，则表示其对应的那一路输入应接电流型传感器；相反如果拨码开关的某一位为“OFF”，则其对应的那一路输入应接电压型传感器。
图2给出了数字调理板DIT原理框图。
所述数字调理板可以对八路数字输入信号进行调整，包括对信号进行限流的限流电路和把输入的非规则的电平转换为规则的TTL电平的隔离电路，所述隔离电路采用光电耦合器把母板与外界隔离。其输入可为交流、直流、TTL电平等不同幅度的有源信号，也可为无源开关信号。其存储器的控制来自主板的CPU，所述隔离电路采用高性能的交流光耦。其8路数字输入都送往主板，主板可同时采集8路数字输入。
当测量的数字输入量的电压在3V～60V的范围时，不管交流或直流信号，可直接接到模拟调理板的输入端。其中，在输入为3V～20V时，须将相应通道拨码位拨到ON位置，在输入为20V～60V的范围时，须将相应通道拨码位拨到OFF位置。
当测量无源开关数字输入量时，须由电源盒提供+24V或+5V或+12V电源驱动。
当测量TTL电平数字输入量时，要考虑信号源的驱动能力；适当选择拉电流方式或灌电流方式。
当遥信量电压在60V以上的范围时，须外接数字量变送器(接在什么地方？)。
所述调理板外形图见图3。从图3中可以看出，所述调理板两端都有插头，可以很牢固地平插在主板上，两端还留有插拔板时放手的位置，从而方便插拔。
图4是主板外型结构的一个具体示意例子。
主板主要用来完成输入信号的采样和切换输入通道的功能。它分成三个上下层的接线排，一共六层。每一层有八个接线通道，每一层对应一块调理板。因此图4所示的主板上设有6个调理板的插槽，即N＝6。当然，插槽的数目可以根据需要来设计。所述调理板就直接平插在主板上，由于主板很薄，即使再加上一个保护外壳，其盒子也显得很小，可以很方便的挂在墙上、机架上，放在桌上等。所述主板上还包括CPU和主开关，所述主开关也采用模拟开关。
所述调理板在主板插槽上可以带电插拔。
本发明的系统原理框图见图5。
图5实际上是图4的电气原理图，从图5中可以看出，每一块调理板对应着一个八路输入，调理板和主开关受CPU控制，主开关是用来选通信号的，处理电路与CPU协调工作，最终完成信号的调理和采集。
本发明可以根据模拟量和数字量的实际需要在现场灵活地配置模拟输入通道和数字输入通道，这样极大地提高了设备的利用率，从而可降低成本；同时大大增加了系统的可维护性，当有调理板出现故障时，可方便地更换调理板，而不用更换主板。