本发明涉及数据采集处理技术领域，特别涉及一种有线按钮投票数据快速采集系统。
背景技术：
在演播室节目拍摄制作或大型会议系统中，往往会需要实现多人(几十个到几百个，甚至可能上千人)通过按钮进行投票、表决、评分、答题、抢答等需求，因此，目前的大型会议或演播室都会安装投票采集系统，用于收集各种投票数据，并进行汇总合计，然而目前的投票采集系统在抗干扰的能力上不强，收集的数据易受外界干扰，导致接收的数据有误差甚至错误；系统稳定性差，系统容易发生混乱；且数据传输采集过程较慢，用户投票数据不能实时反馈到显示系统，导致数据采集过程浪费较多的时间；系统在运行之前没有监测功能，无法及时发现下位机故障。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种有线按钮投票数据快速采集系统，解决目前投票系统的抗干扰能力不强，且数据传输过程较慢，系统在运行之前没有监测功能，无法准确识别系统故障，导致数据采集过程浪费较多的时间的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明一种有线按钮投票数据快速采集系统，包括上位机、数据总线、显示控制装置、显示屏、至少一个用户按钮模块以及与用户按钮模块一一对应设置的下位机；
所述用户按钮模块包括至少一个可选择按钮且与可选择按钮相连接的指示灯；
所述下位机用于收集用户按钮模块的按钮选择数据，将每个下位机的数据编入不同的地址码，再对数据进行crc编码，并将编码过后的数据传递至数据总线；
所述数据总线将所有下位机发送的数据信号传递至上位机；
所述上位机接收到编码数据后判断该编码数据的crc编码是否正确，将拥有正确crc编码的编码数据进行分类和汇总，并统计数据结果；
所述上位机统计数据结果后将数据分别传递至显示控制装置和数据总线；
所述显示控制装置根据上位机汇总后的按钮数据控制显示屏显示出来；
所述数据总线接收到上位机数据后将数据信号传递至下位机；
所述下位机接收到数据总线传递的数据后判断crc编码是否正确，若正确，根据数据信号中的地址码核对该组数据是否与该下位机匹配，若匹配，则根据数据中的功能码对用户按钮模块中按钮和按钮指示灯进行复原或置位，或对模块中的参数进行相应的调整，从而实现不同的投票模式和需求的转换。
作为本发明的一种优选技术方案，所述crc编码包括功能码、数据和crc校验码，所述上位机根据crc校验码对crc编码进行比对，所述下位机对crc编码进行比对，若正确，则根据地址码，核对该组数据是否与该下位机匹配，若匹配则做出相应的处理，不匹配则废弃。
作为本发明的一种优选技术方案，所述上位机还包括检测系统，所述检测系统将问答数据进行编号并逐个传递下位机，所述下位机将问答数据信号通过数据总线传递至上位机，所述上位机将编号数据反馈至检测系统，所述检测系统根据编号数据判断系统是否出现故障。
作为本发明的一种优选技术方案，所述上位机在判断crc编码的数据错误时，在数据接收缓冲区取下一个地址的一组数据重新判断crc，直到crc校验成功，若在数据接收缓冲区内crc校验依然错误，则将含有错误crc编码的数据进行保存，并记录当前时间，存储至错误编码分析模块中。
作为本发明的一种优选技术方案，所述下位机在获得需要采集用户按钮的命令后，在一定的时间内多次采集按钮状态，以确定按钮为真实用户投票后将其传递至数据总线。
作为本发明的一种优选技术方案，所述上位机按一定周期采集所有下位机的数据，并将每次的投票结果按照时间顺序记录在后台文件中。
作为本发明的一种优选技术方案，所述数据总线的波特率不低于9600，不高于115200。
作为本发明的一种优选技术方案，所述下位机总数量小于255时，使用物理拨码地址实现每个下位机的地址编码，超过255时在下位机内部设置芯片存储器来实现地址编码。
作为本发明的一种优选技术方案，所述下位机发给上位机的数据为10个字节，每5个字节进行一次crc验证。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明全部采用有线的方式连接，有效避免了在复杂的无线环境中的干扰，且数据采集更加快速、准确；数据总线采用高波特率进行双向通信，使多条数据结构之间时间空隙小从而实现快速采集；在数据返回的过程中，利用地址码使下位机进行一一对应，保证了运行的有序性，且利用检测系统可以及时发现总线断线、下位机掉电等故障，避免投票数据的缺失；并对错误数据和投票数据进行存储，方便数据核查。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施例1的整体结构示意图；
图2是本发明实施例2的整体结构示意图；
图3是本发明数据总线的逻辑分析图115200波特率之一；
图4是本发明数据总线的逻辑分析图115200波特率之二。
图5是本发明数据总线的逻辑分析图9600波特率之一；
图6是本发明数据总线的逻辑分析图9600波特率之二。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，本发明提供一种有线按钮投票数据快速采集系统，包括上位机、数据总线、显示控制装置、显示屏、至少一个用户按钮模块以及与用户按钮模块一一对应设置的下位机；
所述用户按钮模块包括至少一个可选择按钮且与可选择按钮相连接的指示灯；
所述下位机用于收集用户按钮模块的按钮选择数据，将每个下位机的数据编入不同的地址码，再对数据进行crc编码，并将编码过后的数据传递至数据总线；
所述数据总线将所有下位机发送的数据信号传递至上位机；
所述上位机接收到编码数据后判断该编码数据的crc编码是否正确，将拥有正确crc编码的编码数据进行分类和汇总，并统计数据结果；
所述上位机统计数据结果后将数据分别传递至显示控制装置和数据总线；
所述显示控制装置根据上位机汇总后的按钮数据控制显示屏显示出来；
所述数据总线接收到上位机数据后将数据信号传递至下位机；
所述下位机接收到数据总线传递的信号后判断crc编码是否正确，若正确，则根据地址码，核对该组数据是否与该下位机匹配，若匹配则做出相应的处理，不匹配则废弃。
校验数据是通过地址码和crc编码共同计算获得，所述crc编码包括功能码、数据和crc校验码，所述上位机根据crc校验码对crc编码进行比对，所述下位机根据地址码对crc编码进行比对，加入crc校验的目的是为了消除数据总线上的干扰，提高数据的安全性，可靠性，防止外界干扰脉冲引起误动作，收到数据组后的第一时间是判断该数据组的crc是否正确，如果crc错误，则说明有2种可能，第一可能是该数据组不是完整的一组数据，有错位的可能，在数据接收缓冲区取下一个地址的一组数据重新判断crc，直到crc校验成功说明才是完整的一组数据，也就是通过这种校验方法，找到数据头；第二可能是有外界干扰引起的数据错误，直接去除错误数据。一旦出现crc错误，所述上位机将含有错误crc编码的数据进行保存，并记录当前时间，存储至错误编码分析模块中，便于分析引起错误的原因。通过crc校验，大大提高了数据的准确性，可靠性，安全性。避免错误数据引起不必要的误动作。
功能码即指令码，用于说明该数据信号要执行处理的事件，如开始投票或结束投票命令的下发、读取当前用户按键寄存器数据、对用户按键灯进行复位或置位、修改下位机的地址码、读取下位机的当前模式状况等相关指令。
下位机的参数是指：在不同的投票模式转换时，上位机对下位机下达的相关参数：如8个按键中有哪几个按键为指定模式下的有效按键(并非每次都是8个按键有效，如果4选2就是4个按键有效)；单选模式和多选模式的切换，允许用户可以选择几个按键为最大有效投票按键数量；下位机波特率的调整：调整下位机的总线数据通信波特率为9600、19200、38400、57600、115200等速率，用于在不同的运用环境中切换，低波特率适用距离远、干扰大的环境(如有需要，甚至可以调整到4800或更低，用于适应较为恶劣的环境)，高波特率适用于要求较快速度的应用场合。
在下位机验证上位机发送的信息数据时，需要依次判断crc数据是否正确，正确后判断该命令的地址码是否为自己或是广播地址，如果是，做出相应的操作。如果crc错误或不是对应自己的地址，则不响应。
当下位机总数量超过255时，无法使用8位物理地址拨码对下位机进行地址编码，因此，在进行地址编码的过程中，为了方便施工时对下位机地址码的设置，数量小于255时，则使用物理拨码地址实现每个下位机的地址编码。当下位机总数量超过255时则使用下位机内部芯片存储地址码，可以通过上位机指令对下位机存储器内的地址码进行修改，只需在第一次使用时设置地址码，并使用下位机的数据存储功能对地址码进行设置并存储，断电后不影响数据的记忆。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上的进一步优化而得，如图2所示，本实施例中有线按钮投票数据快速采集系统还包括检测系统，所述检测系统将问答数据进行编号并逐个传递下位机，所述下位机将问答数据信号通过数据总线传递至上位机，所述上位机将编号数据反馈至检测系统，所述检测系统根据编号数据判断系统是否出现故障。
具体的，检测系统是在开始投票之前对系统进行的检测，通过检测，可以了解上位机与所有下位机的通信是否正常，判断整套系统是否全部在线并且运行正常。通过检测系统的问答通信，了解下位机当前的状态，同时也便于线路故障的排查。
实施例3
本实施例是在实施例1的基础上的进一步优化而得，所述下位机在获得需要采集用户按钮的命令后，在一定的时间内多次采集按钮状态，以确定按钮为真实用户投票，而非干扰脉冲，可有效提高数据采集的准确性，确定是真实按钮数据后将其传递至数据总线，同时，所述上位机按一定周期采集所有下位机的数据，可实现用户在投票过程中进行模式切换，且将每次的投票结果按照时间顺序记录在后台文件中，用于后续的数据核查。
整个系统全部使用数据总线的有线连接方式进行连接，有线避免了外界的干扰，同时高波特率可以实现更快的收集数据，在数据总线上的数据可以使用9600波特率，也可以使用更高，甚至是115200波特率；单条数据结构紧凑，包括crc检验字节在内最少只有5个字节；双向通信多条数据结构之间时间空隙小；从而实现快速采集。从实际使用测试，800个按钮的数据更新周期在9600波特率下1秒左右，在115200波特率下不足0.3秒。(如图3、图4所示，在115200波特率下，每个下位机与上位机的一次对话时间接近2ms，800个按钮对应的100个下位机的一个读取周期不足0.3秒)。
实施例4
在运行上述实施例的过程中发现，在强干扰的环境中，下位机给上位机的输送数据的过程中依然存在一定的干扰，这主要由于下位机的数据抗干扰能力不强，而且下位机给上位机的数据相对更重要，因此为了进一步减少信号之间的干扰，对上述实施例进行优化，将原来的下位机发给上位机的数据由5个字节改10个字节，事实上直接发2次，5个进行一次crc对比，这样大大提高了在干扰环境中的使用能力，保证上位机能够接收到可靠的数据信号。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种有线按钮投票数据快速采集系统，其特征在于，包括上位机、数据总线、显示控制装置、显示屏、至少一个用户按钮模块以及与用户按钮模块一一对应设置的下位机；
所述用户按钮模块包括至少一个可选择按钮且与可选择按钮相连接的指示灯；
所述下位机用于收集用户按钮模块的按钮选择数据，将每个下位机的数据编入不同的地址码，再对数据进行crc编码，并将编码过后的数据传递至数据总线；
所述数据总线将所有下位机发送的数据信号传递至上位机；
所述上位机接收到编码数据后判断该编码数据的crc编码是否正确，将拥有正确crc编码的编码数据进行分类和汇总，并统计数据结果；
所述上位机统计数据结果后将数据分别传递至显示控制装置和数据总线；
所述显示控制装置根据上位机汇总后的按钮数据控制显示屏显示出来；
所述数据总线接收到上位机数据后将数据信号传递至下位机；
所述下位机接收到数据总线传递的数据后判断crc编码是否正确，若正确，根据数据信号中的地址码核对该组数据是否与该下位机匹配，若匹配，则根据数据中的功能码对用户按钮模块中按钮和按钮指示灯进行复原或置位，或对模块中的参数进行相应的调整，从而实现不同的投票模式和需求的转换。
2.根据权利要求1所述的一种有线按钮投票数据快速采集系统，其特征在于，所述crc编码包括功能码、数据和crc校验码，所述上位机根据crc校验码对crc编码进行比对，所述下位机对crc编码进行比对，若正确，则根据地址码，核对该组数据是否与该下位机匹配，若匹配则做出相应的处理，不匹配则废弃。
3.根据权利要求1所述的一种有线按钮投票数据快速采集系统，其特征在于，所述上位机还包括检测系统，所述检测系统将问答数据进行编号并逐个传递下位机，所述下位机将问答数据信号通过数据总线传递至上位机，所述上位机将编号数据反馈至检测系统，所述检测系统根据编号数据判断系统是否出现故障。
4.根据权利要求1所述的一种有线按钮投票数据快速采集系统，其特征在于，所述上位机在判断crc编码的数据错误时，在数据接收缓冲区取下一个地址的一组数据重新判断crc，直到crc校验成功，若在数据接收缓冲区内crc校验依然错误，则将含有错误crc编码的数据进行保存，并记录当前时间，存储至错误编码分析模块中。
5.根据权利要求1所述的一种有线按钮投票数据快速采集系统，其特征在于，所述下位机在获得需要采集用户按钮的命令后，在一定的时间内多次采集按钮状态，以确定按钮为真实用户投票后将其传递至数据总线。
6.根据权利要求5所述的一种有线按钮投票数据快速采集系统，其特征在于，所述上位机按一定周期采集所有下位机的数据，并将每次的投票结果按照时间顺序记录在后台文件中。
7.根据权利要求1所述的一种有线按钮投票数据快速采集系统，其特征在于，所述数据总线的波特率不低于9600，不高于115200。
8.根据权利要求2所述的一种有线按钮投票数据快速采集系统，其特征在于，所述下位机总数量小于255时，使用物理拨码地址实现每个下位机的地址编码，超过255时在下位机内部设置芯片存储器来实现地址编码。
9.根据权利要求1所述的一种有线按钮投票数据快速采集系统，其特征在于，所述下位机发给上位机的数据为10个字节，每5个字节进行一次crc验证。
技术总结