專利名稱：基于現(xiàn)場總線的傳感器無縫接入系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是一種基于現(xiàn)場總線的傳感器無縫接入系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在工農(nóng)業(yè)控制中已經(jīng)取得了廣泛的應(yīng)用，如CAN、Profibus、FF等現(xiàn)場總線標準。在工農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)中，采用各種傳感器采集相關(guān)的數(shù)據(jù)信息是非常普遍的，如位移，壓力，溫濕度，濃度，光照度等。傳感器輸出的信號很多，如電壓、電流、串行等?，F(xiàn)在，現(xiàn)在總線控制系統(tǒng)讀取傳感器的測量數(shù)據(jù)時，都是通過通用現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)采集卡完成，而且對傳感器輸入信號有特定的要求。存在的缺點是系統(tǒng)讀取傳感器信號不方便，系統(tǒng)復雜、可靠性低。

發(fā)明內(nèi)容為了克服已有的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)讀取傳感器信號不方便，系統(tǒng)復雜、可靠性低的不足，本發(fā)明提供一種讀取傳感器信號方便、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、提高可靠性的基于現(xiàn)場總線的傳感器無縫接入系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種基于現(xiàn)場總線的傳感器無縫接入系統(tǒng)，包括傳感器，所述的傳感器與數(shù)據(jù)總線通訊連接，所述的無縫接入系統(tǒng)還包括微控制器，所述的傳感器連接微控制器，所述的微控制器包括存儲單元，用于預存默認的傳感器的輸出/輸出量類型以及傳感器量程；數(shù)據(jù)讀入模塊，用于讀取傳感器采集的數(shù)據(jù)信息；數(shù)據(jù)處理模塊，用于讀取存儲單元的默認信息，并在線修改傳感器的輸出/輸出量類型、傳感器量程以及串口通訊協(xié)議，根據(jù)總線的通訊協(xié)議將采集的數(shù)據(jù)信息組織成設(shè)定格式的報文；所述的數(shù)據(jù)處理模塊的輸出連接所述的數(shù)據(jù)總線。
進一步，所述的傳感器與微控制器之間設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換器。
再進一步，所述的傳感器通過串行總線接口連接微控制器。
更進一步，所述的數(shù)據(jù)總線為CAN現(xiàn)場總線。
本發(fā)明的工作原理是微控制器讀入傳感器的數(shù)據(jù)信息后，將其組織成一定格式的報文，通過現(xiàn)場總線通訊模塊就可以實現(xiàn)通訊。通過上位機通過現(xiàn)場總線可對現(xiàn)場總線接口裝置在線修改輸入輸出量類型以及傳感器的量程，以及串口通訊協(xié)議的設(shè)置。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要簡單，成本降，易于擴展的優(yōu)點。并可在整個現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)上的任何位置根據(jù)實際使用情況對傳感器進行在線控制、編程和組態(tài)等，為實現(xiàn)傳感器的現(xiàn)場總線遠程操作開辟了新的途徑。
本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在1、方便讀取各種傳感器的信號；2、降低了系統(tǒng)的復雜程度；3、提高了可靠性；4、降低了成本；5、易于擴展。


圖1是基于現(xiàn)場總線的傳感器無縫接入系統(tǒng)的原理框圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。
參照圖1，一種基于現(xiàn)場總線的傳感器無縫接入系統(tǒng)，包括傳感器1，所述的傳感器1與數(shù)據(jù)總線通訊連接，所述的無縫接入系統(tǒng)還包括微控制器2，所述的傳感器1連接微控制器2，所述的微控制器2包括存儲單元3，用于預存默認的傳感器的輸出/輸出量類型以及傳感器量程；數(shù)據(jù)讀入模塊4，用于讀取傳感器采集的數(shù)據(jù)信息；數(shù)據(jù)處理模塊5，用于讀取存儲單元的默認信息，并在線修改傳感器的輸出/輸出量類型、傳感器量程以及串口通訊協(xié)議，根據(jù)總線的通訊協(xié)議將采集的數(shù)據(jù)信息組織成設(shè)定格式的報文；所述的數(shù)據(jù)處理模塊5的輸出連接所述的數(shù)據(jù)總線端口6。
傳感器測量采用現(xiàn)有的模塊、傳感器或者自行設(shè)計都可以，測量模塊的數(shù)據(jù)量輸出若是模擬信號，通過A/D轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；若是串行信號，直接連接微控制器系統(tǒng)。
首先讀取預存在存儲單元中的默認參數(shù)設(shè)置，并在線修改傳感器的輸入輸出量類型以及傳感器的量程；再將傳感器的輸出信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換或總線接口后送入微控制器處理；微控制器接收來自傳感器或現(xiàn)場總線的任務(wù)，包括中斷、數(shù)據(jù)處理，并按照規(guī)定的優(yōu)先級進行處理。
微控制器讀入傳感器1的數(shù)據(jù)信息后，將其組織成一定格式的報文，通過現(xiàn)場總線通訊模塊就可以實現(xiàn)通訊。上位機通過現(xiàn)場總線控制芯片7可對現(xiàn)場總線接口在線修改輸入輸出量類型以及傳感器的量程，以及串口通訊協(xié)議的設(shè)置。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要簡單，成本降，易于擴展的優(yōu)點。并可在整個現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)上的任何位置根據(jù)實際使用情況對傳感器進行在線控制、編程和組態(tài)等，為實現(xiàn)傳感器的現(xiàn)場總線遠程操作開辟了新的途徑。
傳感器無縫接入CAN總線裝置的一個實例，具體如下(1)、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用MAXIN公司的分辨率較高的12位A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，如MAX817等。
(2)、存儲單元采用非易失性的FLASH盤存儲器，如24C02，93C46。
(3)、CAN總線通訊采用PHILIPS的CAN總線控制器SJA1000，收發(fā)器用82C250。
(4)、控制器可用八位單片機，如MCS51系列的AT89S52。也可用32位ARM控制器，如philips的LPC2100系列，帶CAN控制器和十位的A/D，ATMEL的AT91系列。
權(quán)利要求
1.一種基于現(xiàn)場總線的傳感器無縫接入系統(tǒng)，包括傳感器，所述的傳感器與數(shù)據(jù)總線通訊連接，其特征在于所述的無縫接入系統(tǒng)還包括微控制器，所述的傳感器連接微控制器，所述的微控制器包括存儲單元，用于預存默認的傳感器的輸出/輸出量類型以及傳感器量程；數(shù)據(jù)讀入模塊，用于讀取傳感器采集的數(shù)據(jù)信息；數(shù)據(jù)處理模塊，用于讀取存儲單元的默認信息，并在線修改傳感器的輸出/輸出量類型、傳感器量程以及串口通訊協(xié)議，根據(jù)總線的通訊協(xié)議將采集的數(shù)據(jù)信息組織成設(shè)定格式的報文；所述的數(shù)據(jù)處理模塊的輸出連接所述的數(shù)據(jù)總線。
2.如權(quán)利要求1所述的基于現(xiàn)場總線的傳感器無縫接入系統(tǒng)，其特征在于所述的傳感器與微控制器之間設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換器。
3.如權(quán)利要求1所述的基于現(xiàn)場總線的傳感器無縫接入系統(tǒng)，其特征在于所述的傳感器通過串行總線接口連接微控制器。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的基于現(xiàn)場總線的傳感器無縫接入系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)總線為CAN現(xiàn)場總線。
全文摘要
一種基于現(xiàn)場總線的傳感器無縫接入系統(tǒng)，包括傳感器，所述的傳感器與數(shù)據(jù)總線通訊連接，所述的無縫接入系統(tǒng)還包括微控制器，所述的傳感器連接微控制器，所述的微控制器包括存儲單元，用于預存默認的傳感器的輸出/輸出量類型以及傳感器量程；數(shù)據(jù)讀入模塊，用于讀取傳感器采集的數(shù)據(jù)信息；數(shù)據(jù)處理模塊，用于讀取存儲單元的默認信息，并在線修改傳感器的輸出/輸出量類型、傳感器量程以及串口通訊協(xié)議，根據(jù)總線的通訊協(xié)議將采集的數(shù)據(jù)信息組織成設(shè)定格式的報文；所述的數(shù)據(jù)處理模塊的輸出連接所述的數(shù)據(jù)總線。本發(fā)明提供一種讀取傳感器信號方便、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、提高可靠性的基于現(xiàn)場總線的傳感器無縫接入系統(tǒng)。
文檔編號G05B19/418GK1862433SQ200610051968
公開日2006年11月15日 申請日期2006年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月14日
發(fā)明者胥芳, 張立彬, 陳教料, 王堅鋒 申請人:浙江工業(yè)大學