專利名稱：基于epa標(biāo)準(zhǔn)的無線手持終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及工業(yè)現(xiàn)場控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用中采用多種現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，很多總線標(biāo)準(zhǔn)無法統(tǒng)一和混用，導(dǎo)致了現(xiàn)場總線難以得到大面積推廣，在這種情況下，誕生了EPA標(biāo)準(zhǔn)。EPA標(biāo)準(zhǔn)是以工業(yè)測量與控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信特點，以工業(yè)控制為應(yīng)用對象，以以太網(wǎng)、無線通信技術(shù)、TCP/IP為基礎(chǔ)，在MAC層與網(wǎng)絡(luò)層之間定義了EPA通信調(diào)度管理實體，并定義了應(yīng)用層服務(wù)與協(xié)議規(guī)范，實現(xiàn)了各網(wǎng)絡(luò)層次上的信息集成。在實際的工業(yè)控制應(yīng)用中，尤其在組建控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)時都面臨著布線的問題，但是在環(huán)境惡劣和受限制的條件下，不能采用布線來解決問題。因此將無線技術(shù)引入到工業(yè)控制領(lǐng)域也是EPA(Ethernet For Plant Automation)標(biāo)準(zhǔn)中非常重要的一個方面。這種情況下，研究基于EPA標(biāo)準(zhǔn)的無線手持終端用于工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集和顯示就顯得尤為重要。
實用新型內(nèi)容本實用新型結(jié)合無線技術(shù)和EPA標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計一種基于EPA標(biāo)準(zhǔn)的無線手持終端，能夠在環(huán)境惡劣、不適合布線的工業(yè)現(xiàn)場使用。
該無線手持終端包括微處理器及存儲器、液晶顯示屏模塊及其接口電路、觸摸屏模塊及其接口電路、邊界掃描JTAG接口電路、802.11b無線模塊接口和RS232接口。微處理器S3C2410作為中央控制處理器，觸摸屏模塊、液晶顯示屏模塊通過各自接口電路分別接入微處理器輸入/輸出接口，通用異步收發(fā)器UART外接電平轉(zhuǎn)換芯片形成RS232接口，通用串行總線USB1.1接口連接802.11b無線模塊，邊界掃描JTAG接口經(jīng)過上拉和隔離電路同微處理器的JTAG接口直接相連。采用FLASH和SDRAM作為存儲器，存儲手持終端采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)和采集器運(yùn)行程序。
該無線手持終端的中央控制處理器部分包括EPA(Ethernet For PlantAutomation)協(xié)議棧模塊按照EPA的格式解析、還原數(shù)據(jù)；802.11b通信驅(qū)動模塊完成對無線模塊的驅(qū)動并且按照802.11b的標(biāo)準(zhǔn)建立無線通信；通用串行總線(USB)接口驅(qū)動模塊按照USB1.1的標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動串行總線接口；顯示屏驅(qū)動模塊按時序驅(qū)動顯示數(shù)據(jù)；迷你圖形用戶界面(MINIGUI)顯示應(yīng)用進(jìn)程模塊，該模塊完成數(shù)據(jù)信息解析及顯示、設(shè)備量程讀取及顯示、設(shè)備量程設(shè)置功能。
本實用新型的有益效果本實用新型采用基于EPA標(biāo)準(zhǔn)的無線手持終端用于工業(yè)現(xiàn)場的采集和顯示，適用于在環(huán)境惡劣和受限制，特別是不適于布線的場所，解決工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)傳輸問題。


圖1本實用新型原理結(jié)構(gòu)框圖圖2本實用新型模塊結(jié)構(gòu)框圖圖3本實用新型微控制器工作流程圖具體實施方式
圖1所示為本實用新型原理結(jié)構(gòu)框圖。中央控制處理器采用為手持終端專門開發(fā)的芯片(如S3C2410)，芯片具有豐富的外圍接口。觸摸屏模塊，液晶顯示屏模塊通過各自的外圍接口分別接入微處理器芯片，不需要額外的GPIO口進(jìn)行擴(kuò)展。微處理器的串行通信接口(UART)外接電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232形成RS232接口，通用串行(USB)1.1接口連接802.11b無線模塊(該模塊遵循802.11b無線接口協(xié)議)，RS232串行接口用于連接到計算機(jī)的DB9串口上，微處理器通過一電阻網(wǎng)絡(luò)連接邊界掃描JTAG接口電路，JTAG通過一轉(zhuǎn)換板，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的20針接口到10針接口的轉(zhuǎn)換，通過該轉(zhuǎn)換板連接到計算機(jī)DB25并口上，RS232和JTAG口這兩個接口主要是用于軟件的調(diào)試和代碼的燒寫。
本手持終端采用FLASH和SDRAM作為存儲器，存儲手持終端采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)和采集器運(yùn)行程序，手持終端采集到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)和源代碼程序存放在FLASH芯片，SDRAM內(nèi)存芯片提供程序運(yùn)行的空間。
在工業(yè)現(xiàn)場控制中，手持終端接收到工業(yè)現(xiàn)場按照EPA標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行組網(wǎng)的無線局域網(wǎng)發(fā)送的數(shù)據(jù)，不同的工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備具有不同的參數(shù)和指標(biāo)，比如無線溫度傳感器在現(xiàn)場采集參數(shù)就包括測量的上限和下限以及溫度測量范圍，測量的精度等等，這些參數(shù)和數(shù)據(jù)都是以802.11b無線方式進(jìn)行傳輸?shù)?，手持終端接收到上述參數(shù)按照EPA報文的格式進(jìn)行解析，經(jīng)解析的數(shù)據(jù)由顯示模塊送入顯示器顯示。工業(yè)現(xiàn)場采集到的上述數(shù)據(jù)經(jīng)該手持終端解析和處理后通過802.11b無線接入點或者無線網(wǎng)關(guān)送入有線以太網(wǎng)到達(dá)上位機(jī)。
圖2所示為本實用新型控制處理器模塊結(jié)構(gòu)框圖，具體包括迷你圖像用戶界面MINIGUI顯示應(yīng)用進(jìn)程模塊、EPA協(xié)議棧模塊、802.11b通信驅(qū)動模塊、通用串行總線(USB)1.1接口驅(qū)動模塊、帶觸摸的顯示屏驅(qū)動模塊。
MINIGUI顯示應(yīng)用進(jìn)程模塊完成數(shù)據(jù)信息解析及顯示、設(shè)備量程讀取及顯示、設(shè)備量程設(shè)置三個主要功能，這三個功能的實現(xiàn)分別調(diào)用了EPA協(xié)議變量管理實現(xiàn)類(EPA Variable Manager)中的信息分發(fā)、變量讀、變量寫服務(wù)；EPA協(xié)議棧的作用是把接收到的數(shù)據(jù)按照EPA的格式進(jìn)行解析，還原數(shù)據(jù)；802.11b通信驅(qū)動模塊完成對無線模塊的硬件的驅(qū)動并且按照802.11b的標(biāo)準(zhǔn)完成無線通信的建立、保持和拆除以及簡單的對等加密等等；通用串行總線(USB)1.1接口驅(qū)動模塊完成按照USB1.1的標(biāo)準(zhǔn)的驅(qū)動包括支持熱插拔等功能。帶觸摸的顯示屏驅(qū)動模塊完成正確翻譯“畫板”中的數(shù)據(jù)的功能，主要是通過嚴(yán)格的時序驅(qū)動顯示數(shù)據(jù)，并在顯示器上顯示圖像；觸摸屏驅(qū)動通過正確控制觸摸屏電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路來產(chǎn)生一個正確的中斷和位置信息，實現(xiàn)用戶對該無線手持終端的操作和控制。
圖3所示為本實用新型控制處理流程圖。具體工作流程如下首先微處理器對液晶屏、串口、USB接口、無線模塊、定時器、中斷等進(jìn)行相應(yīng)的初始化，然后搜索空中可用的網(wǎng)絡(luò)，一旦發(fā)現(xiàn)空中存在可用的802.11b網(wǎng)絡(luò)便開始核對SSID.號，只有SSID號相同時就與網(wǎng)絡(luò)建立連接，發(fā)送讀/寫設(shè)備參數(shù)命令，并等待操作命令。通過無線網(wǎng)卡發(fā)送數(shù)據(jù)，一旦用戶在觸摸屏中選擇好正確的操作設(shè)備并輸入讀設(shè)備參數(shù)命令就可以接收到來自現(xiàn)場EPA設(shè)備的報文，數(shù)據(jù)報文接受完成，該報文通過EPA協(xié)議棧正確解析后，通過顯示屏驅(qū)動模塊驅(qū)動處理后送入顯示界面顯示。同樣的寫數(shù)據(jù)命令按照上述過程進(jìn)行逆向操作。同時采集到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)也可以寫入FLASH中保存起來。
本手持終端能接收、查詢、顯示并轉(zhuǎn)發(fā)工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備采集到的通過無線局域網(wǎng)發(fā)送的EPA報文格式的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，以便用戶及時了解現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并作出相應(yīng)的控制處理。適用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境惡劣，不適合布線的工業(yè)控制現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集。
權(quán)利要求1.一種基于EPA標(biāo)準(zhǔn)的無線手持終端，微處理器作為中央控制處理器，觸摸屏模塊、液晶顯示屏模塊通過各自接口電路分別接入微處理器的輸入/輸出端口，采用閃存FLASH和隨機(jī)存儲器SDRAM作為數(shù)據(jù)和程序存儲器，其特征在于微處理器的通用異步收發(fā)器連接外接電平轉(zhuǎn)換芯片形成RS232接口，通用串行總線接口連接802.11b無線模塊，邊界掃描JTAG端口經(jīng)電阻網(wǎng)絡(luò)連接JTAG接口電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線手持終端，其特征在于，所述中央控制處理器包括圖形用戶接口顯示應(yīng)用進(jìn)程模塊完成數(shù)據(jù)信息解析及顯示、設(shè)備量程讀取及顯示、設(shè)備量程設(shè)置功能；EPA協(xié)議通信模塊按照EPA的格式解析、還原數(shù)據(jù)；802.11b通信驅(qū)動模塊按照802.11b的標(biāo)準(zhǔn)建立無線通信并完成對無線模塊的驅(qū)動；串行總線接口驅(qū)動模塊按照USB1.1的標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動串行總線接口；顯示屏驅(qū)動模塊按時序驅(qū)動顯示數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線手持終端，其特征在于，該手持終端通過802.11b無線模塊或RS232接口連接以太網(wǎng)或上位計算機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線手持終端，其特征在于，圖形用戶接口顯示應(yīng)用進(jìn)程模塊調(diào)用EPA協(xié)議變量管理實現(xiàn)類中的信息分發(fā)、變量讀、變量寫服務(wù)。
專利摘要本實用新型請求保護(hù)一種基于EPA標(biāo)準(zhǔn)的無線手持終端，涉及工業(yè)現(xiàn)場控制領(lǐng)域。該無線手持終端中微處理器作為控制處理器，觸摸屏模塊、液晶顯示屏模塊通過各自接口電路分別接入微處理器輸入/輸出端口，微處理器串行通信接口UART連接外接電平轉(zhuǎn)換芯片形成RS232接口，USB1.1接口連接802.11b無線模塊，JTAG接口電路連接微處理器輸出接口。該無線手持終端通過802.11b無線模塊或RS232接口連接以太網(wǎng)或上位計算機(jī)，廣泛用于工業(yè)控制現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集、顯示，并轉(zhuǎn)發(fā)工業(yè)現(xiàn)場采集到的按照EPA標(biāo)準(zhǔn)組網(wǎng)的無線局域網(wǎng)發(fā)送的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，以便用戶及時了解現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。
文檔編號G05B19/418GK2921913SQ20062011084
公開日2007年7月11日 申請日期2006年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月24日
發(fā)明者王平, 向敏, 鐘剛 申請人:重慶郵電大學(xué)