專利名稱：Rs-485總線設(shè)備遠程管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于遠程監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于嵌入式計算機技術(shù)的 RS-485總線設(shè)備遠程管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，工業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備一般通過現(xiàn)場總線技術(shù)組成網(wǎng)絡(luò)進行信息交互和協(xié)同工作。RS-485總線由于其可靠性高、成本低、傳輸距離遠等眾多優(yōu)點， 自上世紀80年代廣泛使用以來目前仍活躍于工業(yè)現(xiàn)場。對于總線設(shè)備的集中監(jiān)控，往往在某PC機上安裝RS-485協(xié)議轉(zhuǎn)接卡，然后在該PC機上使用管理軟件對總線設(shè)備進行監(jiān)控。 但其顯著的局限在于，無法滿足接入以太網(wǎng)的遠程集中監(jiān)控的需求。超大規(guī)模集成電路技術(shù)和嵌入式計算機技術(shù)的發(fā)展使得基于SOC (片上系統(tǒng))的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用遍布于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、汽車電子、消費電子等每個產(chǎn)業(yè)。而在工業(yè)控制領(lǐng)域，設(shè)備管理人員希望能更便捷地通過現(xiàn)有的計算機網(wǎng)絡(luò)訪問控制現(xiàn)場總線上的設(shè)備，特別是能像通過瀏覽器上網(wǎng)一樣使用web方式對設(shè)備進行監(jiān)控。在此背景下，開發(fā)一種基于嵌入式系統(tǒng)的RS-485總線設(shè)備遠程管理系統(tǒng)能滿足技術(shù)和市場的雙重需求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了 RS-485總線設(shè)備遠程管理系統(tǒng)。本實用新型所采取的技術(shù)方案為RS-485總線設(shè)備遠程管理系統(tǒng)，包括遠程計算機、以太網(wǎng)、設(shè)備網(wǎng)管卡和多個被管理設(shè)備，遠程計算機通過以太網(wǎng)與設(shè)備網(wǎng)管卡信號連接，設(shè)備網(wǎng)管卡通過RS-485總線與多個被管理設(shè)備信號連接。所述的設(shè)備網(wǎng)管卡包括S3C2440處理器、Flash存儲器、RAM存儲器、溫度傳感器、 以太網(wǎng)接口和RS-485總線接口電路；Flash存儲器、RAM存儲器、溫度傳感器、以太網(wǎng)接口和 RS-485總線接口電路均與S3C2440處理器連接。所述的RS-485總線接口電路包括二極管D1、電阻Rl、電容Cl、反相器U2A和 RS-485收發(fā)器Ul ；二極管Dl的負極、電阻Rl的一端、RS-485收發(fā)器Ul的引腳4均與 S3C2440 ARM9處理器的發(fā)送引腳TX連接，RS-485收發(fā)器Ul的引腳1與S3C2440 ARM9處理器的接收引腳RX連接；二極管Dl的正極、電阻Rl的另一端、電容Cl的一端與反相器U2A 的輸入端連接，反相器U2A的輸出端分別與RS-485收發(fā)器Ul的引腳2、引腳3連接；電容 Cl的另一端和RS-485收發(fā)器Ul的引腳5均接地；RS-485收發(fā)器Ul的引腳8接電源VCC， RS-485收發(fā)器Ul的引腳6和引腳7分別接RS-485總線A端和B端；所述的RS-485收發(fā)器 Ul 型號為 SN65LBC184。本實用新型以盡可能低的產(chǎn)品成本和盡可能小的硬件體積完成了系統(tǒng)功能，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、響應(yīng)速度快，軟件操作簡單方便，并且支持多用戶同時登陸，實現(xiàn)了監(jiān)控信息的共享，滿足了 RS-485總線設(shè)備接入以太網(wǎng)進行遠程集中監(jiān)控的需求。
圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型中設(shè)備網(wǎng)管卡結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型中RS-485總線接口電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。如圖1所示，將設(shè)備網(wǎng)管卡的RS-485接口接到待管理設(shè)備的RS-485總線中，該設(shè)備網(wǎng)管卡在RS-485總線上作為主機設(shè)備，輪詢向總線上的各從機設(shè)備按地址發(fā)送查詢與控制命令，從機設(shè)備接收到命令后響應(yīng)主機設(shè)備并返回結(jié)果。主機設(shè)備將總線上各從機設(shè)備響應(yīng)的結(jié)果存入本機的數(shù)據(jù)庫中，以便用戶通過以太網(wǎng)進行遠程訪問。同時，主機設(shè)備接收來自以太網(wǎng)遠程用戶的實時命令，將該控制命令發(fā)送到RS-485總線上的某個設(shè)備。將設(shè)備網(wǎng)管卡的以太網(wǎng)接口通過路由器、交換機等接入以太網(wǎng)，本設(shè)備在以太網(wǎng)中作為服務(wù)器端，接收客戶端的連接請求。本系統(tǒng)的服務(wù)器端在Linux操作系統(tǒng)的平臺上實現(xiàn)了嵌入式WEB服務(wù)器，用戶使用瀏覽器進行訪問。當(dāng)有客戶端的連接請求時，WEB服務(wù)器響應(yīng)頁面請求并將“GET”實時交互命令交由CGI程序處理，CGI程序?qū)γ钸M行分類。 如果交互命令為數(shù)據(jù)查詢，CGI程序讀取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)并返回給客戶端；如果交互命令為對RS-485總線上的設(shè)備執(zhí)行命令，CGI程序?qū)⒃撁钷D(zhuǎn)由RS-485總線控制程序處理。 RS-485總線控制程序收到命令后根據(jù)命令優(yōu)先級進行區(qū)分，如果為一般命令則將命令加入命令隊列，等待下一個輪詢周期再經(jīng)該命令發(fā)送到從機設(shè)備；如果為緊急命令，暫停當(dāng)前輪詢，直接將該命令發(fā)送到從機設(shè)備。如圖2所示，設(shè)備網(wǎng)管卡主要由S3C2440處理器、Flash存儲器、RAM存儲器、溫度傳感器、以太網(wǎng)接口、RS-485總線接口組成。S3CM40 ARM9處理器為主控制器，用于控制所有外圍設(shè)備；Flash存儲器用于存儲系統(tǒng)文件和歷史數(shù)據(jù)；RAM存儲器用于運行Iinux操作系統(tǒng)和一些的臨時數(shù)據(jù)；溫度傳感器用于檢測環(huán)境溫度；以太網(wǎng)接口用于系統(tǒng)接入以太網(wǎng)，以便用戶遠程訪問控制；RS-485接口用于與總線上的其他設(shè)備進行通信。如圖3所示為設(shè)備網(wǎng)管卡RS-485接口電路圖，其自動完成RS-485總線狀態(tài)的收發(fā)轉(zhuǎn)換。其主要由二極管D1，電阻R1，電容Cl，反相器U2A，RS-485收發(fā)器Ul組成。二極管Dl的負極、電阻Rl的一端、RS-485收發(fā)器Ul的引腳4均與S3C2440 ARM9處理器的發(fā)送引腳TX連接，RS-485收發(fā)器Ul的引腳1與S3C2440 ARM9處理器的接收引腳RX連接；二極管Dl的正極、電阻Rl的另一端、電容Cl的一端與反相器U2A的輸入端連接，反相器U2A 的輸出端分別與RS-485收發(fā)器Ul的引腳2、引腳3連接；電容Cl的另一端和RS-485收發(fā)器Ul的引腳5均接地；RS-485收發(fā)器Ul的引腳8接電源VCC，RS-485收發(fā)器Ul的引腳6 和引腳7分別接RS-485總線A端和B端。該電路的工作流程為初始化TX為高電平，U2的2腳為低電平，Ul工作于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，將6、7腳的差分電平轉(zhuǎn)換成1腳高低電平；當(dāng)TX有低電平脈沖數(shù)據(jù)時，Cl通過二極管Dl迅速放電，使得U2的2腳為迅速變?yōu)楦唠娖?，此時Ul工作于數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)，將引腳 4的高低電平轉(zhuǎn)換成6、7腳的差分電平；TX數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后恢復(fù)為高電平，Cl通過Rl緩慢延時充電后，充滿后U2的2腳變成低電平，Ul恢復(fù)到數(shù)據(jù)接收狀態(tài)。
權(quán)利要求1.RS-485總線設(shè)備遠程管理系統(tǒng)，包括遠程計算機、以太網(wǎng)、設(shè)備網(wǎng)管卡和多個被管理設(shè)備，其特征在于遠程計算機通過以太網(wǎng)與設(shè)備網(wǎng)管卡信號連接，設(shè)備網(wǎng)管卡通過 RS-485總線與多個被管理設(shè)備信號連接；所述的設(shè)備網(wǎng)管卡包括S3C2440處理器、Flash存儲器、RAM存儲器、溫度傳感器、以太網(wǎng)接口和RS-485總線接口電路；Flash存儲器、RAM存儲器、溫度傳感器、以太網(wǎng)接口和 RS-485總線接口電路均與S3C2440處理器連接；所述的RS-485總線接口電路包括二極管Dl、電阻Rl、電容Cl、反相器U2A和RS-485收發(fā)器Ul ；二極管Dl的負極、電阻Rl的一端、RS-485收發(fā)器Ul的引腳4均與S3C2440 ARM9 處理器的發(fā)送引腳TX連接，RS-485收發(fā)器Ul的引腳1與S3C2440 ARM9處理器的接收引腳RX連接；二極管Dl的正極、電阻Rl的另一端、電容Cl的一端與反相器U2A的輸入端連接，反相器U2A的輸出端分別與RS-485收發(fā)器Ul的引腳2、引腳3連接；電容Cl的另一端和RS-485收發(fā)器Ul的引腳5均接地；RS-485收發(fā)器Ul的引腳8接電源VCC, RS-485收發(fā)器Ul的引腳6和引腳7分別接RS-485總線A端和B端；所述的RS-485收發(fā)器Ul型號為 SN65LBC184。
專利摘要本實用新型涉及一種RS-485總線設(shè)備遠程管理系統(tǒng)?，F(xiàn)有的PC機上使用管理軟件對總線設(shè)備進行監(jiān)控，往往無法滿足接入以太網(wǎng)的遠程集中監(jiān)控的需求。本實用新型中包括的遠程計算機通過以太網(wǎng)與設(shè)備網(wǎng)管卡信號連接，設(shè)備網(wǎng)管卡通過RS-485總線與多個被管理設(shè)備信號連接。設(shè)備網(wǎng)管卡包括S3C2440處理器、Flash存儲器、RAM存儲器、溫度傳感器、以太網(wǎng)接口和RS-485總線接口電路；Flash存儲器、RAM存儲器、溫度傳感器、以太網(wǎng)接口和RS-485總線接口電路均與S3C2440處理器連接。本實用新型以盡可能低的產(chǎn)品成本和盡可能小的硬件體積完成了系統(tǒng)功能，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、響應(yīng)速度快。
文檔編號G05B19/418GK202025226SQ20112010396
公開日2011年11月2日 申請日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月11日
發(fā)明者吳尚明, 祁姝琪, 秦宇晨, 邵李煥 申請人:杭州電子科技大學(xué)