一種智慧型信息交互終端及其通信方法
【專(zhuān)利摘要】一種智慧型信息交互終端及其通信方法，終端包括機(jī)箱和設(shè)置在機(jī)箱內(nèi)的電路板，所述機(jī)箱前面板上設(shè)置有指示燈通孔，側(cè)面板上設(shè)置有散熱孔，后面板上設(shè)置有電源插座、秒脈沖輸出接口、開(kāi)關(guān)量輸入接口、繼電器控制輸出接口和各種通訊接口，兩個(gè)側(cè)面板前端分別設(shè)置有可拆卸的掛耳。方法包括以下過(guò)程：根據(jù)測(cè)控終端設(shè)備和調(diào)度主站的通訊規(guī)約從通訊規(guī)約庫(kù)中選擇相應(yīng)的通訊規(guī)約；為主站通訊端口配置通訊規(guī)約，并與測(cè)控終端設(shè)備建立通訊連接；為從站通訊端口配置通訊規(guī)約，并與調(diào)度主站建立通訊連接；對(duì)測(cè)控終端設(shè)備進(jìn)行輪訓(xùn)的過(guò)程；與調(diào)度主站進(jìn)行通訊的過(guò)程。本發(fā)明高度集成化，在很大程度提高了產(chǎn)品的性能，同時(shí)也降低了產(chǎn)品的成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種智慧型信息交互終端及其通信方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智慧型信息交互終端及其通信方法，屬于數(shù)據(jù)通信【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)化與信息化的兩化融合已成為我國(guó)工業(yè)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，它要求把電子信息技術(shù)廣泛應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，信息化成為工業(yè)企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的常規(guī)手段。信息化進(jìn)程和工業(yè)化進(jìn)程不再相互獨(dú)立進(jìn)行，不再是單方的帶動(dòng)和促進(jìn)關(guān)系，而是兩者在技術(shù)、產(chǎn)品、管理等各個(gè)層面相互交融，彼此不可分割。這就要求有可以對(duì)工業(yè)信息化中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行智能管理和無(wú)障礙傳輸?shù)脑O(shè)備出現(xiàn)。
[0003]目前，在世界范圍研發(fā)的信息交互終端主要運(yùn)用于電力、廠礦、建筑、化工等領(lǐng)域的信息管理，通過(guò)控制平臺(tái)控制下行的終端采集設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)、遙視等信息的采集，將消息反饋回調(diào)度中心。但是，現(xiàn)有的主流信息交互終端外圍通訊接口種類(lèi)少，產(chǎn)品集成度低以及抗擾能力比較弱，并且產(chǎn)品的價(jià)格也相當(dāng)昂貴。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，信息交互終端的設(shè)計(jì)框架沒(méi)有太大的變化，都是采集數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)和傳遞數(shù)據(jù)，只是在功能上擴(kuò)展新的通訊方式，在性能上增強(qiáng)其抗擾能力，在成本上減少生產(chǎn)投入或者是在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來(lái)越集成化。
[0004] 但是，現(xiàn)有的主流信息交互終端的CPU運(yùn)行處理數(shù)據(jù)的速度到通訊接口數(shù)量和可兼容的通訊規(guī)約數(shù)量都比較低，外圍通訊接口種類(lèi)少，產(chǎn)品集成度低以及抗擾能力比較弱，并且產(chǎn)品的價(jià)格也相當(dāng)昂貴。隨著時(shí)代的進(jìn)步，工業(yè)化與信息化的高度融合對(duì)通訊管理的大數(shù)據(jù)處理能力、接入點(diǎn)的數(shù)量以及對(duì)各種規(guī)約的兼容性要求越來(lái)越高，甚至對(duì)通訊接口有了新的要求以及對(duì)產(chǎn)品的抗擾能力也有更高的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述不足，本發(fā)明提供了一種智慧型信息交互終端及其通信方法，不僅操作簡(jiǎn)便、成本低廉、擴(kuò)展性好，而且支持多種通訊規(guī)約。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種智慧型信息交互終端，包括機(jī)箱和設(shè)置在機(jī)箱內(nèi)的電路板，其特征是，所述機(jī)箱前面板上設(shè)置有指示燈通孔，側(cè)面板上設(shè)置有散熱孔，后面板上設(shè)置有電源插座、秒脈沖輸出接口、開(kāi)關(guān)量輸入接口、繼電器控制輸出接口和通訊接口，所述通訊接口包括RS485接口、RS232接口、CAN總線接口和以太網(wǎng)接口 ；所述機(jī)箱的兩個(gè)側(cè)面板前端分別設(shè)置有可拆卸的掛耳。
[0007]優(yōu)選地，所述電路板包括微控制器以及分別與微控制器連接的工作電源、存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、狀態(tài)指示燈、開(kāi)關(guān)量輸入電路、繼電器控制輸出電路和通訊模塊，所述工作電源的輸入端與電源接口連接，所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘與秒脈沖輸出接口連接，所述狀態(tài)指示燈設(shè)置在指示燈通孔內(nèi)，所述開(kāi)關(guān)量輸入電路與開(kāi)關(guān)量輸入接口連接，所述控制輸出電路與繼電器控制輸出接口連接，所述通訊模塊包括RS485通訊模塊、RS232通訊模塊、CAN通訊模塊和以太網(wǎng)通訊模塊，所述的RS485通訊模塊、RS232通訊模塊、CAN通訊模塊和以太網(wǎng)通訊模塊分別與RS485接口、RS232接口、CAN總線接口和以太網(wǎng)接口連接。
[0008]優(yōu)選地，所述微控制器包括ST公司專(zhuān)門(mén)為通訊設(shè)計(jì)的ARM芯片，所述存儲(chǔ)器包括Nandflash存儲(chǔ)芯片，所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘包括具有I2C接口的時(shí)鐘芯片。
[0009]優(yōu)選地，所述工作電源包括開(kāi)關(guān)電源，所述開(kāi)關(guān)電源分別為微控制器、存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、狀態(tài)指示燈、開(kāi)關(guān)量輸入電路、繼電器控制輸出電路和通訊模塊提供工作電壓。
[0010]優(yōu)選地，所述電路板還包括ZIGBEE通訊模塊，所述ZIGBEE通訊模塊與微控制器連接。
[0011]優(yōu)選地,所述電路板還包括wifi通訊模塊,所述wifi通訊模塊與微控制器連接。
[0012]本發(fā)明還提供了一種智慧型信息交互終端的通信方法，所述信息交互終端設(shè)置在測(cè)控終端設(shè)備和調(diào)度主站之間，用以對(duì)它們之間的信息進(jìn)行交互傳輸，其特征是，所述通信方法包括以下過(guò)程:
根據(jù)測(cè)控終端設(shè)備和調(diào)度主站的通訊規(guī)約從通訊規(guī)約庫(kù)中選擇相應(yīng)的通訊規(guī)約；
為主站通訊端口配置通訊規(guī)約，并與測(cè)控終端設(shè)備建立通訊連接；
為從站通訊端口配置通訊規(guī)約，并與調(diào)度主站建立通訊連接；
對(duì)測(cè)控終端設(shè)備進(jìn)行輪訓(xùn)的過(guò)程；
與調(diào)度主站進(jìn)行通訊的過(guò)程。
[0013]上述方法中，所述對(duì)測(cè)控終端設(shè)備進(jìn)行輪訓(xùn)的過(guò)程包括以下步驟:
讀取測(cè)控終端設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)狀態(tài)；
判斷系統(tǒng)狀態(tài)字是否為0，如果是則對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理和存儲(chǔ)，并繼續(xù)讀取測(cè)控終端設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)狀態(tài)，否則讀取錄波事件、SOC事件、報(bào)警事件和趨勢(shì)事件；對(duì)錄波事件、SOC事件、報(bào)警事件和趨勢(shì)事件分別按照從站通訊端口通訊規(guī)約數(shù)據(jù)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；
等待調(diào)度主站下發(fā)讀取命令，并根據(jù)讀取命令將錄波事件、SOC事件、報(bào)警事件和趨勢(shì)事件通過(guò)訊規(guī)約數(shù)據(jù)格式上傳給調(diào)度主站。
[0014]上述方法中，所述與調(diào)度主站進(jìn)行通訊的過(guò)程包括以下步驟:
接收調(diào)度主站下發(fā)的命令；
如果命令是讀取命令，則將對(duì)測(cè)控終端設(shè)備進(jìn)行輪訓(xùn)的數(shù)據(jù)按照從站通訊端口通訊規(guī)約數(shù)據(jù)格式上傳給調(diào)度主站；
如果命令是控制命令，則對(duì)控制命令進(jìn)行分析處理，并通過(guò)主站端口通訊規(guī)約數(shù)據(jù)格式將控制命令發(fā)送給測(cè)控終端設(shè)備；
如果命令是設(shè)置命令，則對(duì)設(shè)置命令進(jìn)行分析處理，并通過(guò)主站端口通訊規(guī)約數(shù)據(jù)格式將設(shè)置命令發(fā)送給測(cè)控終端設(shè)備；
如果命令不是讀取命令、控制命令或設(shè)置命令，則向調(diào)度主站返回錯(cuò)誤代碼信息。
[0015]上述方法中，所述通訊規(guī)約庫(kù)至少包括IEC104、SC1801、MODBUS, TCP/IP、TCPM0DBUS和Dpwr通訊規(guī)約。
[0016]本發(fā)明具有以下突出的有益效果:本發(fā)明是根據(jù)當(dāng)前信息管理的要求開(kāi)發(fā)出來(lái)的，采用了 ST公司專(zhuān)門(mén)為通訊設(shè)計(jì)的ARM芯片，基于一個(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和跟蹤的32位的微控制器，128位寬度的存儲(chǔ)器接口和獨(dú)特的加速結(jié)構(gòu)使32位代碼能夠在最大時(shí)鐘速率下運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)高達(dá)72MHz的操作頻率；還采用了傳輸速率高、抗擾能力強(qiáng)的通訊芯片，并可以為4個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)RS485、1個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)RS232、I個(gè)CAN通訊和2個(gè)10M/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口配置不同的通訊規(guī)約，可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通傳輸數(shù)據(jù)；在此基礎(chǔ)上本發(fā)明所述信息交互終端可以擴(kuò)展ZIGBEE通訊、wifi通訊模塊等。
[0017]本發(fā)明高度集成化，在很大程度提高了產(chǎn)品的性能，同時(shí)也降低了產(chǎn)品的成本。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
圖1是本發(fā)明的外觀結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的后視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明所述電路板的原理框圖；
圖4是本發(fā)明所述通信方法中對(duì)測(cè)控終端設(shè)備進(jìn)行輪訓(xùn)的流程示意圖；
圖5是本發(fā)明所述通信方法中與調(diào)度主站進(jìn)行通訊的流程示意圖。
[0019]圖中，I機(jī)箱、2指示燈通孔、3散熱孔、4掛耳、5電源插座、6秒脈沖輸出接口、7開(kāi)關(guān)量輸入接口、8繼電器控制輸出接口、9通訊接口。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖1和2所示，本發(fā)明的一種智慧型信息交互終端，它包括機(jī)箱I和設(shè)置在機(jī)箱內(nèi)的電路板，所述機(jī)箱前面板上設(shè)置有指示燈通孔2，側(cè)面板上設(shè)置有散熱孔3，所述機(jī)箱的兩個(gè)側(cè)面板前端分別設(shè)置有可拆卸的掛耳4 ;后面板上設(shè)置有電源插座5、秒脈沖輸出接口 6、開(kāi)關(guān)量輸入接口 7、繼電器控制輸出接口 8和通訊接口 9，所述通訊接口包括RS485接口、RS232接口、CAN總線接口和以太網(wǎng)接口。
[0021]如圖3所示，本發(fā)明所述的電路板包括微控制器以及分別與微控制器連接的工作電源、存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、狀態(tài)指示燈、開(kāi)關(guān)量輸入電路、繼電器控制輸出電路和通訊模塊，所述工作電源的輸入端與電源接口連接，所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘與秒脈沖輸出接口連接，所述狀態(tài)指示燈設(shè)置在指示燈通孔內(nèi)，所述開(kāi)關(guān)量輸入電路與開(kāi)關(guān)量輸入接口連接，所述控制輸出電路與繼電器控制輸出接口連接，所述通訊模塊包括RS485通訊模塊、RS232通訊模塊、CAN通訊模塊、以太網(wǎng)通訊模塊、ZIGBEE通訊模塊和wifi通訊模塊，所述的RS485通訊模塊、RS232通訊模塊、CAN通訊模塊和以太網(wǎng)通訊模塊分別與RS485接口、RS232接口、CAN總線接口和以太網(wǎng)接口連接。
[0022]優(yōu)選地，所述微控制器包括ST公司專(zhuān)門(mén)為通訊設(shè)計(jì)的ARM芯片，所述存儲(chǔ)器包括Nandflash存儲(chǔ)芯片，所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘包括具有I2C接口的時(shí)鐘芯片；所述工作電源包括開(kāi)關(guān)電源，所述開(kāi)關(guān)電源分別為微控制器、存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、狀態(tài)指示燈、開(kāi)關(guān)量輸入電路、繼電器控制輸出電路和通訊模塊提供工作電壓。
[0023]本發(fā)明的一種智慧型信息交互終端的通信方法，所述信息交互終端設(shè)置在測(cè)控終端設(shè)備和調(diào)度主站之間，用以對(duì)它們之間的信息進(jìn)行交互傳輸，所述通信方法包括以下過(guò)程:
根據(jù)測(cè)控終端設(shè)備和調(diào)度主站的通訊規(guī)約從通訊規(guī)約庫(kù)中選擇相應(yīng)的通訊規(guī)約；
為主站通訊端口配置通訊規(guī)約，并與測(cè)控終端設(shè)備建立通訊連接；
為從站通訊端口配置通訊規(guī)約，并與調(diào)度主站建立通訊連接；對(duì)測(cè)控終端設(shè)備進(jìn)行輪訓(xùn)的過(guò)程；
與調(diào)度主站進(jìn)行通訊的過(guò)程。
[0024]本發(fā)明為了兼容當(dāng)前主流的所有測(cè)控終端設(shè)備，避免二次開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)了豐富的通訊規(guī)約并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，以便為每個(gè)通訊端口進(jìn)行靈活的配置不同的通訊規(guī)約。假設(shè)，該ASDU數(shù)據(jù)通信管理終端以RS485通訊接口作為與測(cè)控終端設(shè)備通訊的主站端口，以以太網(wǎng)接口為與調(diào)度主站通訊的從站端口，下面以為主站端口配置Dpwr通訊規(guī)約，為從站端口配置IEC104通訊規(guī)約為例，對(duì)本發(fā)明通信方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0025]如圖4所示，本發(fā)明通信方法中所述對(duì)測(cè)控終端設(shè)備進(jìn)行輪訓(xùn)的過(guò)程包括以下步驟:
讀取測(cè)控終端設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)狀態(tài)；
判斷系統(tǒng)狀態(tài)字是否為0，如果是則對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理和存儲(chǔ)，并繼續(xù)讀取測(cè)控終端設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)狀態(tài)，否則讀取錄波事件、SOC事件、報(bào)警事件和趨勢(shì)事件；對(duì)錄波事件、SOC事件、報(bào)警事件和趨勢(shì)事件分別按照從站通訊端口通訊規(guī)約數(shù)據(jù)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；
等待調(diào)度主站下發(fā)讀取命令，并根據(jù)讀取命令將錄波事件、SOC事件、報(bào)警事件和趨勢(shì)事件通過(guò)訊規(guī)約數(shù)據(jù)格式上傳給調(diào)度主站。
[0026]如圖5所示，本發(fā)明通信方法中所述與調(diào)度主站進(jìn)行通訊的過(guò)程包括以下步驟: 接收調(diào)度主站下發(fā)的命令；
如果命令是讀取命令，則將對(duì)測(cè)控終端設(shè)備進(jìn)行輪訓(xùn)的數(shù)據(jù)按照從站通訊端口通訊規(guī)約數(shù)據(jù)格式上傳給調(diào)度主站；
如果命令是控制命令，則對(duì)控制命令進(jìn)行分析處理，并通過(guò)主站端口通訊規(guī)約數(shù)據(jù)格式將控制命令發(fā)送給測(cè)控終端設(shè)備；
如果命令是設(shè)置命令， 則對(duì)設(shè)置命令進(jìn)行分析處理，并通過(guò)主站端口通訊規(guī)約數(shù)據(jù)格式將設(shè)置命令發(fā)送給測(cè)控終端設(shè)備；
如果命令不是讀取命令、控制命令或設(shè)置命令，則向調(diào)度主站返回錯(cuò)誤代碼信息。
[0027]上述方法中，所述通訊規(guī)約庫(kù)至少包括IEC104、SC1801、MODBUS, TCP/IP、TCPM0DBUS和Dpwr通訊規(guī)約。
[0028]本發(fā)明集成了多種通訊模塊和豐富的通訊規(guī)約，各個(gè)通訊模塊把采集的數(shù)據(jù)信息匯總到協(xié)議轉(zhuǎn)換單元CPU (即微控制器)，CPU通過(guò)對(duì)信息的處理后，以其他的通訊接口的通訊協(xié)議把數(shù)據(jù)上傳的PC上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有的下行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制。該智慧型信息交互終端的整體尺寸為19寸標(biāo)準(zhǔn)寬度、IU標(biāo)準(zhǔn)高度(即機(jī)械尺寸為482mm (寬)X225mm(深)X44mm (高))。下面對(duì)該智慧型信息交互終端的各組成部分進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0029]一、微控制器(CPU)
微控制器(CPU)采用了 ST公司專(zhuān)門(mén)為通訊設(shè)計(jì)ARM芯片，具有高速的數(shù)據(jù)處理速度和豐富的內(nèi)部資源，它具有以下特點(diǎn):
1、內(nèi)核:ARM32位的Cortex---M3 CPU，最高72MHz工作頻率，在存儲(chǔ)器的O等待周期訪問(wèn)時(shí)可達(dá)1.25DMips/MHz,單周期乘法和硬件除法；
2、存儲(chǔ)器:512K字節(jié)的閃存程序存儲(chǔ)器；高達(dá)64Κ字節(jié)的SRAM;帶4個(gè)片選的靜態(tài)存儲(chǔ)器控制器；支持CF卡、SRAM、PSRAM, NOR和NAND存儲(chǔ)器；并行LCD接口，兼容8080/6800模式；
3、時(shí)鐘、復(fù)位和電源管理:2.0~3.6伏供電和I/O引腳；上電/斷電復(fù)位(PORA3DR)、可編程電壓監(jiān)測(cè)器(PVD) --4~16MHz晶體振蕩器；內(nèi)嵌經(jīng)出廠調(diào)校的8MHz的RC振蕩器；內(nèi)嵌帶校準(zhǔn)的40kHz的RC ；
4、振蕩器；帶校準(zhǔn)功能的32kHzRTC振蕩器；
5、低功耗:睡眠、停機(jī)和待機(jī)模式；VBAT引腳為RTC和后備寄存器供電；
6、DMA:12通道DMA控制器；支持的外設(shè):定時(shí)器、ADC、DAC、SD10、I2S、SP1、I2C和USART
等;
7、多達(dá)112個(gè)快速I(mǎi)/O端口:多功能雙向的I/O 口，所有I/O 口可以映像到16個(gè)外部中斷；幾乎所有端口均可容忍5V信號(hào)；
8、多達(dá)11個(gè)定時(shí)器:多達(dá)4個(gè)16位定時(shí)器,每個(gè)定時(shí)器有多達(dá)4個(gè)；用于輸入捕獲/輸出比較/PWM或脈沖計(jì)數(shù)的通道和增量編碼器輸入；2個(gè)16位帶死區(qū)控制和緊急剎車(chē)，用于電機(jī)控制的PWM高級(jí)控制定時(shí)器；2個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器(獨(dú)立的和窗口型的)；系統(tǒng)時(shí)間定時(shí)器，24位自減型計(jì)數(shù)器；2個(gè)16位基本定時(shí)器用于驅(qū)動(dòng)DAC ； 9、多達(dá)13個(gè)通信接口:多達(dá)2個(gè)I2C接口(支持SMBus/PMBus);多達(dá)5個(gè)USART接口(支持IS07816，LIN, IrDA接口和調(diào)制解調(diào)控制);多達(dá)3個(gè)SPI接口(18M位/秒)，2個(gè)可復(fù)用為I2S接口；CAN接口(2.0B主動(dòng))；USB 2.0全速接口。
[0030]二、通訊模塊 URS232通訊模塊:
本發(fā)明設(shè)計(jì)了 I路RS232通訊,采用了 ADI (全稱(chēng)為:Analog Devices, Inc)公司專(zhuān)門(mén)為通訊設(shè)計(jì)的RS232收發(fā)器，內(nèi)部集成了雙通道數(shù)字隔離器以及集成隔離電源，其專(zhuān)有的磁隔技術(shù)與光耦技術(shù)相比，具有更好的波形傳輸特性，更高的傳輸速度和更低的功率。除了具有一般磁隔離器的優(yōu)勢(shì)外，還具有極高的集成度與穩(wěn)定性，極小的PCB使用面積實(shí)現(xiàn)了RS-232接口的完美隔離。并且具有高達(dá)460Kbps的傳輸速率和高達(dá)2500V的隔離電壓，還具有高達(dá)±15KVESD保護(hù)。
[0031]2、RS485 通訊模塊:
本發(fā)明設(shè)計(jì)了 4路RS485通訊，都采用了 ADI公司專(zhuān)門(mén)為通訊設(shè)計(jì)的帶隔離的增強(qiáng)型RS485收發(fā)器，具有高達(dá)500Kbps的傳輸速率和高達(dá)2500V的隔離電壓，總線最大允許節(jié)點(diǎn)高達(dá)256個(gè)，具有±2KV的ESD保護(hù)功能，瞬態(tài)高共模抑制能力高達(dá)25KV/μ S等，并且其外圍器件還增加了防浪涌沖擊器件，這些設(shè)計(jì)保證了 RS485通訊的可靠性，減少了數(shù)據(jù)的誤碼率同時(shí)高的性價(jià)比也降低了本發(fā)明的成本。本發(fā)明設(shè)計(jì)的每個(gè)RS-485通訊端口可最多連接32塊通訊設(shè)備，RS485通訊采用屏蔽雙絞線，最大通訊距離是1219米；不過(guò)為保險(xiǎn)起見(jiàn)，一般通訊距離超過(guò)IkM時(shí)就需要選用光纖。
[0032]3、以太網(wǎng)通訊:
本發(fā)明設(shè)計(jì)了 2路以太網(wǎng)通訊接口，采用的WIZnet公司的高性能Internet連接芯片，內(nèi)部集成了 10/100M以太網(wǎng)控制器，MAC和TCP/IP等多種協(xié)議棧，高速網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，速率可達(dá)到50Mbps，內(nèi)部128K字節(jié)存儲(chǔ)器可用于數(shù)據(jù)通信；可最大建立150MHz的時(shí)鐘信號(hào)，并且采用了與CPU并行通訊的方式建立聯(lián)系，提高了數(shù)據(jù)的傳輸和處理速度。其低功耗、高性價(jià)比和寬范圍的工作溫度保證了產(chǎn)品性能和功能可靠性。本發(fā)明設(shè)計(jì)的以太網(wǎng)接線方式按照T568B標(biāo)準(zhǔn)。線序從左到右依次為:1-白橙、2-橙、3-白綠、4-藍(lán)、5-白藍(lán)、6-綠、7-白掠、8_掠。
[0033]4、CAN通訊模塊:
本發(fā)明設(shè)計(jì)了 I路CAN通訊，設(shè)計(jì)方案采用的是Philips生產(chǎn)的芯片，總線提供差動(dòng)發(fā)送能力并對(duì)CAN控制器提供差動(dòng)接收能力，較高的擊穿電壓，因此可以在電源電壓范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)低至45 Ω的總線負(fù)載成為全，高達(dá)IMbps的傳輸速率，抗寬范圍的共模干擾，抗電磁干擾能力強(qiáng)，已成為世界使用最廣泛的CAN收發(fā)器。本發(fā)明設(shè)計(jì)的CAN通訊采用采用屏蔽雙絞線，最遠(yuǎn)距離可達(dá)10kM。
[0034]5、本發(fā)明可針對(duì)不同行業(yè)量身訂做通訊方案，可無(wú)障礙兼容電力、廠礦、建筑、化工等多個(gè)行業(yè)的信息化管理。
[0035]二、開(kāi)關(guān)量輸入:
本發(fā)明是為了檢測(cè)某種測(cè)控終端設(shè)備開(kāi)關(guān)的狀態(tài)而增加了開(kāi)關(guān)量輸入的功能，為了保證信號(hào)的可靠輸入，設(shè)計(jì)采用了抗擾能力強(qiáng)，性能的穩(wěn)定的光電耦合器件，同時(shí)增加了穩(wěn)壓器件和防浪涌器件保護(hù)電路的穩(wěn)定。其工作原理是:測(cè)控終端設(shè)備的開(kāi)關(guān)S未閉合時(shí)，是沒(méi)有信號(hào)輸入，光電稱(chēng)合器也無(wú)信號(hào)輸出，此時(shí)CPU檢測(cè)到是高電平；如果S閉合,是有信號(hào)輸入，光電耦合器有信號(hào)輸出，此時(shí)CPU檢測(cè)到低電平，系統(tǒng)就是根據(jù)檢測(cè)的高低電平來(lái)判斷是否有信號(hào)輸入的。
[0036]四、秒脈沖輸出:
本發(fā)明是為了檢測(cè)某種測(cè)控終端設(shè)備校時(shí)而增加了秒脈沖輸出的功能，為了保證信號(hào)的的精度和可靠性，本發(fā)明采用了具有高精度的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。設(shè)計(jì)采用了抗擾能力強(qiáng)，性能的穩(wěn)定的光電耦合器件，同時(shí)增加了穩(wěn)壓器件和防浪涌器件保護(hù)電路的穩(wěn)定。其工作原理是:方案所采用的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片有一個(gè)秒脈沖輸出端口，每秒輸出一個(gè)長(zhǎng)度為0.5S的高電平。當(dāng)有時(shí)鐘芯片有脈沖輸出，光電耦合器輸出信號(hào)，秒脈沖輸出電路中24V回路導(dǎo)通，就會(huì)輸出一個(gè)幅值為24V，長(zhǎng)度為0.5S的高電平；反之，秒脈沖輸出電路中24V回路斷開(kāi)，無(wú)24V秒脈沖輸出。
[0037]五、繼電器控制輸出:
本發(fā)明是為控制測(cè)控終端設(shè)備的開(kāi)關(guān)的合閘或者分閘而增加繼電器控制輸出的功能，為了保證輸出信號(hào)準(zhǔn)確無(wú)誤和可靠性，設(shè)計(jì)采用了抗擾能力強(qiáng)，性能的穩(wěn)定的光電耦合器件，同時(shí)增加了穩(wěn)壓器件和防浪涌器件保護(hù)控制輸出電路的穩(wěn)定，采用了歐姆龍的小型、高靈敏度、高耐壓(5A/250VAC或5A/30VDC)、塑料密封，帶常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)、內(nèi)置線圈浪涌吸收二極管的繼電器。其工作原理是:當(dāng)系統(tǒng)需要控制某個(gè)設(shè)備合閘/分閘時(shí)，CPU會(huì)輸出一個(gè)高電平，光電耦合器輸出信號(hào)，輸出控制電路的24V回路導(dǎo)通，繼電器觸點(diǎn)就會(huì)產(chǎn)生動(dòng)作。
[0038]六、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊:
為了給系統(tǒng)提供一個(gè)精確的實(shí)時(shí)時(shí)鐘信號(hào)，本發(fā)明采用了外部時(shí)鐘電路，設(shè)計(jì)方案采用了具有內(nèi)置高精度調(diào)整的32.768kHz水晶振子的I2C總線接口方式的實(shí)時(shí)計(jì)時(shí)器。除了具有6種發(fā)生中斷功能、2個(gè)系統(tǒng)的鬧鐘功能、對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行有效無(wú)效判定的振動(dòng)停止檢測(cè)功能電源電壓監(jiān)視功能等外，還配有 時(shí)鐘精度調(diào)整功能，可以對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行任意精度調(diào)整內(nèi)部振蕩回路，是以固定電壓驅(qū)動(dòng)因而可獲得受電壓變動(dòng)影響小且穩(wěn)定的32.768kHz時(shí)鐘輸出，從而保證了系統(tǒng)時(shí)間的精度。
[0039]七、存儲(chǔ)模塊:
本發(fā)明設(shè)計(jì)了一個(gè)外部512MBit的能夠反復(fù)讀/寫(xiě)、數(shù)據(jù)掉電不丟失的Nandflash存儲(chǔ)芯片，便于存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)。
[0040]八、電源模塊:
為了保證系統(tǒng)的電源的穩(wěn)定性和可靠性，本設(shè)計(jì)采用了多級(jí)保護(hù)措施。其工作原理是:系統(tǒng)采用開(kāi)關(guān)電源輸出一個(gè)DC24V的電源，然后經(jīng)過(guò)保險(xiǎn)絲、穩(wěn)壓管、濾波電路和電源芯片得到多路相互隔離電源，從而保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
[0041]九、人機(jī)界面:
本發(fā)明設(shè)計(jì)了 LED指示燈面板，通過(guò)這些指示燈可以初步判斷系統(tǒng)電源是否正常工作、系統(tǒng)運(yùn)行是否正常、通信是否在進(jìn)行，另外還可根據(jù)指示燈閃亮的持續(xù)時(shí)間來(lái)判斷收發(fā)的是長(zhǎng)報(bào)文還是短報(bào)文。這些對(duì)了解設(shè)備的工作狀態(tài)有著重要的參考作用。
[0042]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、強(qiáng)大的CPU平臺(tái)，可滿足當(dāng)前大數(shù)據(jù)、高處理速度的需求；
2、豐富的通訊接口可方便接入各種接口的終端設(shè)備，每一訊接口都可靈活選擇各種通訊規(guī)約；
3、豐富的內(nèi)嵌規(guī)約可兼容當(dāng)前主流的所有終端設(shè)備，不用二次開(kāi)發(fā)；
4、增加了開(kāi)關(guān)量輸入、秒脈沖輸出和繼電器控制輸出的功能。
[0043]本發(fā)明擁有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的獨(dú)立RS232接口、4個(gè)RS485標(biāo)準(zhǔn)串口、2個(gè)10M/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口和I個(gè)CAN通訊接口，如果需要，應(yīng)用程序可以使用全雙工串行端口通信，最高波特率可以達(dá)到4.5Mbps。內(nèi)置豐富的通訊規(guī)約庫(kù)，支持IEC104、TCPMODBUS、MODBUS、SC1801等規(guī)約，并可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求進(jìn)行特殊規(guī)約開(kāi)發(fā)；可以同時(shí)與多種規(guī)約的設(shè)備進(jìn)行通訊，最終將采集到的所有數(shù)據(jù)上傳到終端設(shè)備。
[0044]以上所述只是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也被視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種智慧型信息交互終端，包括機(jī)箱和設(shè)置在機(jī)箱內(nèi)的電路板，其特征是，所述機(jī)箱前面板上設(shè)置有指示燈通孔，側(cè)面板上設(shè)置有散熱孔，后面板上設(shè)置有電源插座、秒脈沖輸出接口、開(kāi)關(guān)量輸入接口、繼電器控制輸出接口和通訊接口，所述通訊接口包括RS485接口、RS232接口、CAN總線接口和以太網(wǎng)接口 ；所述機(jī)箱的兩個(gè)側(cè)面板前端分別設(shè)置有可拆卸的掛耳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智慧型信息交互終端，其特征是，所述電路板包括微控制器以及分別與微控制器連接的工作電源、存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、狀態(tài)指示燈、開(kāi)關(guān)量輸入電路、繼電器控制輸出電路和通訊模塊，所述工作電源的輸入端與電源接口連接，所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘與秒脈沖輸出接口連接，所述狀態(tài)指示燈設(shè)置在指示燈通孔內(nèi)，所述開(kāi)關(guān)量輸入電路與開(kāi)關(guān)量輸入接口連接，所述控制輸出電路與繼電器控制輸出接口連接，所述通訊模塊包括RS485通訊模塊、RS232通訊模塊、CAN通訊模塊和以太網(wǎng)通訊模塊，所述的RS485通訊模塊、RS232通訊模塊、CAN通訊模塊和以太網(wǎng)通訊模塊分別與RS485接口、RS232接口、CAN總線接口和以太網(wǎng)接口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智慧型信息交互終端，其特征是，所述微控制器包括ARM芯片，所述存儲(chǔ)器包括Nandflash存儲(chǔ)芯片，所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘包括具有I2C接口的時(shí)鐘芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智慧型信息交互終端，其特征是，所述工作電源包括開(kāi)關(guān)電源，所述開(kāi)關(guān)電源分別為微控制器、存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、狀態(tài)指示燈、開(kāi)關(guān)量輸入電路、繼電器控制輸出電路和通訊模塊提供工作電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智慧型信息交互終端，其特征是，所述電路板還包括ZIGBEE通訊模塊，所述ZIGBEE通訊模塊與微控制器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智慧型信息交互終端，其特征是，所述電路板還包括wifi通訊模塊,所述wifi通訊模塊與微控制器連接。
7.一種智慧型信息交 互終端的通信方法，所述信息交互終端設(shè)置在測(cè)控終端設(shè)備和調(diào)度主站之間，用以對(duì)它們之間的信息進(jìn)行交互傳輸，其特征是，所述通信方法包括以下過(guò)程: 根據(jù)測(cè)控終端設(shè)備和調(diào)度主站的通訊規(guī)約從通訊規(guī)約庫(kù)中選擇相應(yīng)的通訊規(guī)約； 為主站通訊端口配置通訊規(guī)約，并與測(cè)控終端設(shè)備建立通訊連接； 為從站通訊端口配置通訊規(guī)約，并與調(diào)度主站建立通訊連接； 對(duì)測(cè)控終端設(shè)備進(jìn)行輪訓(xùn)的過(guò)程； 與調(diào)度主站進(jìn)行通訊的過(guò)程。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種智慧型信息交互終端的通信方法，其特征是，所述對(duì)測(cè)控終端設(shè)備進(jìn)行輪訓(xùn)的過(guò)程包括以下步驟: 讀取測(cè)控終端設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)狀態(tài)； 判斷系統(tǒng)狀態(tài)字是否為O，如果是則對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理和存儲(chǔ)，并繼續(xù)讀取測(cè)控終端設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)狀態(tài)，否則讀取錄波事件、SOC事件、報(bào)警事件和趨勢(shì)事件； 對(duì)錄波事件、SOC事件、報(bào)警事件和趨勢(shì)事件分別按照從站通訊端口通訊規(guī)約數(shù)據(jù)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理； 等待調(diào)度主站下發(fā)讀取命令，并根據(jù)讀取命令將錄波事件、SOC事件、報(bào)警事件和趨勢(shì)事件通過(guò)訊規(guī)約數(shù)據(jù)格式上傳給調(diào)度主站。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種智慧型信息交互終端的通信方法，其特征是，所述與調(diào)度主站進(jìn)行通訊的過(guò)程包括以下步驟: 接收調(diào)度主站下發(fā)的命令； 如果命令是讀取命令，則將對(duì)測(cè)控終端設(shè)備進(jìn)行輪訓(xùn)的數(shù)據(jù)按照從站通訊端口通訊規(guī)約數(shù)據(jù)格式上傳給調(diào)度主站； 如果命令是控制命令，則對(duì)控制命令進(jìn)行分析處理，并通過(guò)主站端口通訊規(guī)約數(shù)據(jù)格式將控制命令發(fā)送給測(cè)控終端設(shè)備； 如果命令是設(shè)置命令，則對(duì)設(shè)置命令進(jìn)行分析處理，并通過(guò)主站端口通訊規(guī)約數(shù)據(jù)格式將設(shè)置命令發(fā)送給測(cè)控終端設(shè)備； 如果命令不是讀取命令、控制命令或設(shè)置命令，則向調(diào)度主站返回錯(cuò)誤代碼信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9任一項(xiàng)所述的一種智慧型信息交互終端的通信方法，其特征是，所述通訊規(guī) 約庫(kù)至少包括IEC104、SC 180 K MODBUS, TCP/IP、TCPM0DBUS和Dpwr通訊規(guī)約。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK103713556SQ201310736724
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】張方恒, 鄒蘇洲, 李波, 石秀芳, 馮曉剛, 孫斌, 郭艷杰, 吳勇, 王志強(qiáng), 陸小斐 申請(qǐng)人:山東和遠(yuǎn)自控技術(shù)有限公司