專利名稱：一種多工業(yè)總線的工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)采集器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)自動化設(shè)備。具體說，是不同工業(yè)總線之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換與通
IR 目.ο
背景技術(shù)：
目前，隨著網(wǎng)絡(luò)接入市場的迅速增長，現(xiàn)有市場中工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的過程數(shù)據(jù)采集對實時性、抗干擾性以及環(huán)境等因素具有很高的要求。中國200610025002. I專利說明書公 開了一種工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的過程數(shù)據(jù)采集方法，其對于支持OPC協(xié)議的PLC設(shè)備，在MuhiLink中配置采集終端、OPCServer、電文和數(shù)據(jù)點。對于通過XCOM通訊的數(shù)據(jù)，配置通訊終端、電文、通道等信息。調(diào)用MuhiLink或XCOM提供的.API讀寫接口，寫入和讀取電文。將讀取到的電文，按照電文格式，解析電文，將電文解析為單個的數(shù)據(jù)點。最后將數(shù)據(jù)按照預(yù)先定義好的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)存儲到歷史數(shù)據(jù)庫中，并將解析后的實時數(shù)據(jù)發(fā)送給實時處理端，進行實時處理和分析。上述工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的過程數(shù)據(jù)采集方法比較復(fù)雜，配套設(shè)備多，成本較高，實際應(yīng)用與維護要求較高，所以僅適用于大型系統(tǒng)，不適用于一些網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡單、要求成本較低的小型系統(tǒng)，適用范圍較小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是提供一種多工業(yè)總線的工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)采集器。這種多工業(yè)總線的工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)采集器，不僅適用于大型系統(tǒng)，還適用于一些網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡單、要求成本較低的小型系統(tǒng)，適用范圍較寬。為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
本發(fā)明的多工業(yè)總線的工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)采集器特點是包括中央微處理器、電源模塊、信號采集模塊、通訊接口和時鐘模塊，中央微處理器分別與電源模塊、信號采集模塊、通訊接口和時鐘模塊連接。其中，所述中央微處理器是以ARM920T為核心的S3C2440微處理器，所述通訊接口包括RS-485通訊接口、RS-232通訊接口、RJ45通訊接口、USB通訊接口和CAN通訊接口。采取上述方案，具有以下優(yōu)點
由上述方案可以看出，由于本發(fā)明包括中央微處理器、電源模塊、信號采集模塊、通訊接口和時鐘模塊，中央微處理器分別與電源模塊、信號采集模塊、通訊接口和時鐘模塊連接。與背景技術(shù)中的工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的過程數(shù)據(jù)采集方法相比，比較簡單，配套設(shè)備少，時的成本低，實際應(yīng)用與維護要求不高，既適用于大型系統(tǒng)，又可用于一些網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡單、要求成本較低的小型系統(tǒng)，適用范圍較寬。


圖I為本發(fā)明的多工業(yè)總線的工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)采集器示意圖。
具體實施例方式如圖I所示，本發(fā)明的多工業(yè)總線的工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)采集器包括中央微處理器、電源模塊、信號采集模塊、通訊接口、時鐘模塊，主模塊分別與電源模塊、信號采集模塊、通訊接口、時鐘模塊連接。電源模塊通過電源線與中央微處理器連接，為中央微處理器進行供電。時鐘模塊與中央微處理器連接，為現(xiàn)場數(shù)據(jù)的真實性、有效性、實時性、可用性提供了保證；信號采集模塊通過CAN總線與中央微處理器連接，對工業(yè)現(xiàn)場的各種數(shù)據(jù)進行采集然后把采集的數(shù)據(jù)傳送到中央微處理器進行處理，再通過各種通訊接口輸出。所述中央微處理器采用ARM920T為核心的S3C2440微處理器。通訊接口包括RS-485通訊接口、RS-232通訊接口、RJ45通訊接口、USB通訊接口、CAN通訊接口。模塊的+VS引腳連接輸入電源的正極性端，GND引腳連接輸入電源的負極性端，連接時避免電源連接的極性錯誤。多個模塊連接到同一個電源時，所有的+VS引腳連接到電 源正端，GND引腳連接到電源負端。RS-485通訊線在連接時，網(wǎng)絡(luò)上所有的模塊DATA+端必須連接到同一根485A信號線，所有的模塊DATA-端必須連接到同一根485B信號線，否則會引起網(wǎng)絡(luò)的通訊異常。模塊的RS-485通訊接口為帶隔離的總線接口，需要共地時，將模塊的485GND連接到RS-485主機的隔離地上。RS-485網(wǎng)絡(luò)為總線式拓撲結(jié)構(gòu)，建議網(wǎng)路布線時盡可能減小支線長度。在RS-485網(wǎng)絡(luò)的主干線的末端需要接終端電阻。RS-485通訊線可以使用雙絞線、屏蔽雙絞線。若通訊距離超過1KM，應(yīng)保證線的截面積大于Φ I. 0mm2，具體規(guī)格應(yīng)根據(jù)距離而定，常規(guī)是隨距離的加長而適當(dāng)加大。RS-485網(wǎng)絡(luò)要求在干線的兩個末端安裝終端電阻。CPU是整個系統(tǒng)的實時控制核心，它在工業(yè)以太網(wǎng)中作為智能節(jié)點的主控制器，。本文選用以ARM920T為核心的S3C2440微處理器。S3C2440是16/32bit的RISC微處理器，該處理器為手持設(shè)備和一般類型應(yīng)用提供了低價格、低功耗、高性能小型微控制器的解決方案。S3C2440采用了 ARM920T的內(nèi)核，O. 13um的CMOS標(biāo)準(zhǔn)宏單元和存儲器單元。其低功耗，簡單，優(yōu)雅，且全靜態(tài)設(shè)計特別適合對成本和功率敏感型的應(yīng)用。它采用了新的總線架構(gòu) Advanced Micro controller Bus Architecture (AMBA)。ARM920T 實現(xiàn)了 MMU, AMBA BUS和Harvard高速緩沖體系結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)具有獨立的16KB指令cache和16KB數(shù)據(jù)cache。通過提供一套完整的通用系統(tǒng)外，S3C2440減少整體系統(tǒng)成本和無需配置額外的組件。CAN總線具有的高可靠性和良好的錯誤檢測能力和安全性、舒適性、方便性、低公害、低成本的優(yōu)點。CAN總線通過CAN收發(fā)器接口芯片82C250的兩個輸出端CANH和CANL與物理總線相連，而CANH端的狀態(tài)只能是高電平或懸浮狀態(tài)，CANL端只能是低電平或懸浮狀態(tài)。CAN具有的完善的通信協(xié)議可由CAN控制器芯片及其接口芯片來實現(xiàn)。CAN協(xié)議的一個最大特點是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對通信數(shù)據(jù)塊進行編碼。采用這種方法的優(yōu)點可使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點個數(shù)在理論上不受限制，數(shù)據(jù)塊的標(biāo)識碼可由11位或29位二進制數(shù)組成，因此可以定義2個或2個以上不同的數(shù)據(jù)塊，這種按數(shù)據(jù)塊編碼的方式，還可使不同的節(jié)點同時接收到相同的數(shù)據(jù)，這一點在分布式控制系統(tǒng)中非常有用。數(shù)據(jù)段長度最多為8個字節(jié)，可滿足通常工業(yè)領(lǐng)域中控制命令、工作狀態(tài)及測試數(shù)據(jù)的一般要求。本發(fā)明可以通過RJ45通訊接口連上以太網(wǎng)，從而實現(xiàn)把采集的數(shù)據(jù)傳送到遠程監(jiān)控端得瀏覽器上。在設(shè)計網(wǎng)卡芯片電路時通過一個隔離變壓器和RJ45通訊接口的網(wǎng)絡(luò)外接口相連，外部主機通過以太網(wǎng)網(wǎng)線與RJ45通訊接口進行連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。USB總線是一種新型、快速、雙向、同步傳輸、并可以熱插拔的數(shù)據(jù)傳輸總線，它滿足了人們對總線易用性、擴展能力強和低成本的要求，因此，USB在PC外設(shè)領(lǐng)域的傳輸速率 從I. 5Mbps的低速和12 Mbps的全速提高到如今的480 Mbps的高速數(shù)據(jù)傳輸。其傳輸距離遠，傳輸速率高，抗干擾能力強，易于組網(wǎng)，而且節(jié)約成本，已被公認為是最有前途的現(xiàn)場總線之一。本發(fā)明提供TCP/IP協(xié)議棧，可直接加入內(nèi)核使用。因此USB驅(qū)動直接加入內(nèi)核，實現(xiàn)協(xié)議間的轉(zhuǎn)換。
權(quán)利要求
1.一種多工業(yè)總線的工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)采集器，其特征是包括中央微處理器、電源模塊、信號采集模塊、通訊接口和時鐘模塊，中央微處理器分別與電源模塊、信號采集模塊、通訊接口和時鐘模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多工業(yè)總線的工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)采集器，其特征是所述中央微處理器是以ARM920T為核心的S3C2440微處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多工業(yè)總線的工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)采集器，其特征是所述通訊接口包括RS-485通訊接口、RS-232通訊接口、RJ45通訊接口、USB通訊接口和CAN通訊接□。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多工業(yè)總線的工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)采集器。具體說，是不同工業(yè)總線之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換與通信裝置。其特點是包括中央微處理器、電源模塊、信號采集模塊、通訊接口和時鐘模塊，中央微處理器分別與電源模塊、信號采集模塊、通訊接口和時鐘模塊連接。這種多工業(yè)總線的工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)采集器，不僅適用于大型系統(tǒng)，還適用于一些網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡單、要求成本較低的小型系統(tǒng)，適用范圍較寬。
文檔編號G08C19/00GK102881146SQ20121032934
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月8日
發(fā)明者李遜, 黃林凱, 蔣永實 申請人:無錫中科蘇惠自動化技術(shù)有限公司