本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種集成軟PLC的GPRS無線數(shù)傳終端采集方法及采集模塊。

背景技術(shù)：

GPRS無線數(shù)傳終端模塊廣泛用于各種工業(yè)自動化現(xiàn)場數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)方案中，GPRS無線數(shù)傳終端模塊將現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)信號傳輸給遠(yuǎn)程服務(wù)器，方便遠(yuǎn)程監(jiān)控?，F(xiàn)有技術(shù)方案中，GPRS無線數(shù)傳終端與獨(dú)立的控制器模塊組成系統(tǒng)，控制器模塊采集現(xiàn)場終端設(shè)備數(shù)據(jù)，再通過控制器模塊的通訊端口將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給GPRS無線數(shù)傳終端采集模塊，最終通過GPRS無線數(shù)傳終端模塊上傳數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)；此外，現(xiàn)有技術(shù)方案中，GPRS無線數(shù)傳終端采集模塊不能對接收到的數(shù)據(jù)做篩選和上傳間隔時間設(shè)置，因此實際使用中上傳大量的無效數(shù)據(jù)，浪費(fèi)流量和資源。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種工業(yè)自動化現(xiàn)場數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)更便捷更優(yōu)化的采集方法及采集模塊。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種GPRS無線數(shù)傳終端采集方法，該采集方法通過GPRS無線數(shù)據(jù)終端采集模塊將采集到的現(xiàn)場終端設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳聯(lián)網(wǎng)；本發(fā)明采集方法通過GPRS無線數(shù)據(jù)終端采集模塊的CPU處理器電路進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選、上傳；CPU處理器電路依據(jù)優(yōu)先級順序依次執(zhí)行初始化任務(wù)、GPRS任務(wù)、PLC任務(wù)。

其中，CPU處理器電路還包括看門狗任務(wù)，通過定時刷新看門狗輸出，防止CPU處理器程序跑飛失控。

本發(fā)明還提供了采用上述采集方法的GPRS無線數(shù)傳終端采集模塊，包括S232接口電路、RS485接口電路、GPRS通信電路、SIM卡接口電路、時鐘電路、電源電路、復(fù)位電路和CPU處理器電路；CPU處理器電路分別與RS232接口電路、RS485接口電路、GPRS通信電路、SIM卡接口電路、時鐘電路通信連接；電源電路通過電源線連接CPU處理器電路；復(fù)位電路控制連接CPU處理器電路。

其中，RS232接口電路，核心芯片為SP3232，通訊協(xié)議遵守標(biāo)準(zhǔn)Modbus從站協(xié)議，通訊波特率在4800~115200之間可配置，默認(rèn)為38400。

RS485接口電路，核心芯片為MAX3078，通訊協(xié)議遵守標(biāo)準(zhǔn)Modbus主站協(xié)議，通訊波特率在4800~115200之間可配置，默認(rèn)38400；主站通訊通過RS485總線，可通過上位機(jī)軟件為主站配置多個不同設(shè)備編號的從站設(shè)備，支持01、02、03、04、05、06、15、16八種基本功能碼。

GPRS通信電路，由核心芯片M72-D組成的通信單元，通過調(diào)制解析GPRS信號，實現(xiàn)CPU處理電路和遠(yuǎn)程服務(wù)器之間數(shù)據(jù)傳輸。

CPU處理器電路，核心芯片為飛思卡爾MK10DX128VLH5處理器，內(nèi)部集成有軟PLC組態(tài)單元、軟件掉電存儲單元。

軟PLC組態(tài)單元支持算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、定時處理、計數(shù)處理，和支持上傳數(shù)據(jù)量設(shè)置和上傳間隔時間設(shè)置。

軟件掉電存儲單元，存儲空間大小256個字節(jié)，用于模塊掉電后存儲指定字節(jié)個數(shù)的重要數(shù)據(jù)。

本發(fā)明采集方法中，初始化任務(wù)、GPRS任務(wù)、PLC任務(wù)和看門狗任務(wù)運(yùn)行在MQX3.7操作系統(tǒng)上。

其中，初始化任務(wù)優(yōu)先級為1，完成CPU處理器電路的初始化和主程序GPRS任務(wù)、PLC任務(wù)、看門狗任務(wù)創(chuàng)建選擇；CPU處理電路的初始化是指上電后CPU處理電路對CPU處理器芯片的GPIO端口、RS232串口和RS485串口外設(shè)初始化；

GPRS任務(wù)優(yōu)先級為2，依次完成GPRS默認(rèn)參數(shù)初始化、GPRS本地配置、GPRS與軟PLC組態(tài)單元雙向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和傳輸、聯(lián)網(wǎng)信息診斷。

PLC任務(wù)優(yōu)先級為3，依次完成軟PLC外設(shè)復(fù)位、RS232串口通訊判斷、GPRS本地配置命令和PLC配置命令判斷、PLC組態(tài)配置；然后進(jìn)行虛擬串口通訊判斷、GPRS數(shù)據(jù)上傳使能判斷、上傳數(shù)據(jù)量和上傳間隔時間設(shè)置、配置完成判斷；最后進(jìn)行RS485串口通訊判斷、Modbus主站通訊；完成以上串口判斷操作后，軟PLC組態(tài)單元進(jìn)行PLC指令數(shù)據(jù)處理和軟件掉電存儲單元進(jìn)行掉電數(shù)據(jù)存儲，PLC指定數(shù)據(jù)處理結(jié)果存放在指定的GPRS上傳區(qū)域，在GPRS數(shù)據(jù)上傳使能有效時，完成數(shù)據(jù)發(fā)送；在GPRS數(shù)據(jù)上傳使能無效時，數(shù)據(jù)不發(fā)送。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：采用本發(fā)明方法能夠就地進(jìn)行軟件數(shù)據(jù)篩選和處理，控制上傳數(shù)據(jù)量和上傳間隔時間，確保上傳數(shù)據(jù)的有效性，節(jié)約流量，優(yōu)化資源。采用本發(fā)明GPRS無線數(shù)傳終端采集模塊省去了傳統(tǒng)方案工業(yè)自動化現(xiàn)場數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中需要配備的控制器模塊，簡化系統(tǒng)方案，節(jié)約了系統(tǒng)成本，且能有效幫助客戶實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控和匯總。同時可以方便添加多個485總線通訊的從站設(shè)備，增加了系統(tǒng)的擴(kuò)展性。

附圖說明

圖1為采用本發(fā)明GPRS終端采集模塊的工業(yè)自動化現(xiàn)場數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明GPRS終端采集模塊的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明圖2中CPU處理器電路的系統(tǒng)流程圖；

圖4為本發(fā)明采集方法的信號處理流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。本發(fā)明提供一種集成軟PLC的GPRS終端采集模塊，應(yīng)用于工業(yè)自動化現(xiàn)場數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，本采集模塊可通過RS485接口電路遵循RS485總線方式直連多達(dá)5個從站設(shè)備，通過RS232接口電路和RS232連接線進(jìn)行本地的GPRS參數(shù)配置和軟PLC組態(tài)配置，最后將接收處理過的數(shù)據(jù)通過GPRS信號和Internet傳輸給遠(yuǎn)程服務(wù)器。

圖2為本發(fā)明采集模塊組成示意圖。本發(fā)明GPRS傳終端采集模塊包括RS232接口電路、RS485接口電路、GPRS通信電路、SIM卡接口電路、時鐘電路、電源電路、復(fù)位電路、CPU處理器電路。CPU處理器電路分別與RS232接口電路、RS485接口電路、GPRS通信電路、SIM卡接口電路、時鐘電路通信連接；電源電路通過電源線連接CPU處理器電路；復(fù)位電路控制連接CPU處理器電路。

如圖3所示，本發(fā)明軟件運(yùn)行于MQX3.7操作系統(tǒng)上，CPU處理器電路按照任務(wù)優(yōu)先級順序先后處理初始化任務(wù)、GPRS任務(wù)、PLC任務(wù)和看門狗任務(wù)四個任務(wù)。

如圖4所示，CPU處理器電路依據(jù)優(yōu)先級順序依次執(zhí)行初始化任務(wù)、GPRS任務(wù)、PLC任務(wù)，同時CPU處理器還包含看門狗任務(wù)，通過定時刷新看門狗輸出，防止CPU處理器程序跑飛失控。初始化任務(wù)完成CPU處理器電路的初始化和主程序GPRS任務(wù)、PLC任務(wù)、看門狗任務(wù)創(chuàng)建選擇，其中CPU處理電路的初始化完成上電后CPU處理電路對處理器芯片的GPIO端口初始化、RS232串口外設(shè)初始化、RS485串口外設(shè)初始化、及虛擬串口初始化。GPRS任務(wù)依次完成GPRS默認(rèn)參數(shù)初始化、GPRS本地配置、GPRS與軟PLC組態(tài)單元雙向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和傳輸、聯(lián)網(wǎng)信息診斷。PLC任務(wù)依次完成軟PLC外設(shè)復(fù)位、RS232串口通訊判斷、GPRS本地配置命令和PLC配置命令判斷、PLC組態(tài)配置；然后進(jìn)行虛擬串口通訊判斷、GPRS數(shù)據(jù)上傳使能判斷、上傳數(shù)據(jù)量和上傳間隔時間設(shè)置、配置完成判斷；最后進(jìn)行RS485串口通訊判斷、Modbus主站通訊；完成以上串口判斷操作后，軟PLC組態(tài)單元進(jìn)行PLC指令數(shù)據(jù)處理和軟件掉電存儲單元進(jìn)行掉電數(shù)據(jù)存儲，PLC指定數(shù)據(jù)處理結(jié)果存放在指定的GPRS上傳區(qū)域，在GPRS數(shù)據(jù)上傳使能有效時，完成數(shù)據(jù)發(fā)送；在GPRS數(shù)據(jù)上傳使能無效時，數(shù)據(jù)不發(fā)送。