一種通用工業(yè)自動化信息采集監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)采集控制裝置，特別是一種通用工業(yè)信息自動化數(shù)據(jù)采集控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在諸多工業(yè)領(lǐng)域例如紡織、裝配等車間工業(yè)控制器隨處可見，而在實際應(yīng)用中我們常常見的則是一名工人守護一臺機器觀測數(shù)據(jù)、記錄數(shù)據(jù)、操作機器。浪費人力，且控制、數(shù)據(jù)采集方式低效、且安全性能低下。本裝置采用WIF1、以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)將整個生產(chǎn)車間機器進行聯(lián)網(wǎng)管理，同時在中繼環(huán)節(jié)加入自主設(shè)計的可移動控制終端，解決了固定PC終端不便移動的局限性，實現(xiàn)了操作人員對于現(xiàn)場機器信息采集控制功能，設(shè)計更為人性化。
[0003]目前我國在工業(yè)電子領(lǐng)域發(fā)展與歐美相比自動化水平仍然處于落后狀態(tài)，這主要是由工業(yè)生產(chǎn)智能化限制了生產(chǎn)力的發(fā)展，隨著WIFI等諸多無線組網(wǎng)技術(shù)的興起，車間的網(wǎng)絡(luò)化管理已然成為必然的趨勢，故在這里設(shè)計實現(xiàn)了此基于無線互聯(lián)技術(shù)的工業(yè)信息采集控制裝置。本裝置具有極強的通用性可以應(yīng)用于各式各樣工業(yè)車間管理，極大的節(jié)約了成本、人力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種工業(yè)信息自動化數(shù)據(jù)采集控制裝置。
[0005]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種通用工業(yè)自動化信息采集監(jiān)控系統(tǒng)，包括多組子站監(jiān)控系統(tǒng)、多個可移動中繼控制端、服務(wù)器數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)發(fā)端和PC端網(wǎng)絡(luò)控制監(jiān)控終端；每個可移動中繼控制端包括可移動中繼控制器和無線中繼路由，可移動中繼控制器和無線中繼路由通過WIFI通信；其中每組子站監(jiān)控系統(tǒng)包括多個子站監(jiān)控終端；所述的服務(wù)器數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)發(fā)端包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和WEB服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過TCP/IP協(xié)議與WEB服務(wù)器連接組成內(nèi)部局域網(wǎng)；PC端網(wǎng)絡(luò)控制監(jiān)控終端包括多個PC機；每組子站監(jiān)控系統(tǒng)中的子站監(jiān)控終端通過WIFI通信模塊采用TCP/IP協(xié)議與一個可移動中繼控制端中的無線中繼路由器通信；每個移動中繼控制端中的無線中繼路由器通過TCP/IP協(xié)議分別與服務(wù)器數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)發(fā)端中的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和WEB服務(wù)器連接；服務(wù)器數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)發(fā)端中的WEB服務(wù)器通過以太網(wǎng)通信方式與多個PC機相連；
所述的子站監(jiān)控終端包括嵌入式MCU模塊、WIFI通信模塊、CAN通信模塊、RS485/232通信模塊和8位地址編碼模塊；
其中WIFI通信模塊通過USART接口與嵌入式MCU模塊相連，RS485/232通信模塊通過RS485/232通信接口與嵌入式MCU模塊相連，CAN通信模塊通過CAN管理芯片與嵌入式MCU模塊相連，8位地址編碼模塊與嵌入式MCU連接，完成機器碼的編碼環(huán)節(jié)。
[0006]所述的可移動中繼控制器包括ARM嵌入式處理器模塊、WIFI通信模塊、CAN通信模塊、RS485/232通信模塊、外部擴展SDRAM模塊、以太網(wǎng)模塊、FLASH模塊、EEPROM模塊、USB模塊和LCD顯示觸控單元；
其中WIFI通信模塊通過USART接口與ARM嵌入式處理器模塊連接，RS485/232通信模塊通過RS485/232通信接口與ARM嵌入式處理器模塊連接，CAN通信模塊通過CAN管理芯片與ARM嵌入式處理器模塊連接，以太網(wǎng)模塊通過以太網(wǎng)控制芯片與ARM嵌入式處理器模塊連接，外部擴展SDRAM模塊通過FMC總線與ARM嵌入式處理器模塊連接，EEPROM模塊通過IIC總線與ARM嵌入式處理器模塊連接，F(xiàn)LASH模塊通過SPI總線與ARM嵌入式處理器模塊連接，IXD顯示觸控單元中觸控部分通過IIC總線與ARM嵌入式處理器模塊連接，IXD顯示觸控單元中顯示部分直接與ARM嵌入式處理器模塊連接，USB模塊與ARM嵌入式處理器模塊的USB控制器接口連接；
本發(fā)明采用上述技術(shù)方案所具有的有益效果是:提供了一種工業(yè)信息自動化采集控制裝置的系統(tǒng)設(shè)計，該設(shè)備不僅具有數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控功能，還具有靈活的控制方式，與傳統(tǒng)的工業(yè)控制系統(tǒng)相比，具有智能化、低成本，操作便捷、節(jié)約人力等特點。此外，本系統(tǒng)中的嵌入式處理器模塊采用的是ARM公司Cortex-M4內(nèi)核的ARM處理器為主控制器，其性能穩(wěn)定，價格低廉，從而可以大大提高系統(tǒng)的性價比；固件庫開發(fā)，從而降低了開發(fā)人員移植驅(qū)動程序的難度；從而提高系統(tǒng)的開發(fā)效率，有利于產(chǎn)品快速投向市場。另外一點本系統(tǒng)提供了CAN、232/485、WIF1、以太網(wǎng)、USB通信接口，可以滿足絕大多數(shù)用戶對于有線、無線通信方式的要求。
【附圖說明】
[0007]圖1.總系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2.子站監(jiān)控終端模塊示意圖；
圖3.可移動中繼控制器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明進一步說明，以幫助相關(guān)領(lǐng)域的科研工作者對本發(fā)明的思想有一個更加深刻的理解。
[0009]如圖1所示，一種通用工業(yè)自動化信息采集監(jiān)控系統(tǒng)，包括多組子站監(jiān)控系統(tǒng)、多個可移動中繼控制端、服務(wù)器數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)發(fā)端和PC端網(wǎng)絡(luò)控制監(jiān)控終端；每個可移動中繼控制端包括可移動中繼控制器和無線中繼路由，可移動中繼控制器和無線中繼路由通過WIFI通信；其中每組子站監(jiān)控系統(tǒng)包括多個子站監(jiān)控終端；所述的服務(wù)器數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)發(fā)端包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和WEB服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過TCP/IP協(xié)議與WEB服務(wù)器連接組成內(nèi)部局域網(wǎng)；PC端網(wǎng)絡(luò)控制監(jiān)控終端包括多個PC機；每組子站監(jiān)控系統(tǒng)中的子站監(jiān)控終端通過WIFI通信模塊采用TCP/IP協(xié)議與一個可移動中繼控制端中的無線中繼路由器通信；每個移動中繼控制端中的無線中繼路由器通過TCP/IP協(xié)議分別與服務(wù)器數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)發(fā)端中的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和WEB服務(wù)器連接；服務(wù)器數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)發(fā)端中的WEB服務(wù)器通過以太網(wǎng)通信方式與多個PC機相連；
如圖2所示，所述的子站監(jiān)控終端包括嵌入式MCU模塊、WIFI通信模塊、CAN通信模塊、RS485/232通信模塊和8位地址編碼模塊；
其中WIFI通信模塊通過USART接口與嵌入式MCU模塊相連，RS485/232通信模塊通過RS485/232通信接口與嵌入式MCU模塊相連，CAN通信模塊通過CAN管理芯片與嵌入式MCU模塊相連，8位地址編碼模塊與嵌入式MCU連接，完成機器碼的編碼環(huán)節(jié)。
[0010]如圖3所示，所述的可移動中繼控制器包括ARM嵌入式處理器模塊、WIFI通信模塊、CAN通信模塊、RS485/232通信模塊、外部擴展SDRAM模塊、以太網(wǎng)模塊、FLASH模塊、EEPROM模塊、USB模塊和LCD顯示觸控單元；
其中WIFI通信模塊通過USART接口與ARM嵌入式處理器模塊連接，RS485/232通信模塊通過RS485/232通信接口與ARM嵌入式處理器模塊連接，CAN通信模塊通過CAN管理芯片與ARM嵌入式處理器模塊連接，以太網(wǎng)模塊通過以太網(wǎng)控制芯片與ARM嵌入式處理器模塊連接，外部擴展SDRAM模塊通過FMC總線與ARM嵌入式處理器模塊連接，EEPROM模塊通過IIC總線與ARM嵌入式處理器模塊連接，F(xiàn)LASH模塊通過SPI總線與ARM嵌入式處理器模塊連接，IXD顯示觸控單元中觸控部分通過IIC總線與ARM嵌入式處理器模塊連接，IXD顯示觸控單元中顯示部分直接與ARM嵌入式處理器模塊連接，USB模塊與ARM嵌入式處理器模塊的USB控制器接口連接；
工作過程:
整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互分為數(shù)據(jù)上行傳輸顯示和命令下行傳輸控制兩部分。其中數(shù)據(jù)上行傳輸顯示工作如下:全系統(tǒng)上電后，子站監(jiān)控終端系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集，通過無線中繼路由分別傳輸至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和WEB服務(wù)器，其中數(shù)據(jù)庫服務(wù)器作為數(shù)據(jù)的備份儲存、WEB服務(wù)器負責(zé)外部與外部PC實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，之后我們完成了個機器數(shù)據(jù)的采集顯示。第二部分命令下行傳輸控制工作如下:采集顯示后，我們通過PC終端上位機向WEB服務(wù)器發(fā)送命令，發(fā)送的命令通過WEB服務(wù)器、無線中繼路由分別傳送至各子監(jiān)控終端，完成數(shù)據(jù)命令的下行控制。
【主權(quán)項】
1.一種通用工業(yè)自動化信息采集監(jiān)控系統(tǒng)，包括多組子站監(jiān)控系統(tǒng)、多個可移動中繼控制端、服務(wù)器數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)發(fā)端和PC端網(wǎng)絡(luò)控制監(jiān)控終端；其特征在于:每個可移動中繼控制端包括可移動中繼控制器和無線中繼路由；可移動中繼控制器和無線中繼路由通過WIFI通信；其中每組子站監(jiān)控系統(tǒng)包括多個子站監(jiān)控終端；所述的服務(wù)器數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)發(fā)端包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和WEB服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過TCP/IP協(xié)議與WEB服務(wù)器連接組成內(nèi)部局域網(wǎng)；PC端網(wǎng)絡(luò)控制監(jiān)控終端包括多個PC機；每組子站監(jiān)控系統(tǒng)中的子站監(jiān)控終端通過WIFI通信模塊采用TCP/IP協(xié)議與一個可移動中繼控制端中的無線中繼路由器通信；每個移動中繼控制端中的無線中繼路由器通過TCP/IP協(xié)議分別與服務(wù)器數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)發(fā)端中的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和WEB服務(wù)器連接；服務(wù)器數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)發(fā)端中的WEB服務(wù)器通過以太網(wǎng)通信方式與多個PC機相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用工業(yè)自動化信息采集監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的子站監(jiān)控終端包括嵌入式MCU模塊、WIFI通信模塊、CAN通信模塊、RS485/232通信模塊和8位地址編碼模塊； 其中WIFI通信模塊通過USART接口與嵌入式MCU模塊相連，RS485/232通信模塊通過RS485/232通信接口與嵌入式MCU模塊相連，CAN通信模塊通過CAN管理芯片與嵌入式MCU模塊相連，8位地址編碼模塊與嵌入式MCU連接，完成機器碼的編碼環(huán)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用工業(yè)自動化信息采集監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的可移動中繼控制器包括ARM嵌入式處理器模塊、WIFI通信模塊、CAN通信模塊、RS485/232通信模塊、外部擴展SDRAM模塊、以太網(wǎng)模塊、FLASH模塊、EEPROM模塊、USB模塊和LCD顯示觸控單元； 其中WIFI通信模塊通過USART接口與ARM嵌入式處理器模塊連接，RS485/232通信模塊通過RS485/232通信接口與ARM嵌入式處理器模塊連接，CAN通信模塊通過CAN管理芯片與ARM嵌入式處理器模塊連接，以太網(wǎng)模塊通過以太網(wǎng)控制芯片與ARM嵌入式處理器模塊連接，外部擴展SDRAM模塊通過FMC總線與ARM嵌入式處理器模塊連接，EEPROM模塊通過IIC總線與ARM嵌入式處理器模塊連接，F(xiàn)LASH模塊通過SPI總線與ARM嵌入式處理器模塊連接，IXD顯示觸控單元中觸控部分通過IIC總線與ARM嵌入式處理器模塊連接，IXD顯示觸控單元中顯示部分直接與ARM嵌入式處理器模塊連接，USB模塊與ARM嵌入式處理器模塊的USB控制器接口連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種通用工業(yè)自動化信息采集監(jiān)控系統(tǒng)，包括多組子站監(jiān)控系統(tǒng)、多個可移動中繼控制端、服務(wù)器數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)發(fā)端和PC端網(wǎng)絡(luò)控制監(jiān)控終端；每組子站監(jiān)控系統(tǒng)中的子站監(jiān)控終端通過WIFI通信模塊采用TCP/IP協(xié)議與一個可移動中繼控制端中的無線中繼路由器通信；每個移動中繼控制端中的無線中繼路由器通過TCP/IP協(xié)議分別與服務(wù)器數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)發(fā)端中的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和WEB服務(wù)器連接；服務(wù)器數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)發(fā)端中的WEB服務(wù)器通過以太網(wǎng)通信方式與多個PC機相連。本發(fā)明與傳統(tǒng)的工業(yè)控制系統(tǒng)相比，具有智能化、低成本，操作便捷、節(jié)約人力等特點。
【IPC分類】H04L29-08
【公開號】CN104869157
【申請?zhí)枴緾N201510217743
【發(fā)明人】高明煜, 李鐘 , 何志偉, 曾毓, 秦浩, 馬洪亮, 黃梓洋
【申請人】杭州電子科技大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月29日