專利名稱：多協(xié)議數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)。
背景技術(shù)：
無所不在的網(wǎng)絡(luò)給網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備帶來了巨大的發(fā)展機遇。而隨著網(wǎng)絡(luò)接入市場的迅速增長，嵌入式網(wǎng)絡(luò)接入開始成為嵌入式系統(tǒng)技術(shù)中最令人關(guān)注的一個領(lǐng)域。在嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推動下將會形成這樣一個局面在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男畔⒅校瑢⒂?0%的信息來自嵌入式系統(tǒng)，也許將有數(shù)以億計的汽車、通信設(shè)備、家用電氣以及工廠系統(tǒng)接入到不同網(wǎng)絡(luò)中，然后再組成一個龐大的hternet互聯(lián)網(wǎng)。為滿足嵌入式設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化功能需求，多協(xié)議的嵌入式網(wǎng)關(guān)成為研究的熱點。

實用新型內(nèi)容本實用新型的技術(shù)效果能夠克服上述缺陷，提供一種多協(xié)議數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，其可以實現(xiàn)系統(tǒng)的擴展，減少開發(fā)周期和硬件成本。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案其包括中央微處理器、電源模塊、信號采集模塊、GPRS模塊、通訊接口、串行接口、JTAG調(diào)試接口、時鐘模塊、IXD模塊，中央微處理器分別與電源模塊、信號采集模塊、GPRS模塊、通訊接口、串行接口、JTAG調(diào)試接口、時鐘模塊、IXD模塊連接。多協(xié)議數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)是工業(yè)現(xiàn)場一體化測控機，按照工業(yè)級標準采用靜音、寬溫的設(shè)計以適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境。配置了 7寸一體化工業(yè)平板顯示和豐富的采集控制端口，通過外擴有多路隔離的模擬量采集、多路隔離的開關(guān)量采集、多路隔離的模擬量輸出。該網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)靈活，集成多種通訊方式包括以太網(wǎng)、RS-232、RS-485等有線通訊和GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)通訊功能。該網(wǎng)關(guān)廣泛應(yīng)用于工廠自動化、環(huán)保自動化在線監(jiān)測設(shè)備、節(jié)能設(shè)備、新能源測控、電力自動化等各種工業(yè)設(shè)備自動化和過程自動化相關(guān)領(lǐng)域。本系統(tǒng)以中央微處理器為核心板，本核心板具備了外擴存儲器和其自身必須的外圍電路，組成最小系統(tǒng)板，這樣就可以圍繞此核心板進行外圍電路的設(shè)計。中央微處理器采用S3C2440型號芯片，內(nèi)嵌WINCE操作系統(tǒng)。本系統(tǒng)所有的輸入輸出模塊均通過485與CPU 進行通信，這樣可以做到模塊的任意擴展，CPU嵌入Wince操作系統(tǒng)，CPU提供串口和485接口與模塊進行通信。模塊與主CPU之間通過Modbus協(xié)議進行通信，各個模塊均做成光電隔離，提高系統(tǒng)的安全性。系統(tǒng)加上彩色觸摸屏，提供良好的人機界面。工廠生產(chǎn)中常常要求遠程監(jiān)控每臺設(shè)備，計算每臺設(shè)備運行狀態(tài)和生產(chǎn)能力，使企業(yè)主管能遠程實時了解車間運行情況。本系統(tǒng)使用多協(xié)議數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)作為監(jiān)控機。網(wǎng)關(guān)自帶的RS-232C、RS-485和CAN_bus現(xiàn)場總線可以外接多種數(shù)據(jù)采集設(shè)備、智能檢測設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備，滿足絕大多數(shù)用戶的需求，可使用以太網(wǎng)將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到管理中心。在很多的應(yīng)用場合需要現(xiàn)場查看數(shù)據(jù)現(xiàn)場操作控制，這樣就需要設(shè)計人機交互界面進行操作； 如果需要控制就需要根據(jù)情況設(shè)計按鍵或者是選擇觸摸屏。如果客戶需要組態(tài)展示可以定制開發(fā)。通訊接口包括485通訊接口、RJ45通訊接口、USB通訊接口。本系統(tǒng)所有的輸入輸出模塊均通過485方式與中央微處理器進行通信，這樣可以做到模塊的任意擴展，中央微處理器嵌入可視化操作系統(tǒng)。模塊與中央微處理器之間通過Modbus協(xié)議進行通信，各個模塊均做成光電隔離，提高系統(tǒng)的安全性。GPRS模塊采用MC52I型號。本系統(tǒng)可以與現(xiàn)有的模擬量采集、輸出模塊，數(shù)字量采集、輸出模塊配套使用，實現(xiàn)采集量的擴展，在不增加主板硬件成本的基礎(chǔ)上可以實現(xiàn)系統(tǒng)的擴展，減少了開發(fā)周期和硬件成本。

圖1為本實用新型的電路模塊示意圖。
具體實施方式
本實用新型的網(wǎng)關(guān)包括中央微處理器、電源模塊、信號采集模塊、GPRS模塊、通訊接口、串行接口、JTAG調(diào)試接口、時鐘模塊、LCD模塊，中央微處理器分別與電源模塊、信號采集模塊、GPRS模塊、通訊接口、串行接口、JTAG調(diào)試接口、時鐘模塊、IXD模塊連接。中央微處理器采用S3CM40型號芯片。通訊接口包括485通訊接口、RJ45通訊接口、USB通訊接口。GPRS模塊采用MC52I型號。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 1. 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是整個嵌入式系統(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，是整個嵌入式網(wǎng)關(guān)的核心。本文選用以ARM920T為核心的S 3CM10微處理器， S3C2410是32bit的RISC微處理器，該處理器特別適用于手持式設(shè)備以及高性價比、低功耗的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它集成了 USBHost、NAND控制器、BUS控制器、中斷控制、功率控制、存儲控制、 UART, WatchDog, SPI、SDI/MMC、IS、IC、GPIO、RTC、TIMER/PWM、ADC 等豐富的資源。本系統(tǒng)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。串行接口部分設(shè)計使用UART，串行接口使用MAX1485進行電平轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)從RS-485上接收現(xiàn)場總線發(fā)送的信息。
權(quán)利要求1.一種多協(xié)議數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，其特征在于，包括中央微處理器、電源模塊、信號采集模塊、GPRS模塊、通訊接口、串行接口、JTAG調(diào)試接口、時鐘模塊、IXD模塊，中央微處理器分別與電源模塊、信號采集模塊、GPRS模塊、通訊接口、串行接口、JTAG調(diào)試接口、時鐘模塊、IXD 模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多協(xié)議數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，其特征在于，中央微處理器采用 S3C2440型號芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多協(xié)議數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，其特征在于，通訊接口包括485通訊接口、RJ45通訊接口、USB通訊接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多協(xié)議數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，其特征在于，GPRS模塊采用MC52I型號。
專利摘要本實用新型涉及一種數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)。本實用新型的多協(xié)議數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，包括中央微處理器、電源模塊、信號采集模塊、GPRS模塊、通訊接口、串行接口、JTAG調(diào)試接口、時鐘模塊、LCD模塊，中央微處理器分別與電源模塊、信號采集模塊、GPRS模塊、通訊接口、串行接口、JTAG調(diào)試接口、時鐘模塊、LCD模塊連接。本系統(tǒng)可以與現(xiàn)有的模擬量采集、輸出模塊，數(shù)字量采集、輸出模塊配套使用，實現(xiàn)采集量的擴展，在不增加主板硬件成本的基礎(chǔ)上可以實現(xiàn)系統(tǒng)的擴展，減少了開發(fā)周期和硬件成本。
文檔編號H04L12/66GK202150868SQ20112026914
公開日2012年2月22日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者任興來, 孫海濤, 張瀛, 李燕平, 李秀福, 李萌, 杜長河, 楊斌, 王苗苗, 王蕾, 秦浩華, 程大偉, 賀巖, 趙小鵬, 趙長江, 金鑫, 陳財法, 高勇 申請人:青島高校信息產(chǎn)業(yè)有限公司