CN103475534B - 基于多通信模式的通用工业远程监控终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于多通信模式的通用工业远程监控终端。目前多数生产部门一般选择数传电台、GPRS/CDMA、以太网等数据传输模式中的某一种，但却无法满足实际工业领域中对于数据变量采集的可靠性要求。本发明包括微处理器模块、串口扩展模块、电压监控与复位模块、GPRS模块、CDMA模块和电源模块。微处理器模块包括一片以ARM7为核心的第一微处理器U1，一片片外扩展内存SRAM和一片片外扩展闪存FLASH。微处理器模块选择GPRS、CDMA或数传电台三种通信模式与外界通信。利用本发明设计的通信终端设备构建的通用工业远程监控系统可以最大程度地适应不同网络的接入环境，其可应用于工业生产中的实时数据传输。

Description

基于多通信模式的通用工业远程监控终端

技术领域

本发明涉及工业生产通信技术领域，涉及一种集成多种通信模式的通用工业远程监控终端。

背景技术

在现代实际工业生产当中，各种远距离分散工业设备的工作状态、温度、压力、流量等数据变量实时监控问题广泛存在于煤炭、石化、电力、水利、气象、交通等重要生产部门。由于这些重要部门与人们的生活息息相关，其对数据采集的可靠性与监控的实时性要求非常严格。目前，大多数生产部门一般选择使用数传电台、GPRS/CDMA、以太网等数据传输模式中的某一种，但却无法满足实际工业领域中对于数据变量采集的可靠性要求。针对这一问题，研发出一套集成多种通信模式的通用数据传输设备，确保了数据采集和传输的可靠性，并给出对应的通用工业远程监控组网设计方案。样机试验结果表明该设备使用方便，系统组网工作可靠稳定。

一个完整的工业远程监控系统由各个监控节点、传输网络和监控中心构成。其中传输网络是工业远程监控系统的重要环节，可靠并实时地将各个监控节点采集到的数据传至监控中心对整个系统来说至关重要。鉴于工业生产所处环境的复杂性，因此迫切地需要一种能够将各种远距离分散工业设备的工作状态数据快速传送至监控中心的通信终端。

发明内容

本发明针对现有技术的局限性，提供了一种集成多种通信模式的通用工业远程监控终端。

本发明解决技术问题所采取的技术方案为：

本发明包括微处理器模块、串口扩展模块、电压监控与复位模块、GPRS模块、CDMA模块和电源模块。

所述的微处理器模块包括一片以ARM7为核心的第一微处理器U1，一片片外扩展内存SRAM和一片片外扩展闪存FLASH,片外扩展内存SRAM和片外扩展闪存FLASH均与第一微处理器U1信号连接，所述第一微处理器U1型号为LPC2290，片外扩展内存SRAM型号为IS61LV6416，片外扩展闪存FLASH型号为SST39VF1601。

所述的串口扩展模块包括第一串口扩展芯片U2，第一串口扩展芯片U2的D0～D7端分别与第一微处理器U1的D0～D7端相连，第一串口扩展芯片U2的A0～A3端分别与第一微处理器U1的A1～A4端相连，第一串口扩展芯片U2的WR#端与第一微处理器U1的P3.27端相连，第一串口扩展芯片U2的CS#端与第一微处理器U1的P3.22端相连，第一串口扩展芯片U2的ALE#的一端与第一串口扩展芯片U2的SPI#端相连，第一串口扩展芯片U2的ALE#同时与3.3V电源端相连，第一串口扩展芯片U2的INT0端与第一微处理器U1的P0.16端相连，第一串口扩展芯片U2的INT1端与第一微处理器U1的P0.3端相连，第一串口扩展芯片U2的VCC端与3.3V电源端相连；所述第一串口扩展芯片U2的型号是CH432Q。

所述的电压监控与复位模块包括第一复位芯片U3，第一三态输出芯片U4，第一复位按钮S1，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3；第一复位按钮S1的一端与地相连，第一复位按钮S1的另一端与第一复位芯片U3的MR端相连，第一复位芯片U3的PFI端、GND端都与地相连，第一复位芯片U3的VCC端与电源相连，第一电阻R1的一端与第一复位芯片U3的RST一端相连，第一电阻R1的另一端与地相连，第一三态输出芯片U4的OE1端、OE2端与第一电阻R1的一端相连，第一三态输出芯片U4的A1端、A2端、GND端都与地相连，第一三态输出芯片U4的VCC端与电源端相连，第一三态输出芯片U4的Y1端与第二电阻R2的一端相连，第一三态输出芯片U4的Y2端与第三电阻R3的一端相连，第二电阻R2的另一端与第一微处理器U1的nRST端相连，第三电阻R3的另一端与第一微处理器U1的nTRST端相连；所述第一复位芯片U3的型号是SP708S,所述第一三态输出芯片U4的型号是74HC125。

所述的GPRS模块包括第一三极管Q1、第一发光二极管D1、第一电容C1、第二电容C2、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一GPRS单元U5和第一SIM卡插槽U6。第四电阻R4的一端与4.2V电源端相连，另一端与第一发光二极管D1的正极相连，第一发光二极管D1的负端与第一三极管Q1的集电极相连，第一三极管Q1的发射极与地相连，第一三极管Q1的基极与第五电阻R5的一端相连，第五电阻R5的另一端与第一GPRS模块U5的BU端相连，第一电容C1的一端与地相连，另一端与第一GPRS模块U5的AUXI端相连，第一GPRS模块U5的VABT端与4.2V电源端相连，第六电阻R6的一端与第一GPRS模块U5的VRSIM端相连，第六电阻R6的另一端与第一SIM卡插槽U6的I/O端相连，第七电阻R7的一端与第六电阻R6的一端相连，另一端与第二电容C2的一端相连，第二电容C2的另一端与地相连，第一SIM卡插槽U6的GND端与地相连，第一SIM卡插槽U6的VPP端与第一GPRS模块U5的SIM_IO端相连，第一SIM卡插槽U6的VCC端与4.2V电源端相连，第一SIM卡插槽U6的RST端与第一GPRS模块U5的SIM_RST端相连，第一SIM卡插槽U6的CLK端与第一GPRS模块U5的SIM_CLK端相连，第八电阻R8的一端与第一GPRS模块U5的TXD端相连，另一端与第一微处理器U1的P0.0端相连；所述第一三极管Q1是BC847，所述第一发光二极管的型号是0805，所述第一GPRS单元U5的型号是M22A。

所述的CDMA模块包括第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第一CDMA单元U7和第一UIM卡插槽U8；第二三极管Q2的基极与第一微处理器U1的P0.29端相连，第二三极管Q2的发射极与地相连，第二三极管Q2的集电极与第三电容C3的一端相连，第三电容C3的另一端与地相连，第三三极管Q3的基极与第一微处理器U1的P0.30端相连，第三三极管Q3的发射极与地相连，第三三极管Q3的集电极与第四电容C4的一端相连，第四电容C4的另一端与地相连，第四三极管Q4的基极与第一微处理器U1的P3.29端相连，第四三极管Q4的发射极与地相连，第四三极管Q4的集电极与第六电容C6的一端相连，第六电容C6的另一端与地相连，第七电容C7的一端与地相连，第七电容C7的另一端与第一CDMA单元U7的VCOIN端相连，第一CDMA单元U7的TEAM_ON端与第三电容C3的一端相连，第一CDMA单元U7的RESET端与第四电容的一端相连，第一CDMA单元U7的MODEM_WAKEUP端与第六电容C6的一端相连，第五电容C5的一端与地相连，第五电容的另一端与第一CDMA单元U7的VDD-RTC端相连，第一CDMA单元U7的VBAT端与3.8V电源端相连，第十一电阻R11的一端与第一CDMA单元U7的TXD_IN端相连，第十一电阻R11的另一端与第一微处理器U1的P0.8端相连，第十二电阻R12的一端与第一CDMA单元U7的/CTS_OUT端相连，第十二电阻R12的另一端与第一微处理器U1的P0.11端相连，第十三电阻R13的一端与第一CDMA单元U7的/DCD端相连，第十三电阻R13的另一端与第一微处理器U1的P0.10端相连，第九电阻R9的一端与第一CDMA单元U7的R_UIM_CLK端相连，第九电阻R9的另一端与第一UIM卡插槽U8的CLK端相连，第十电阻R10的一端与第一CDMA单元U7的R_UIM_CLK端相连，第九电阻R9的另一端与第一UIM卡插槽U8的DATA端相连，第十四电阻R14的一端与第一CDMA单元U7的R_UIM_RST端相连，第十四电阻R14的另一端与第一UIM卡插槽U8的RST端相连，第一CDMA单元U7的VEGA_RUIM端与第一UIM卡插槽U8的VCC端相连，第一CDMA单元U7的GND端与第一UIM卡插槽GND端都与地端相连，所述第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4的型号均是BC847，所述第一CDMA单元U8的型号是MC323。

所述的电源模块包括提供+5V、+4.2V和+3.8V电压的第一电源模块，提供+3.3V和+1.8V电压的第二电源模块。

第一电源模块包括第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一开关电源芯片U9、第二开关电源芯片U10、第三开关电源芯片U11。

第八电容C8的一端外接12V电源，另一端与地相连，第一开关电源芯片U9的+VIN端接12V电源，第十五电阻R15的一端与地相连，另一端与第九电容C9的一端、第十六电阻R16的一端、第一开关电源芯片U9的Feedback端连接；第一电感L1的一端与第一开关电源芯片U9的Output端、第二二极管D2的负极端连接，第一电感L1的另一端输出+5V电源，并与第九电容C9的另一端、第十六电阻R16的另一端、第十电容C10的一端连接，第十电容C10的另一端、第二二极管D2的正极端、第一开关电源芯片U9的ON/OFF端、第一开关电源芯片U9的GND端均接地。

第十一电容C11的一端外接12V电源，另一端与地相连，第二开关电源芯片U10的+VIN端接12V电源，第十七电阻R17的一端与地相连，另一端与第十二电容C12的一端、第十八电阻R18的一端、第二开关电源芯片U10的Feedback端连接；第二电感L2的一端与第二开关电源芯片U10的Output端、第三二极管D3的负极端连接，第二电感L2的另一端输出+4.2V电源，并与第十二电容C12的另一端、第十八电阻R18的另一端、第十二电容C12的一端连接，第十二电容C12的另一端、第三二极管D3的正极端、第二开关电源芯片U10的ON/OFF端、第二开关电源芯片U10的GND端均接地。

第十四电容C14的一端外接+12V电源，第十四电容C14的另一端与地相连，第三开关电源芯片U11的+VIN端与+12V电源相连，第三电感L3的一端与第三开关电源芯片U11的Output端相连，另一端与输出+3.8V电源，第四二极管D4的负极端与第三电感L3的一端相连，第十五电容C15的一端与第三开关电源芯片U11的Feedback端、第三电感L3的另一端相连，第四二极管D4的正极端、第十五电容C15的另一端、第三开关电源芯片U11的ON/OFF端、第三开关电源芯片U11的GND端都与地端相连；所述第一开关电源芯片U9和第二开关电源芯片U10的型号均是LM2596-5，第三开关电源芯片U11的型号是LM2596T-ADJ。

第二电源模块包括第十六电容C16、第十七电容C17、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第一低压差线性稳压器U12和第二低压差线性稳压器U13；第十九电阻R19的一端与地相连，另一端与第一低压差线性稳压器U12的GND端相连，第二十电阻R20的另一端与第十九电阻R19的一端相连，第二十电阻R20的另一端与第一低压差线性稳压器U12的Vout端相连并输出3.3V电源，第一低压差线性稳压器U12的VIN端与+5V电源端相连，第十六电容C16的一端与地相连，另一端与第一低压差线性稳压器U12的Vout端相连。

第二十一电阻R21的一端与地相连，另一端与第二低压差线性稳压器U13的GND端相连，第二十二电阻R22的一端与第二十一电阻R21的另一端相连，第二十二电阻R22的另一端与第二低压差线性稳压器U13的Vout端相连并输出1.8V电源，第二低压差线性稳压器U13的VIN端与+5V电源端相连，第十七电容C17的一端与地相连，另一端与第二低压差线性稳压器U13的Vout端相连，所述第一低压差线性稳压器U12的型号是LM1117-3.3，所述第二低压差线性稳压器U13的型号是LM1117-1.8。

本发明相对于现有技术具有以下有益效果：本发明集GPRS、CDMA两种网络制式于一体，并保留对数传电台的扩展支持，如此可在工业生产中的复杂环境下的组网通信，通过相应的程序配合还使得该通信终端具备根据当前环境智能选择最佳通信网络的功能。相对于现有的技术，利用本发明设计的通信终端设备构建的通用工业远程监控系统可以最大程度地适应不同网络的接入环境，其可应用于工业生产中的实时数据传输。

附图说明

图1为本发明终端架构示意图；

图2为温度采集模块示意图；

图3为微处理器结构示意图

图4为串口扩展模块电路图；

图5为电压监控与复位模块电路图；

图6为GPRS模块电路图；

图7为CDMA模块电路图；

图8为第一电源模块电路图；

图9为第二电源模块电路图；

图10为通用数据传送设备组网示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，通用工业远程监控终端主要包括微处理器单元、GPRS单元、CDMA单元和数传电台扩展接口。该通用工业远程监控终端无论用作发送端还是接收端，电路结构是完全一致的。当通信终端被用作发送端时，微处理器模块经串行接口接收探测到的数据，再经过GPRS、CDMA和数传电台三种通信模式中任意一种发送给接收端。接收端经相应的通信模式收到数据后再通过串行接口传给监控中心。

如图2所示，工业生产设备中经常需要采集温度变量。图2给出了基于PLC的温度数据采集模块。实际工业生产中温度这个参数是无处不在的，因为其能直接反映出生产设备是否处于最佳状态。温度的测量变送模块如图2所示，热电偶（温度传感器）测得的温度经温度变送器变送成为标准电信号：4—20mA，经过数显仪表在现场进行显示，然后由PLC的模拟量采集通道送给上位机，接着上位机通过串口向通用工业远程监控终端传输数据，便可进行点对点之间的通信。

如图3所示，本发明所选用的第一微处理器LPC2290是一款基于ARM7内核的微处理器，所选用的静态随机存储IS61LV6416是一款容量为64KB的SRAM，主要用作异步通信时的数据缓存。所选用的第一闪存SST39VF1601容量为2MB，主要用于保存配置通信终端的各项参数。

如图4所示，所述的串口扩展模块包括第一串口扩展芯片U2，第一串口扩展芯片U2的D0～D7端分别与第一微处理器U1的D0～D7端相连，第一串口扩展芯片U2的A0～A3端分别与第一微处理器U1的A1～A4端相连，第一串口扩展芯片U2的WR#端与第一微处理器U1的P3.27端相连，第一串口扩展芯片U2的CS#端与第一微处理器U1的P3.22端相连，第一串口扩展芯片U2的ALE#的一端与第一串口扩展芯片U2的SPI#端相连，第一串口扩展芯片U2的ALE#同时与3.3V电源端相连，第一串口扩展芯片U2的INT0端与第一微处理器U1的P0.16端相连，第一串口扩展芯片U2的INT1端与第一微处理器U1的P0.3端相连，第一串口扩展芯片U2的VCC端与3.3V电源端相连；所述第一串口扩展芯片U2的型号是CH432Q。

本发明所选用的第一串口扩展芯片U2－CH432Q，扩展出来的两组串口，一组用于连接GPRS模块，另一组用于连接CDMA模块。

如图5所示，所述的电压监控与复位模块包括第一复位芯片U3，第一三态输出芯片U4，第一复位按钮S1，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3；第一复位按钮S1的一端与地相连，第一复位按钮S1的另一端与第一复位芯片U3的MR端相连，第一复位芯片U3的PFI端、GND端都与地相连，第一复位芯片U3的VCC端与电源相连，第一电阻R1的一端与第一复位芯片U3的RST一端相连，第一电阻R1的另一端与地相连，第一三态输出芯片U4的OE1端、OE2端与第一电阻R1的一端相连，第一三态输出芯片U4的A1端、A2端、GND端都与地相连，第一三态输出芯片U4的VCC端与电源端相连，第一三态输出芯片U4的Y1端与第二电阻R2的一端相连，第一三态输出芯片U4的Y2端与第三电阻R3的一端相连，第二电阻R2的另一端与第一微处理器U1的nRST端相连，第三电阻R3的另一端与第一微处理器U1的nTRST端相连；所述第一复位芯片U3的型号是SP708S,所述第一三态输出芯片U4的型号是74HC125。

本发明所选用的SP708能输出200ms的复位脉冲宽度，并在电压低于2.93V时产生复位操作。使用74HC125引入三态门是为了保证在按下复位按钮后，复位芯片SP708与JTAG仿真器可以同时复位。

如图6所示，所述的GPRS模块包括第一三极管Q1、第一发光二极管D1、第一电容C1、第二电容C2、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一GPRS单元U5和第一SIM卡插槽U6。第四电阻R4的一端与4.2V电源端相连，另一端与第一发光二极管D1的正极相连，第一发光二极管D1的负极与第一三极管Q1的集电极相连，第一三极管Q1的发射极与地相连，第一三极管Q1的基极与第五电阻R5的一端相连，第五电阻R5的另一端与第一GPRS模块U5的BU端相连，第一电容C1的一端与地相连，另一端与第一GPRS模块U5的AUXI端相连，第一GPRS模块U5的VABT端与4.2V电源端相连，第六电阻R6的一端与第一GPRS模块U5的VRSIM端相连，第六电阻R6的另一端与第一SIM卡插槽U6的I/O端相连，第七电阻R7的一端与第六电阻R6的一端相连，另一端与第二电容C2的一端相连，第二电容C2的另一端与地相连，第一SIM卡插槽U6的GND端与地相连，第一SIM卡插槽U6的VPP端与第一GPRS模块U5的SIM_IO端相连，第一SIM卡插槽U6的VCC端与4.2V电源端相连，第一SIM卡插槽U6的RST端与第一GPRS模块U5的SIM_RST端相连，第一SIM卡插槽U6的CLK端与第一GPRS模块U5的SIM_CLK端相连，第八电阻R8的一端与第一GPRS模块U5的TXD端相连，另一端与第一微处理器U1的P0.0端相连；所述第一三极管Q1是BC847，所述第一发光二极管的型号是0805，所述第一GPRS单元U5的型号是M22A。

本发明选用的第一GPRS单元U5-M22A是一款内嵌TCP/IP协议栈的三频GPRS/GSM模块，第一微处理器U1－LPC2290使用AT指令对该GSM/GPRS模块进行交互式地操作。

如图7所示，所述的CDMA模块包括第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第一CDMA单元U7和第一UIM卡插槽U8；第二三极管Q2的基极与第一微处理器U1的P0.29端相连，第二三极管Q2的发射极与地相连，第二三极管Q2的集电极与第三电容C3的一端相连，第三电容C3的另一端与地相连，第三三极管Q3的基极与第一微处理器U1的P0.30端相连，第三三极管Q3的发射极与地相连，第三三极管Q3的集电极与第四电容C4的一端相连，第四电容C4的另一端与地相连，第四三极管Q4的基极与第一微处理器U1的P3.29端相连，第四三极管Q4的发射极与地相连，第四三极管Q4的集电极与第六电容C6的一端相连，第六电容C6的另一端与地相连，第七电容C7的一端与地相连，第七电容C7的另一端与第一CDMA单元U7的VCOIN端相连，第一CDMA单元U7的TEAM_ON端与第三电容C3的一端相连，第一CDMA单元U7的RESET端与第四电容的一端相连，第一CDMA单元U7的MODEM_WAKEUP端与第六电容C6的一端相连，第五电容C5的一端与地相连，第五电容的另一端与第一CDMA单元U7的VDD-RTC端相连，第一CDMA单元U7的VBAT端与3.8V电源端相连，第十一电阻R11的一端与第一CDMA单元U7的TXD_IN端相连，第十一电阻R11的另一端与第一微处理器U1的P0.8端相连，第十二电阻R12的一端与第一CDMA单元U7的/CTS_OUT端相连，第十二电阻R12的另一端与第一微处理器U1的P0.11端相连，第十三电阻R13的一端与第一CDMA单元U7的/DCD端相连，第十三电阻R13的另一端与第一微处理器U1的P0.10端相连，第九电阻R9的一端与第一CDMA单元U7的R_UIM_CLK端相连，第九电阻R9的另一端与第一UIM卡插槽U8的CLK端相连，第十电阻R10的一端与第一CDMA单元U7的R_UIM_CLK端相连，第九电阻R9的另一端与第一UIM卡插槽U8的DATA端相连，第十四电阻R14的一端与第一CDMA单元U7的R_UIM_RST端相连，第十四电阻R14的另一端与第一UIM卡插槽U8的RST端相连，第一CDMA单元U7的VEGA_RUIM端与第一UIM卡插槽U8的VCC端相连，第一CDMA单元U7的GND端与第一UIM卡插槽GND端都与地端相连，所述第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4的型号均是BC847，所述第一CDMA单元U8的型号是MC323。

本发明选用的第一CDMA单元U8-MC323是一款内嵌TCP/IP协议栈的CDMA模块，支持3G-CDMA2000模式。第一微处理器U1－LPC2290使用AT指令对该CDMA模块进行交互式地操作。

如图8所示，第一电源模块包括第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一开关电源芯片U9、第二开关电源芯片U10、第三开关电源芯片U11。

第八电容C8的一端外接12V电源，另一端与地相连，第一开关电源芯片U9的+VIN端接12V电源，第十五电阻R15的一端与地相连，另一端与第九电容C9的一端、第十六电阻R16的一端、第一开关电源芯片U9的Feedback端连接；第一电感L1的一端与第一开关电源芯片U9的Output端、第二二极管D2的负极端连接，第一电感L1的另一端输出+5V电源，并与第九电容C9的另一端、第十六电阻R16的另一端、第十电容C10的一端连接，第十电容C10的另一端、第二二极管D2的正极端、第一开关电源芯片U9的ON/OFF端、第一开关电源芯片U9的GND端均接地。

第十一电容C11的一端外接12V电源，另一端与地相连，第二开关电源芯片U10的+VIN端接12V电源，第十七电阻R17的一端与地相连，另一端与第十二电容C12的一端、第十八电阻R18的一端、第二开关电源芯片U10的Feedback端连接；第二电感L2的一端与第二开关电源芯片U10的Output端、第三二极管D3的负极端连接，第二电感L2的另一端输出+4.2V电源，并与第十二电容C12的另一端、第十八电阻R18的另一端、第十二电容C12的一端连接，第十二电容C12的另一端、第三二极管D3的正极端、第二开关电源芯片U10的ON/OFF端、第二开关电源芯片U10的GND端均接地。

第十四电容C14的一端外接+12V电源，第十四电容C14的另一端与地相连，第三开关电源芯片U11的+VIN端与+12V电源相连，第三电感L3的一端与第三开关电源芯片U11的Output端相连，另一端与输出+3.8V电源，第四二极管D4的负极端与第三电感L3的一端相连，第十五电容C15的一端与第三开关电源芯片U11的Feedback端、第三电感L3的另一端相连，第四二极管D4的正极端、第十五电容C15的另一端、第三开关电源芯片U11的ON/OFF端、第三开关电源芯片U11的GND端都与地端相连；所述第一开关电源芯片U9和第二开关电源芯片U10的型号均是LM2596-5，第三开关电源芯片U11的型号是LM2596T-ADJ。

本发明选用的第一开关电源芯片U9-LM2596-5可以承受7～40V的直流输入电压，并为第二电源模块提供稳定的+5V直流输出电压。所选用的第二开关电源芯片U10-LM2596-5为GPRS模块提供稳定的+4.2V直流电压。所选用的第三开关电源芯片U11-LM2596T-ADJ为CDMA模块提供稳定的+3.8V直流电压。

如图9所示，第二电源模块包括第十六电容C16、第十七电容C17、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第一低压差线性稳压器U12和第二低压差线性稳压器U13；第十九电阻R19的一端与地相连，另一端与第一低压差线性稳压器U12的GND端相连，第二十电阻R20的另一端与第十九电阻R19的一端相连，第二十电阻R20的另一端与第一低压差线性稳压器U12的Vout端相连并输出3.3V电源，第一低压差线性稳压器U12的VIN端与+5V电源端相连，第十六电容C16的一端与地相连，另一端与第一低压差线性稳压器U12的Vout端相连。

第二十一电阻R21的一端与地相连，另一端与第二低压差线性稳压器U13的GND端相连，第二十二电阻R22的一端与第二十一电阻R21的另一端相连，第二十二电阻R22的另一端与第二低压差线性稳压器U13的Vout端相连并输出1.8V电源，第二低压差线性稳压器U13的VIN端与+5V电源端相连，第十七电容C17的一端与地相连，另一端与第二低压差线性稳压器U13的Vout端相连，所述第一低压差线性稳压器U12的型号是LM1117-3.3，所述第二低压差线性稳压器U13的型号是LM1117-1.8。

本发明选用的第一低压差线性稳压器U12-LM1117-3.3主要为第一静态随机存储器IS61LV6416、闪存SST39VF1601、第一串口扩展芯片U2－CH432Q提供+3.3V电压。所选用的第二低压差线性稳压器U13-LM1117-1.8主要为第一微处理器U1-LPC2290核心提供+1.8V电压。

如图10所示，通信终端通过串口与工业控制设备相连，工业控制设备再与各类传感器相连，传感器负责采集温度等各种模拟量及引起报警的量值，将采集到的实时值数据传到发送端，通信终端有GPRS、CDMA与数传电台三种通信模式可以选择，这样便可以根据具体的实际情况选择不同的通信模式，充分利用多种通信模式的优点，弥补各自的缺点，实现优势互补。其中应该说明一点的是当采用GPRS、CDMA这三种网络模式之一时，由于其所采用的TCP协议并不支持客户端之间的直接通信，需要通过引入中间服务器的方式实现点对点的通信。

Claims (1)

1.基于多通信模式的通用工业远程监控终端，包括微处理器模块、串口扩展模块、电压监控与复位模块、GPRS模块、CDMA模块和电源模块，其特征在于：

所述的微处理器模块包括一片以ARM7为核心的第一微处理器U1，一片片外扩展内存SRAM和一片片外扩展闪存FLASH,片外扩展内存SRAM和片外扩展闪存FLASH均与第一微处理器U1信号连接，所述第一微处理器U1型号为LPC2290，片外扩展内存SRAM型号为IS61LV6416，片外扩展闪存FLASH型号为SST39VF1601；

所述的串口扩展模块包括第一串口扩展芯片U2，第一串口扩展芯片U2的D0～D7端分别与第一微处理器U1的D0～D7端相连，第一串口扩展芯片U2的A0～A3端分别与第一微处理器U1的A1～A4端相连，第一串口扩展芯片U2的WR#端与第一微处理器U1的P3.27端相连，第一串口扩展芯片U2的CS#端与第一微处理器U1的P3.22端相连，第一串口扩展芯片U2的ALE#的一端与第一串口扩展芯片U2的SPI#端相连，第一串口扩展芯片U2的ALE#同时与3.3V电源端相连，第一串口扩展芯片U2的INT0端与第一微处理器U1的P0.16端相连，第一串口扩展芯片U2的INT1端与第一微处理器U1的P0.3端相连，第一串口扩展芯片U2的VCC端与3.3V电源端相连；所述第一串口扩展芯片U2的型号是CH432Q；

所述的电压监控与复位模块包括第一复位芯片U3，第一三态输出芯片U4，第一复位按钮S1，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3；第一复位按钮S1的一端与地相连，第一复位按钮S1的另一端与第一复位芯片U3的MR端相连，第一复位芯片U3的PFI端、GND端都与地相连，第一复位芯片U3的VCC端与电源相连，第一电阻R1的一端与第一复位芯片U3的RST一端相连，第一电阻R1的另一端与地相连，第一三态输出芯片U4的OE1端、OE2端与第一电阻R1的一端相连，第一三态输出芯片U4的A1端、A2端、GND端都与地相连，第一三态输出芯片U4的VCC端与电源端相连，第一三态输出芯片U4的Y1端与第二电阻R2的一端相连，第一三态输出芯片U4的Y2端与第三电阻R3的一端相连，第二电阻R2的另一端与第一微处理器U1的nRST端相连，第三电阻R3的另一端与第一微处理器U1的nTRST端相连；所述第一复位芯片U3的型号是SP708S,所述第一三态输出芯片U4的型号是74HC125；

所述的GPRS模块包括第一三极管Q1、第一发光二极管D1、第一电容C1、第二电容C2、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一GPRS单元U5和第一SIM卡插槽U6；第四电阻R4的一端与4.2V电源端相连，另一端与第一发光二极管D1的正极相连，第一发光二极管D1的负端与第一三极管Q1的集电极相连，第一三极管Q1的发射极与地相连，第一三极管Q1的基极与第五电阻R5的一端相连，第五电阻R5的另一端与第一GPRS模块U5的BU端相连，第一电容C1的一端与地相连，另一端与第一GPRS模块U5的AUXI端相连，第一GPRS模块U5的VABT端与4.2V电源端相连，第六电阻R6的一端与第一GPRS模块U5的VRSIM端相连，第六电阻R6的另一端与第一SIM卡插槽U6的I/O端相连，第七电阻R7的一端与第六电阻R6的一端相连，另一端与第二电容C2的一端相连，第二电容C2的另一端与地相连，第一SIM卡插槽U6的GND端与地相连，第一SIM卡插槽U6的VPP端与第一GPRS模块U5的SIM_IO端相连，第一SIM卡插槽U6的VCC端与4.2V电源端相连，第一SIM卡插槽U6的RST端与第一GPRS模块U5的SIM_RST端相连，第一SIM卡插槽U6的CLK端与第一GPRS模块U5的SIM_CLK端相连，第八电阻R8的一端与第一GPRS模块U5的TXD端相连，另一端与第一微处理器U1的P0.0端相连；所述第一三极管Q1是BC847，所述第一发光二极管的型号是0805，所述第一GPRS单元U5的型号是M22A；

所述的CDMA模块包括第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第一CDMA单元U7和第一UIM卡插槽U8；第二三极管Q2的基极与第一微处理器U1的P0.29端相连，第二三极管Q2的发射极与地相连，第二三极管Q2的集电极与第三电容C3的一端相连，第三电容C3的另一端与地相连，第三三极管Q3的基极与第一微处理器U1的P0.30端相连，第三三极管Q3的发射极与地相连，第三三极管Q3的集电极与第四电容C4的一端相连，第四电容C4的另一端与地相连，第四三极管Q4的基极与第一微处理器U1的P3.29端相连，第四三极管Q4的发射极与地相连，第四三极管Q4的集电极与第六电容C6的一端相连，第六电容C6的另一端与地相连，第七电容C7的一端与地相连，第七电容C7的另一端与第一CDMA单元U7的VCOIN端相连，第一CDMA单元U7的TEAM_ON端与第三电容C3的一端相连，第一CDMA单元U7的RESET端与第四电容的一端相连，第一CDMA单元U7的MODEM_WAKEUP端与第六电容C6的一端相连，第五电容C5的一端与地相连，第五电容的另一端与第一CDMA单元U7的VDD-RTC端相连，第一CDMA单元U7的VBAT端与3.8V电源端相连，第十一电阻R11的一端与第一CDMA单元U7的TXD_IN端相连，第十一电阻R11的另一端与第一微处理器U1的P0.8端相连，第十二电阻R12的一端与第一CDMA单元U7的/CTS_OUT端相连，第十二电阻R12的另一端与第一微处理器U1的P0.11端相连，第十三电阻R13的一端与第一CDMA单元U7的/DCD端相连，第十三电阻R13的另一端与第一微处理器U1的P0.10端相连，第九电阻R9的一端与第一CDMA单元U7的R_UIM_CLK端相连，第九电阻R9的另一端与第一UIM卡插槽U8的CLK端相连，第十电阻R10的一端与第一CDMA单元U7的R_UIM_CLK端相连，第九电阻R9的另一端与第一UIM卡插槽U8的DATA端相连，第十四电阻R14的一端与第一CDMA单元U7的R_UIM_RST端相连，第十四电阻R14的另一端与第一UIM卡插槽U8的RST端相连，第一CDMA单元U7的VEGA_RUIM端与第一UIM卡插槽U8的VCC端相连，第一CDMA单元U7的GND端与第一UIM卡插槽GND端都与地端相连，所述第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4的型号均是BC847，所述第一CDMA单元U8的型号是MC323；

所述的电源模块包括提供+5V、+4.2V和+3.8V电压的第一电源模块，提供+3.3V和+1.8V电压的第二电源模块；

第一电源模块包括第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一开关电源芯片U9、第二开关电源芯片U10、第三开关电源芯片U11；

第八电容C8的一端外接12V电源，另一端与地相连，第一开关电源芯片U9的+VIN端接12V电源，第十五电阻R15的一端与地相连，另一端与第九电容C9的一端、第十六电阻R16的一端、第一开关电源芯片U9的Feedback端连接；第一电感L1的一端与第一开关电源芯片U9的Output端、第二二极管D2的负极端连接，第一电感L1的另一端输出+5V电源，并与第九电容C9的另一端、第十六电阻R16的另一端、第十电容C10的一端连接，第十电容C10的另一端、第二二极管D2的正极端、第一开关电源芯片U9的ON/OFF端、第一开关电源芯片U9的GND端均接地；

第十一电容C11的一端外接12V电源，另一端与地相连，第二开关电源芯片U10的+VIN端接12V电源，第十七电阻R17的一端与地相连，另一端与第十二电容C12的一端、第十八电阻R18的一端、第二开关电源芯片U10的Feedback端连接；第二电感L2的一端与第二开关电源芯片U10的Output端、第三二极管D3的负极端连接，第二电感L2的另一端输出+4.2V电源，并与第十二电容C12的另一端、第十八电阻R18的另一端、第十二电容C12的一端连接，第十二电容C12的另一端、第三二极管D3的正极端、第二开关电源芯片U10的ON/OFF端、第二开关电源芯片U10的GND端均接地；

第十四电容C14的一端外接+12V电源，第十四电容C14的另一端与地相连，第三开关电源芯片U11的+VIN端与+12V电源相连，第三电感L3的一端与第三开关电源芯片U11的Output端相连，另一端与输出+3.8V电源，第四二极管D4的负极端与第三电感L3的一端相连，第十五电容C15的一端与第三开关电源芯片U11的Feedback端、第三电感L3的另一端相连，第四二极管D4的正极端、第十五电容C15的另一端、第三开关电源芯片U11的ON/OFF端、第三开关电源芯片U11的GND端都与地端相连；所述第一开关电源芯片U9和第二开关电源芯片U10的型号均是LM2596-5，第三开关电源芯片U11的型号是LM2596T-ADJ；

第二电源模块包括第十六电容C16、第十七电容C17、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第一低压差线性稳压器U12和第二低压差线性稳压器U13；第十九电阻R19的一端与地相连，另一端与第一低压差线性稳压器U12的GND端相连，第二十电阻R20的另一端与第十九电阻R19的一端相连，第二十电阻R20的另一端与第一低压差线性稳压器U12的Vout端相连并输出3.3V电源，第一低压差线性稳压器U12的VIN端与+5V电源端相连，第十六电容C16的一端与地相连，另一端与第一低压差线性稳压器U12的Vout端相连；

第二十一电阻R21的一端与地相连，另一端与第二低压差线性稳压器U13的GND端相连，第二十二电阻R22的一端与第二十一电阻R21的另一端相连，第二十二电阻R22的另一端与第二低压差线性稳压器U13的Vout端相连并输出1.8V电源，第二低压差线性稳压器U13的VIN端与+5V电源端相连，第十七电容C17的一端与地相连，另一端与第二低压差线性稳压器U13的Vout端相连，所述第一低压差线性稳压器U12的型号是LM1117-3.3，所述第二低压差线性稳压器U13的型号是LM1117-1.8。