CN103499959A - 面向纺织机械的远程维护终端 - Google Patents

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周泓
蔡宇
程添
代永辉
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Abstract

本发明公开了一种面向纺织机械的远程维护终端，它包括处理器模块、RS-232模块、RS-485模块、以太网模块、WiFi模块和GPRS模块；其中，所述RS-232模块、RS485模块、WiFi模块和GPRS模块均通过串口连接处理器模块，以太网模块通过并行接口连接处理器；本发明能够为纺织企业设备管理人员提供对纺织机械设备的远程状态监控，帮助设备管理人员对纺织机械设备的故障状态及时地维护，大大减少纺织企业因为延误造成的经济损失。

Description

面向纺织机械的远程维护终端
技术领域
本发明涉及一种纺织机械维护终端，尤其涉及一种基于网络的纺织机械维护终端。
背景技术
对于纺织企业来说，纺织机械设备的正常运行至关重要。纺织机械设备的实时监控是保障设备正常运行的重要手段。当前纺织机械运行速度快，数量多，设备的任何异常都将会给产品带来很大的影响。同时，由于纺织企业中设备的布局紧凑，单位面积内设备的密度较大，这都给日常的巡视、维护和检修带来了很大的困难。在纺织机械设备的重要位置上安装监测设备是解决上述问题的必要措施，但传统的监测系统需要铺设大量的电线、电缆，这一方面会增加建设的成本和时间，另一方面也会使得现场线路分布更加复杂，不利于今后的维护。因此，采用有线或者无线网络的方式来实现纺织机械的远程监控就是一个必然的选择。
面向纺织机械的远程维护终端是一个将纺织机械设备的运行状态和故障状态通过网络发送给远程服务器，用户通过本地PC即可监控纺织机械的智能设备。
发明内容
本发明的目的在于针对纺织机械设备远程维护方面的不足，提供一种面向纺织机械的远程维护终端。
为了实现上述目的，本发明的解决方案为：一种面向纺织机械的远程维护终端，它包括处理器模块、RS-232模块、RS-485模块、以太网模块、WiFi模块和GPRS模块；其中，所述RS-232模块、RS485模块、WiFi模块和GPRS模块均通过串口连接处理器模块，以太网模块通过并行接口连接处理器；其中，所述处理器模块包括处理器U1、晶振Y1、电阻R1、3个电容C1-C3和排针P1；其中，所述晶振Y1一端连接处理器U1的时钟输入引脚，另一端连接处理器U1的时钟输出引脚；电阻R1一端连接电源，另一端连接处理器U1的复位引脚；电容C1一端连接地，另一端连接处理器U1的时钟输入引脚；电容C2一端连接地，另一端连接处理器U1的时钟输出引脚；电容C3一端连接地，另一端连接处理器U1的复位引脚。
进一步地，所述RS-232模块包括电平转换芯片U2、电阻R2、6个电容C4-C9和排针P2；其中，所述电阻R2一端连接处理器U1的串口接收引脚，另一端连接电平转换芯片U2的接收器输出引脚；电容C4一端连接地，另一端连接电平转换芯片U2的电荷泵产生+5.5V的引脚；电容C5一端连接电平转换芯片U2的倍压电荷泵电容的正端，另一端连接电平转换芯片U2的倍压电荷泵电容的负端；电容C6一端连接电平转换芯片U2的反相电荷泵电容的正端，另一端连接电平转换芯片U2的反相电荷泵电容的负端；电容C7一端连接地，另一端连接电平转换芯片U2的电荷泵产生-5.5V的引脚；电容C8、C9的一端均连接电源，另一端均连接地；排针P2一端连接地，另一端连接电平转换芯片U2的RS-232发送器输出引脚，第三端连接电平转换芯片U2的RS-232接收器输入引脚。
进一步地，所述RS-485模块包括电平转换芯片U3、3个电阻R3-R5、2个电容C10、C11和排针P3；其中，所述电阻R3一端连接处理器U1的串口接收引脚，另一端连接电平转换芯片U3的接收器输出引脚；电阻R4一端连接电平转换芯片U3的同相输入输出端，另一端连接电平转换芯片U3的反相输入输出端；电阻R5一端连接地，另一端连接电平转换芯片U3的接收器输出使能引脚和发送器输出使能引脚；电容C10、C11的一端均连接电源，另一端均连接地；排针P3的一端连接电平转换芯片U3的同相输入输出端，另一端连接电平转换芯片U3的反相输入输出端。
进一步地，所述以太网模块包括以太网MAC控制器芯片U4、晶振Y2、排阻RP1、7个电阻R6-R12、12个电容C12-C23和RJ45网络接口；其中，所述晶振Y2一端连接以太网MAC控制器芯片U4的时钟输入引脚，另一端连接以太网MAC控制器芯片U4的时钟输出引脚；电阻R6一端连接电源，另一端连接以太网MAC控制器芯片U4的片选引脚；电阻R7一端连接电源，另一端连接以太网MAC控制器芯片U4的EEPROM时钟引脚；电阻R8一端连接电源，另一端分别连接以太网MAC控制器芯片U4的中断请求引脚和电阻R9；电阻R9一端连接以太网MAC控制器芯片U1的一个I/O引脚，另一端分别连接以太网MAC控制器芯片U4的中断请求引脚和电阻R8；电阻R10一端连接地，另一端连接以太网MAC控制器芯片U4的频带间隙引脚；电容C15、C16、C17的一端均连接电源和以太网MAC控制器芯片U4的电源引脚，另一端均连接地和以太网MAC控制器芯片U4的地引脚；电容C18、C19的一端均连接以太网MAC控制器芯片U4的2.5V接收和发送端口电源引脚，另一端均连接以太网MAC控制器芯片U4的接收和发送端口地引脚；电容C20一端连接地，另一端连接以太网MAC控制器芯片U4的时钟输入引脚；电容C21一端连接地，另一端连接以太网MAC控制器芯片U4的时钟输出引脚。
进一步地，所述WiFi模块包括WiFi模块EMW1、电阻R13、R14、电容C24、C25；其中，所述电阻R13一端连接处理器U1的串口接收引脚，另一端连接WiFi模块EMW1的串口发送引脚；电阻R14一端连接处理器U1的串口允许发送引脚，另一端连接WiFi模块EMW1的串口可以接收引脚；电容R24、R25一端均连接电源，另一端均连接地。
进一步地，所述系统GPRS模块包括GPRS模块U5、18个电阻R15-R32、4个电容C26-C29、4个三极管Q1-Q4、LED灯D1、D2、天线P4、SIM卡槽P5；其中，所述电阻R15一端连接处理器U1的一个I/O引脚，另一端连接三极管Q1的基极；电阻R16一端连接三极管Q1的集电极，另一端连接GPRS模块U5的开启/关闭模块引脚；电阻R21一端连接处理器U1的串口可以接收引脚，另一端连接GPRS模块U5的串口允许发送引脚；电阻R22一端连接处理器U1的串口允许发送引脚，另一端连接GPRS模块U5的串口可以接收引脚；电阻R23一端连接处理器U1的串口接收引脚，另一端连接GPRS模块U5的串口发送引脚；电阻R24一端连接处理器U1的串口发送引脚，另一端连接GPRS模块U5的串口接收引脚；电阻R25一端连接三极管Q2的集电极，另一端连接GPRS模块U5的复位引脚；电阻R26一端连接处理器U1的一个I/O引脚，另一端连接三极管Q2的基极。电容C26、C28一端均连接地，另一端均连接GPRS模块U5的电源引脚；电容C27、C29的一端均连接地，另一端均连接GPRS模块U5的实时时钟电源引脚。
本发明的有益效果是：本发明能够为纺织企业设备管理人员提供对纺织机械设备的远程状态监控，帮助设备管理人员对纺织机械设备的故障状态及时地维护，大大减少纺织企业因为延误造成的经济损失。
附图说明
图1是本发明的系统模块结构示意图；
图2是系统处理器模块电路图；
图3是系统RS-232模块电路图；
图4是系统RS-485模块电路图；
图5是系统以太网模块电路图；
图6是系统WiFi模块电路图；
图7是系统GPRS模块电路图；
图8是系统软件流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明面向纺织机械的远程维护终端包括处理器模块、RS-232模块、RS-485模块、以太网模块、WiFi模块和GPRS模块。RS-232模块、RS485模块、WiFi模块和GPRS模块均通过串口连接处理器模块，以太网模块通过并行接口连接处理器。
图2示出了系统处理器模块的连接电路图。其中包括了处理器U1，晶振Y1，电阻R1，3个电容C1-C3，排针P1。晶振Y1一端连接U1的时钟输入引脚，一端连接U1的时钟输出引脚。电阻R1一端连接电源，一端连接U1的复位引脚。电容C1一端连接地，一端连接U1的时钟输入引脚；电容C2一端连接地，一端连接U1的时钟输出引脚；电容C3一端连接地，一端连接U1的复位引脚。U1提供了4路串口和1路并行接口来连接系统的各个模块，可以采用ST公司STM32F103VET6型号的产品来实现，但不限于此。
图3示出了系统RS-232模块的连接电路图。其中包括了电平转换芯片U2，电阻R2，6个电容C4-C9，排针P2。电阻R2一端连接U1的串口接收引脚，一端连接U2的接收器输出引脚。电容C4一端连接地，一端连接U2的电荷泵产生+5.5V的引脚；电容C5一端连接U2的倍压电荷泵电容的正端，一端连接U2的倍压电荷泵电容的负端；电容C6一端连接U2的反相电荷泵电容的正端，一端连接U2的反相电荷泵电容的负端；电容C7一端连接地，一端连接U2的电荷泵产生-5.5V的引脚；电容C8、C9一端连接电源，一端连接地。排针P2一端连接地，一端连接U2的RS-232发送器输出引脚，一端连接U2的RS-232接收器输入引脚。U2实现了TTL/CMOS电平和RS-232电平转换的功能，可以采用TI公司MAX3232型号的产品来实现，但不限于此。
图4示出了系统RS-485模块的连接电路图。其中包括了电平转换芯片U3，3个电阻R3-R5，2个电容C10、C11，排针P3。电阻R3一端连接U1的串口接收引脚，一端连接U3的接收器输出引脚；电阻R4一端连接U3的同相输入输出端，一端连接U3的反相输入输出端；电阻R5一端连接地，一端连接U3的接收器输出使能引脚和发送器输出使能引脚。电容C10、C11一端连接电源，一端连接地。排针P3一端连接U3的同相输入输出端，一端连接U3的反相输入输出端。U3实现了TTL/CMOS电平和RS-485电平转换的功能，可以采用TI公司MAX3485型号的产品来实现，但不限于此。
图5示出了系统以太网模块的连接电路图。其中包括了以太网MAC控制器芯片U4，晶振Y2，排阻RP1，7个电阻R6-R12，12个电容C12-C23，RJ45网络接口。晶振Y2一端连接U4的时钟输入引脚，一端连接U4的时钟输出引脚。电阻R6一端连接电源，一端连接U4的片选引脚；电阻R7一端连接电源，一端连接U4的EEPROM时钟引脚；电阻R8一端连接电源，一端连接U4的中断请求引脚和电阻R9；电阻R9一端连接U1的一个I/O引脚，一端连接U4的中断请求引脚和电阻R8；电阻R10一端连接地，一端连接U4的频带间隙引脚。电容C15、C16、C17一端连接电源和U4的电源引脚，一端连接地和U4的地引脚；电容C18、C19一端连接U4的2.5V接收和发送端口电源引脚，一端连接U4的接收和发送端口地引脚；电容C20一端连接地，一端连接U4的时钟输入引脚；电容C21一端连接地，一端连接U4的时钟输出引脚。U4实现了系统连接以太网的功能，可以采用DAVICOM公司DM9000AEP型号的产品来实现，但不限于此。
图6示出了系统WiFi模块的连接电路图。其中包括了WiFi模块EMW1，2个电阻R13、R14，2个电容C24、C25。电阻R13一端连接U1的串口接收引脚，一端连接EMW1的串口发送引脚；电阻R14一端连接U1的串口允许发送引脚，一端连接EMW1的串口可以接收引脚。电容R24、R25一端连接电源，一端连接地。EWM1实现了系统通过WiFi方式连接网络的功能，可以采用MXCHIP公司EMW3280型号的产品来实现，但不限于此。
图7示出了系统GPRS模块的连接电路图。其中包括了GPRS模块U5，18个电阻R15-R32，4个电容C26-C29，4个三极管Q1-Q4，2个LED灯D1、D2，天线P4，SIM卡槽P5。电阻R15一端连接U1的一个I/O引脚，一端连接Q1的基极；电阻R16一端连接Q1的集电极，一端连接U5的开启/关闭模块引脚；电阻R21一端连接U1的串口可以接收引脚，一端连接U5的串口允许发送引脚；电阻R22一端连接U1的串口允许发送引脚，一端连接U5的串口可以接收引脚；电阻R23一端连接U1的串口接收引脚，一端连接U5的串口发送引脚；电阻R24一端连接U1的串口发送引脚，一端连接U5的串口接收引脚；电阻R25一端连接Q2的集电极，一端连接U5的复位引脚；电阻R26一端连接U1的一个I/O引脚，一端连接Q2的基极。电容C26、C28一端连接地，一端连接U5的电源引脚；电容C27、C29一端连接地，一端连接U5的实时时钟电源引脚。U5实现了系统通过GPRS方式连接网络的功能，可以采用SIM公司SIM900型号的产品来实现，但不限于此。
图8示出了系统软件流程图。系统上电之后，首先进行系统初始化，主要包括处理器与各个模块通信接口的初始化和各个模块自身的初始化。接着开始连接远程服务器，根据网络连接方式的不同，可以选择一种最合适的方式连接网络。当连接上远程服务器之后，可以开始发送通过RS-232或者RS-485模块接收到的纺织机械设备的运行状态和故障状态。延时一小段时间后再次发送状态码，如此一来就可以持续地监控纺织机械设备。

Claims (6)

1.一种面向纺织机械的远程维护终端，其特征在于，它包括处理器模块、RS-232模块、RS-485模块、以太网模块、WiFi模块和GPRS模块；其中，所述RS-232模块、RS485模块、WiFi模块和GPRS模块均通过串口连接处理器模块，以太网模块通过并行接口连接处理器；其中，所述处理器模块包括处理器U1、晶振Y1、电阻R1、3个电容C1-C3和排针P1；其中，所述晶振Y1一端连接处理器U1的时钟输入引脚，另一端连接处理器U1的时钟输出引脚；电阻R1一端连接电源，另一端连接处理器U1的复位引脚；电容C1一端连接地，另一端连接处理器U1的时钟输入引脚；电容C2一端连接地，另一端连接处理器U1的时钟输出引脚；电容C3一端连接地，另一端连接处理器U1的复位引脚。
2.根据权利要求1所述面向纺织机械的远程维护终端，其特征在于，所述RS-232模块包括电平转换芯片U2、电阻R2、6个电容C4-C9和排针P2；其中，所述电阻R2一端连接处理器U1的串口接收引脚，另一端连接电平转换芯片U2的接收器输出引脚；电容C4一端连接地，另一端连接电平转换芯片U2的电荷泵产生+5.5V的引脚；电容C5一端连接电平转换芯片U2的倍压电荷泵电容的正端，另一端连接电平转换芯片U2的倍压电荷泵电容的负端；电容C6一端连接电平转换芯片U2的反相电荷泵电容的正端，另一端连接电平转换芯片U2的反相电荷泵电容的负端；电容C7一端连接地，另一端连接U2的电荷泵产生-5.5V的引脚；电容C8、C9的一端均连接电源，另一端均连接地；排针P2一端连接地，另一端连接电平转换芯片U2的RS-232发送器输出引脚，第三端连接U2的RS-232接收器输入引脚。
3.根据权利要求1所述面向纺织机械的远程维护终端，其特征在于，所述RS-485模块包括电平转换芯片U3、3个电阻R3-R5、2个电容C10、C11和排针P3；其中，所述电阻R3一端连接处理器U1的串口接收引脚，另一端连接电平转换芯片U3的接收器输出引脚；电阻R4一端连接电平转换芯片U3的同相输入输出端，另一端连接电平转换芯片U3的反相输入输出端；电阻R5一端连接地，另一端连接电平转换芯片U3的接收器输出使能引脚和发送器输出使能引脚；电容C10、C11的一端均连接电源，另一端均连接地；排针P3的一端连接电平转换芯片U3的同相输入输出端，另一端连接电平转换芯片U3的反相输入输出端。
4.根据权利要求1所述面向纺织机械的远程维护终端，其特征在于，所述以太网模块包括以太网MAC控制器芯片U4、晶振Y2、排阻RP1、7个电阻R6-R12、12个电容C12-C23和RJ45网络接口；其中，所述晶振Y2一端连接以太网MAC控制器芯片U4的时钟输入引脚，另一端连接以太网MAC控制器芯片U4的时钟输出引脚；电阻R6一端连接电源，另一端连接以太网MAC控制器芯片U4的片选引脚；电阻R7一端连接电源，另一端连接以太网MAC控制器芯片U4的EEPROM时钟引脚；电阻R8一端连接电源，另一端分别连接以太网MAC控制器芯片U4的中断请求引脚和电阻R9；电阻R9一端连接以太网MAC控制器芯片U1的一个I/O引脚，另一端分别连接以太网MAC控制器芯片U4的中断请求引脚和电阻R8；电阻R10一端连接地，另一端连接以太网MAC控制器芯片U4的频带间隙引脚；电容C15、C16、C17的一端均连接电源和以太网MAC控制器芯片U4的电源引脚，另一端均连接地和以太网MAC控制器芯片U4的地引脚；电容C18、C19的一端均连接以太网MAC控制器芯片U4的2.5V接收和发送端口电源引脚，另一端均连接以太网MAC控制器芯片U4的接收和发送端口地引脚；电容C20一端连接地，另一端连接以太网MAC控制器芯片U4的时钟输入引脚；电容C21一端连接地，另一端连接以太网MAC控制器芯片U4的时钟输出引脚。
5.根据权利要求1所述面向纺织机械的远程维护终端，其特征在于，所述WiFi模块包括WiFi模块EMW1、电阻R13、R14、电容C24、C25；其中，所述电阻R13一端连接处理器U1的串口接收引脚，另一端连接WiFi模块EMW1的串口发送引脚；电阻R14一端连接处理器U1的串口允许发送引脚，另一端连接WiFi模块EMW1的串口可以接收引脚；电容R24、R25一端均连接电源，另一端均连接地。
6.根据权利要求1所述面向纺织机械的远程维护终端，其特征在于，所述系统GPRS模块包括GPRS模块U5、18个电阻R15-R32、4个电容C26-C29、4个三极管Q1-Q4、LED灯D1、D2、天线P4、SIM卡槽P5；其中，所述电阻R15一端连接处理器U1的一个I/O引脚，另一端连接三极管Q1的基极；电阻R16一端连接三极管Q1的集电极，另一端连接GPRS模块U5的开启/关闭模块引脚；电阻R21一端连接处理器U1的串口可以接收引脚，另一端连接GPRS模块U5的串口允许发送引脚；电阻R22一端连接处理器U1的串口允许发送引脚，另一端连接GPRS模块U5的串口可以接收引脚；电阻R23一端连接处理器U1的串口接收引脚，另一端连接GPRS模块U5的串口发送引脚；电阻R24一端连接处理器U1的串口发送引脚，另一端连接GPRS模块U5的串口接收引脚；电阻R25一端连接三极管Q2的集电极，另一端连接GPRS模块U5的复位引脚；电阻R26一端连接处理器U1的一个I/O引脚，另一端连接三极管Q2的基极；电容C26、C28一端均连接地，另一端均连接GPRS模块U5的电源引脚；电容C27、C29的一端均连接地，另一端均连接GPRS模块U5的实时时钟电源引脚。
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