CN104869157A - 一种通用工业自动化信息采集监控系统 - Google Patents

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CN104869157A CN201510217743.9A CN201510217743A CN104869157A CN 104869157 A CN104869157 A CN 104869157A CN 201510217743 A CN201510217743 A CN 201510217743A CN 104869157 A CN104869157 A CN 104869157A
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高明煜
李钟�
何志伟
曾毓
秦浩
马洪亮
黄梓洋
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Abstract

本发明公开了一种通用工业自动化信息采集监控系统，包括多组子站监控系统、多个可移动中继控制端、服务器数据收集转发端和PC端网络控制监控终端；每组子站监控系统中的子站监控终端通过WIFI通信模块采用TCP/IP协议与一个可移动中继控制端中的无线中继路由器通信；每个移动中继控制端中的无线中继路由器通过TCP/IP协议分别与服务器数据收集转发端中的数据库服务器和WEB服务器连接；服务器数据收集转发端中的WEB服务器通过以太网通信方式与多个PC机相连。本发明与传统的工业控制系统相比，具有智能化、低成本，操作便捷、节约人力等特点。

Description

一种通用工业自动化信息采集监控系统
技术领域
本发明涉及数据采集控制装置，特别是一种通用工业信息自动化数据采集控制装置。
背景技术
在诸多工业领域例如纺织、装配等车间工业控制器随处可见，而在实际应用中我们常常见的则是一名工人守护一台机器观测数据、记录数据、操作机器。浪费人力，且控制、数据采集方式低效、且安全性能低下。本装置采用WIFI、以太网组网技术将整个生产车间机器进行联网管理，同时在中继环节加入自主设计的可移动控制终端，解决了固定PC终端不便移动的局限性，实现了操作人员对于现场机器信息采集控制功能，设计更为人性化。
目前我国在工业电子领域发展与欧美相比自动化水平仍然处于落后状态，这主要是由工业生产智能化限制了生产力的发展，随着WIFI等诸多无线组网技术的兴起，车间的网络化管理已然成为必然的趋势，故在这里设计实现了此基于无线互联技术的工业信息采集控制装置。本装置具有极强的通用性可以应用于各式各样工业车间管理，极大的节约了成本、人力。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种工业信息自动化数据采集控制装置。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：
一种通用工业自动化信息采集监控系统，包括多组子站监控系统、多个可移动中继控制端、服务器数据收集转发端和PC端网络控制监控终端；每个可移动中继控制端包括可移动中继控制器和无线中继路由，可移动中继控制器和无线中继路由通过WIFI通信；其中每组子站监控系统包括多个子站监控终端；所述的服务器数据收集转发端包括数据库服务器和WEB服务器，数据库服务器通过TCP/IP协议与WEB服务器连接组成内部局域网；PC端网络控制监控终端包括多个PC机；每组子站监控系统中的子站监控终端通过WIFI通信模块采用TCP/IP协议与一个可移动中继控制端中的无线中继路由器通信；每个移动中继控制端中的无线中继路由器通过TCP/IP协议分别与服务器数据收集转发端中的数据库服务器和WEB服务器连接；服务器数据收集转发端中的WEB服务器通过以太网通信方式与多个PC机相连；
所述的子站监控终端包括嵌入式MCU模块、WIFI通信模块、CAN通信模块、RS485/232通信模块和8位地址编码模块；
其中WIFI通信模块通过USART接口与嵌入式MCU模块相连，RS485/232通信模块通过RS485/232通信接口与嵌入式MCU模块相连，CAN通信模块通过CAN管理芯片与嵌入式MCU模块相连，8位地址编码模块与嵌入式MCU连接，完成机器码的编码环节。
所述的可移动中继控制器包括ARM嵌入式处理器模块、WIFI通信模块、CAN通信模块、RS485/232通信模块、外部扩展SDRAM模块、以太网模块、FLASH模块、EEPROM模块、USB模块和LCD显示触控单元；
其中WIFI通信模块通过USART接口与ARM嵌入式处理器模块连接，RS485/232通信模块通过RS485/232通信接口与ARM嵌入式处理器模块连接，CAN通信模块通过CAN管理芯片与ARM嵌入式处理器模块连接，以太网模块通过以太网控制芯片与ARM嵌入式处理器模块连接，外部扩展SDRAM模块通过FMC总线与ARM嵌入式处理器模块连接，EEPROM模块通过IIC总线与ARM嵌入式处理器模块连接， FLASH模块通过SPI总线与ARM嵌入式处理器模块连接，LCD显示触控单元中触控部分通过IIC总线与ARM嵌入式处理器模块连接，LCD显示触控单元中显示部分直接与ARM嵌入式处理器模块连接，USB模块与ARM嵌入式处理器模块的USB控制器接口连接；
本发明采用上述技术方案所具有的有益效果是：提供了一种工业信息自动化采集控制装置的系统设计，该设备不仅具有数据采集、监控功能，还具有灵活的控制方式，与传统的工业控制系统相比，具有智能化、低成本，操作便捷、节约人力等特点。此外，本系统中的嵌入式处理器模块采用的是ARM公司Cortex-M4内核的ARM处理器为主控制器，其性能稳定，价格低廉，从而可以大大提高系统的性价比；固件库开发，从而降低了开发人员移植驱动程序的难度；从而提高系统的开发效率，有利于产品快速投向市场。另外一点本系统提供了CAN、232/485、WIFI、以太网、USB通信接口，可以满足绝大多数用户对于有线、无线通信方式的要求。
附图说明
图1. 总系统拓扑结构示意图；
图2. 子站监控终端模块示意图；
图3. 可移动中继控制器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明进一步说明，以帮助相关领域的科研工作者对本发明的思想有一个更加深刻的理解。
如图1所示，一种通用工业自动化信息采集监控系统，包括多组子站监控系统、多个可移动中继控制端、服务器数据收集转发端和PC端网络控制监控终端；每个可移动中继控制端包括可移动中继控制器和无线中继路由，可移动中继控制器和无线中继路由通过WIFI通信；其中每组子站监控系统包括多个子站监控终端；所述的服务器数据收集转发端包括数据库服务器和WEB服务器，数据库服务器通过TCP/IP协议与WEB服务器连接组成内部局域网；PC端网络控制监控终端包括多个PC机；每组子站监控系统中的子站监控终端通过WIFI通信模块采用TCP/IP协议与一个可移动中继控制端中的无线中继路由器通信；每个移动中继控制端中的无线中继路由器通过TCP/IP协议分别与服务器数据收集转发端中的数据库服务器和WEB服务器连接；服务器数据收集转发端中的WEB服务器通过以太网通信方式与多个PC机相连；
如图2所示，所述的子站监控终端包括嵌入式MCU模块、WIFI通信模块、CAN通信模块、RS485/232通信模块和8位地址编码模块；
其中WIFI通信模块通过USART接口与嵌入式MCU模块相连，RS485/232通信模块通过RS485/232通信接口与嵌入式MCU模块相连，CAN通信模块通过CAN管理芯片与嵌入式MCU模块相连，8位地址编码模块与嵌入式MCU连接，完成机器码的编码环节。
如图3所示，所述的可移动中继控制器包括ARM嵌入式处理器模块、WIFI通信模块、CAN通信模块、RS485/232通信模块、外部扩展SDRAM模块、以太网模块、FLASH模块、EEPROM模块、USB模块和LCD显示触控单元；
其中WIFI通信模块通过USART接口与ARM嵌入式处理器模块连接，RS485/232通信模块通过RS485/232通信接口与ARM嵌入式处理器模块连接，CAN通信模块通过CAN管理芯片与ARM嵌入式处理器模块连接，以太网模块通过以太网控制芯片与ARM嵌入式处理器模块连接，外部扩展SDRAM模块通过FMC总线与ARM嵌入式处理器模块连接，EEPROM模块通过IIC总线与ARM嵌入式处理器模块连接， FLASH模块通过SPI总线与ARM嵌入式处理器模块连接，LCD显示触控单元中触控部分通过IIC总线与ARM嵌入式处理器模块连接，LCD显示触控单元中显示部分直接与ARM嵌入式处理器模块连接，USB模块与ARM嵌入式处理器模块的USB控制器接口连接；
工作过程：
整个系统的数据交互分为数据上行传输显示和命令下行传输控制两部分。其中数据上行传输显示工作如下:全系统上电后，子站监控终端系统进行数据采集，通过无线中继路由分别传输至数据库服务器和WEB服务器，其中数据库服务器作为数据的备份储存、WEB服务器负责外部与外部PC实现数据交互，之后我们完成了个机器数据的采集显示。第二部分命令下行传输控制工作如下：采集显示后，我们通过PC终端上位机向WEB服务器发送命令，发送的命令通过WEB服务器、无线中继路由分别传送至各子监控终端，完成数据命令的下行控制。

Claims (3)

1. 一种通用工业自动化信息采集监控系统，包括多组子站监控系统、多个可移动中继控制端、服务器数据收集转发端和PC端网络控制监控终端；其特征在于：每个可移动中继控制端包括可移动中继控制器和无线中继路由；可移动中继控制器和无线中继路由通过WIFI通信；其中每组子站监控系统包括多个子站监控终端；所述的服务器数据收集转发端包括数据库服务器和WEB服务器，数据库服务器通过TCP/IP协议与WEB服务器连接组成内部局域网；PC端网络控制监控终端包括多个PC机；每组子站监控系统中的子站监控终端通过WIFI通信模块采用TCP/IP协议与一个可移动中继控制端中的无线中继路由器通信；每个移动中继控制端中的无线中继路由器通过TCP/IP协议分别与服务器数据收集转发端中的数据库服务器和WEB服务器连接；服务器数据收集转发端中的WEB服务器通过以太网通信方式与多个PC机相连。
2.根据权利要求1所述的一种通用工业自动化信息采集监控系统，其特征在于：所述的子站监控终端包括嵌入式MCU模块、WIFI通信模块、CAN通信模块、RS485/232通信模块和8位地址编码模块；
其中WIFI通信模块通过USART接口与嵌入式MCU模块相连，RS485/232通信模块通过RS485/232通信接口与嵌入式MCU模块相连，CAN通信模块通过CAN管理芯片与嵌入式MCU模块相连，8位地址编码模块与嵌入式MCU连接，完成机器码的编码环节。
3.根据权利要求1所述的一种通用工业自动化信息采集监控系统，其特征在于：所述的可移动中继控制器包括ARM嵌入式处理器模块、WIFI通信模块、CAN通信模块、RS485/232通信模块、外部扩展SDRAM模块、以太网模块、FLASH模块、EEPROM模块、USB模块和LCD显示触控单元；
其中WIFI通信模块通过USART接口与ARM嵌入式处理器模块连接，RS485/232通信模块通过RS485/232通信接口与ARM嵌入式处理器模块连接，CAN通信模块通过CAN管理芯片与ARM嵌入式处理器模块连接，以太网模块通过以太网控制芯片与ARM嵌入式处理器模块连接，外部扩展SDRAM模块通过FMC总线与ARM嵌入式处理器模块连接，EEPROM模块通过IIC总线与ARM嵌入式处理器模块连接， FLASH模块通过SPI总线与ARM嵌入式处理器模块连接，LCD显示触控单元中触控部分通过IIC总线与ARM嵌入式处理器模块连接，LCD显示触控单元中显示部分直接与ARM嵌入式处理器模块连接，USB模块与ARM嵌入式处理器模块的USB控制器接口连接。
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