CN203101945U - 远程核心数据监测控制装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及远程核心数据监测控制装置，包括处理器，以及通过系统总线和处理器连接的存储器、通信单元和以太网接口，通信单元中包括了2.5G/3G通信模块和ZigBee通信模块，所述处理器还通过总线转换桥与至少一个接口转换模块连接，接口转换模块中具有连接外部通信设备的接口。本实用新型的远程核心数据监测控制装置，能够将不同厂商的各种传感器、仪表、智能终端、智能系统或设备通过标准的通信协议或规约连接在一起，实现了对不同外接设备统一的调度和管理，有效的节省了系统控制成本，明显提高了运行效率。

Description

远程核心数据监测控制装置
技术领域
本实用新型涉及网络通信设备，具体的讲是远程核心数据监测控制装置。
背景技术
随着工业、电子技术发展，特别是工业控制技术的不断进步和完善，控制领域出现了各种现场控制系统或设备，如DAS（开放系统直连式存储）、DCS（分散控制系统）等，各种智能终端，如PLC（可编程控制器）、RTU（远程终端装置）等，以及各类智能传感器和测量仪表等。现有技术中，这些装置和设备一般是各自独立，互不相干的，或者各自配置一套与上位机和工作站进行通信的装置。这样的缺点是：现场系统和设备执行的通讯协议、以及设备本身的兼容性差，各厂商软、硬件设备间具有很强的排斥性，难以实现各种系统资源的共享，难以实现各个系统的统一指挥调度，系统控制成本高。
实用新型内容
本实用新型提供了一种远程核心数据监测控制装置，将不同厂商的各种传感器、仪表、智能终端、智能系统或设备通过标准的通信协议或规约连接在一起，实现统一的调度和管理，以节省系统控制成本，提高运行效率。
本实用新型的远程核心数据监测控制装置，包括处理器，以及通过系统总线和处理器连接的存储器、通信单元和以太网接口，通信单元中包括了2.5G/3G通信模块和ZigBee通信模块，所述处理器还通过总线转换桥与至少一个接口转换模块连接，接口转换模块中具有连接外部通信设备的接口。2.5G/3G通信模块用于与上位机进行本地/远程无线网络通信，ZigBee通信模块使用免费频段2.4G与本装置各模块之间进行本地无线组网和通信，以太网接口可挂接两个RJ-45双绞线网络接口，用于与上位机进行本地/远程Internet通信。存储器中存储有嵌入式操作系统和对数据进行采集、通信、处理和控制的远程核心数据监测控制模块（RCDSD），通过接口转换模块与外部的各种通信设备连接，使各通信设备集于一个控制装置中，再通过操作系统和远程核心数据监测控制模块实现了统一管理和控制。
具体的，处理器通过总线转换桥连接有第一接口转换模块、第二接口转换模块和第三接口转换模块，其中第一接口转换模块至少具有RS232串行接口和RS485串行接口，第二接口转换模块至少具有RS422/RS485类型的I/O接口，该接口可以通过第一接口转换电路的RS485接口进行配置，第三接口转换模块至少具有RS422CAN总线接口或HDLC链路接口（高级数据链路控制接口）。
进一步的，第三接口转换模块中的RS422接口中内置有IRIG-B（一种时钟码）时钟同步接口。
进一步的，处理器通过总线转换桥还连接有GPS模块，GPS模块用于本装置的定位和系统时钟同步。
进一步的，处理器上设置有JTAG调试接口（Joint Test Action Group一种国际标准测试协议）。
进一步的，处理器通过I2C总线与实时时钟电路连接。
进一步的，处理器通过I2C总线与系统复位电路连接，复位电路可以是看门狗电路，看门狗电路是单片机系统里的一种常见电路结构。
具体的，所述的存储器包括Flash存储器和SDRAM存储器，在Flash存储器中存储有所述的远程核心数据监测控制模块。
进一步的，所述的Flash存储器包括引导Flash存储器和文件系统Flash存储器，用于分开存储不同的数据。
本实用新型的远程核心数据监测控制装置，能够将不同厂商的各种传感器、仪表、智能终端、智能系统或设备通过标准的通信协议或规约连接在一起，实现了对不同外接设备统一的调度和管理，有效的节省了系统控制成本，明显提高了运行效率。
以下结合实施例的具体实施方式，对本实用新型的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本实用新型上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本实用新型的范围内。
附图说明
图1为本实用新型远程核心数据监测控制装置的结构示意图。
图2为图1的应用示意图。
具体实施方式
如图1所示本实用新型远程核心数据监测控制装置，包括MPC83XX系列的处理器，以及通过32Bit333MHz的系统总线和处理器连接的存储器、通信单元和10/100/1000M的以太网接口，通信单元中包括了2.5G/3G通信模块和ZigBee通信模块。32Bit333MHz系统总线通过局部总线转换桥转换为32Bit66MHz总线。所述处理器还通过总线转换桥连接有第一接口转换模块、第二接口转换模块和第三接口转换模块，其中第一接口转换模块具有RS232串行接口和RS485串行接口，第二接口转换模块具有两个RS422/RS485类型的I/O接口，该接口可以通过第一接口转换电路的RS485接口进行配置，第三接口转换模块具有两个RS422CAN总线接口或HDLC链路接口（高级数据链路控制接口），RS422接口中内置有IRIG-B（一种时钟码）时钟同步接口。接口转换模块中具有连接外部通信设备的接口。2.5G/3G通信模块用于与上位机进行本地/远程无线网络通信，ZigBee通信模块使用使用免费频段2.4G与本装置各模块之间进行本地无线组网和通信，以太网接口可挂接两个RJ-45双绞线网络接口，用于与上位机进行本地/远程Internet通信。存储器包括Flash存储器和SDRAM存储器，在Flash存储器中存储有嵌入式操作系统和对数据进行采集、通信、处理和控制的远程核心数据监测控制模块（RCDSD）。其中Flash存储器还分为引导Flash存储器和文件系统Flash存储器，用于分开存储不同的数据。处理器通过总线转换桥还连接有GPS模块，GPS模块用于本装置的定位和系统时钟同步，处理器上设置有JTAG调试接口，并且处理器通过I2C总线连接有实时时钟电路和系统复位电路。
本实用新型的装置通过外部电源供电，当外部电源断电的情况下，使用备用电池(+5V)供电；一旦外部电源正常，可以自动切换回外部电源；可以远程分、合所述电源开关。处理器采用Motorola公司的MPC8313E(PowerQUICC E300C3内核)芯片，该芯片工作频率333MHz，L1缓存I/D16K/16K，具备浮点处理器，运算能力700MIPS；内存：32位DDR2SDRAM，总线333MHz，容量128Mbyte；8M bytes NorFlash，128Mbyte NandFlash；电源：3.3V，最大功耗<3W。该处理器设计基于PowerPC架构，具有集成安全性能，满足市场对低价位处理器的需求。处理器能够安全地传输和处理多个内容丰富的多媒体流。MPC8313E将千兆以太网(GigE)、USB2.0、高速互连和高级电源管理技术独特地组合在一起，为各种不同的消费应用提供理想平台。这种经济高效的设备可以满足消费者对数字技术的一些关键需求，包括隐私保护、服务质量、易用性功能。
如图2所示，本实用新型装置将移动和物联网通信技术应用于工业设备控制，装置的作用类似于PLC或RTU（远程终端装置），兼具网关（Gateway）功能。本装置之间可以进行本地ZigBee无线组网，其丰富的接口可以连接各种具有相应接口的工业控制系统或设备。通过以太网或工业总线，连接控制系统或设备，如DAS（开放系统直连式存储）、DCS（分散控制系统）、各种智能终端，如PLC、FTU（馈线终端装置）、RTU（远程终端装置）、TTU（配电变压器监测终端），各种测量仪表和传感器等，并可通过2.5G/3G的有线/无线通信方式与本地/远程上位机、工作站等进行通信。
本实用新型的装置可广泛应用于电力、石油、化工、制造、环境、水利、地质灾害等领域，实现各种系统资源的共享及各个系统的统一指挥调度，提高设备、系统的兼容性和稳定性，降低控制成本。主要功能有，厂站自动化：实现厂站保护、测控单元仪表、传感器等的数据采集与监控，DAS、DCS等控制系统或设备与PLC、FTU、RTU、TTU等各种智能终端的数据采集、转发与监控，进行控制、监测和报警等信息的实时处理；调度自动化：汇接调度主站系统、厂站自动化系统与管理自动化系统等的实时数据，并进行实时处理，实现信息的互联互通，从而实现调度功能。
本实用新型的装置采用模块化、多线程设计和调度管理，支持标准工业总线，满足大系统、高可靠性、易用性的要求，除核心部件外，用户可根据不同需求选择扩展部件，系统扩容、升级简便；装置系统故障自检，故障报警、故障排除后系统自动恢复，可靠性高，容易操作；内置丰富的工业通信协议或规约库，灵活的规约接口，便于集成，便于系统接入及扩展；本装置支持双服务器、双网络、双前置机容错、备份和冗余，支持两种以上通信模式容错、备份和冗余，支持多级设备监控权，支持多重安全级别；支持HTTP/FTP网络协议，采用浏览器进行带加密功能的系统参数配置、测量值和状态量查询、系统复位、双机切换等等,具备远程网络维护、管理功能。并且装置支持OPC数据交换（用于过程控制的对象连接与嵌入），提供高级编程接口（API）和二次脚本开发语言，满足高级用户的特殊开发需求，便于与别的系统进行连接。只要外接的现场控制系统或设备、智能终端、仪表、传感器等设备遵守国际国内当前主流的工业现场通信协议或规约（如部颁CDT、CANBus、ModBus、LonWorks、IEC60870-5-101/103/104、SC1801、DNP3.0、POLLING、OPC等），本装置就能够自动、实时地采集接入设备的运行过程或状态的监视、测量信息，包括进行时钟同步，并对这些信息进行处理和上传；同时该装置还可以自动、实时地将上位机的控制命令下发给所接入的现场控制系统或设备、智能终端、仪表、传感器等，实现系统资源的共享和统一指挥调度。

Claims (9)

1.远程核心数据监测控制装置，其特征包括：处理器，以及通过系统总线和处理器连接的存储器、通信单元和以太网接口，通信单元中包括了2.5G/3G通信模块和ZigBee通信模块，所述处理器还通过总线转换桥与至少一个接口转换模块连接，接口转换模块中具有连接外部通信设备的接口。
2.如权利要求1所述的远程核心数据监测控制装置，其特征为：处理器通过总线转换桥连接有第一接口转换模块、第二接口转换模块和第三接口转换模块，其中第一接口转换模块至少具有RS232串行接口和RS485串行接口，第二接口转换模块至少具有RS422/RS485类型的I/O接口，第三接口转换模块至少具有RS422CAN总线接口。
3.如权利要求2所述的远程核心数据监测控制装置，其特征为：第三接口转换模块中的RS422接口中内置有IRIG-B时钟同步接口。
4.如权利要求1所述的远程核心数据监测控制装置，其特征为：处理器通过总线转换桥还连接有GPS模块。
5.如权利要求1所述的远程核心数据监测控制装置，其特征为：处理器上设置有JTAG调试接口。
6.如权利要求1所述的远程核心数据监测控制装置，其特征为：处理器通过I2C总线与实时时钟电路连接。
7.如权利要求1所述的远程核心数据监测控制装置，其特征为：处理器通过I2C总线与系统复位电路连接。
8.如权利要求1至7之一所述的远程核心数据监测控制装置，其特征为：所述的存储器包括Flash存储器和SDRAM存储器。
9.如权利要求8所述的远程核心数据监测控制装置，其特征为：所述的Flash存储器包括引导Flash存储器和文件系统Flash存储器。
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