CN214098423U - 一种无纸记录仪用主控模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工业仪表技术领域，其目的在于提供一种无纸记录仪用主控模块。所采用的技术方案是：一种无纸记录仪用主控模块，包括ARM芯片和与ARM芯片电连接的FPGA芯片，所述ARM芯片电连接有显示模块接口、输入模块接口和存储接口，所述FPGA芯片电连接有数据传输接口；所述FPGA芯片，用于通过数据传输接口接收并处理工业数据，然后将处理后的工业数据发送至ARM芯片；所述ARM芯片，用于接收处理后的工业数据，并根据处理后的工业数据得到故障信息、报警信息和/或正常运行信息，然后输出故障信息、报警信息和/或正常运行信息至显示模块接口和存储接口；所述ARM芯片，还用于接收由存储接口输入的配置文件。本实用新型安全性高，可避免数据泄露的问题。

Description

一种无纸记录仪用主控模块

技术领域

本实用新型涉及工业仪表技术领域，特别是涉及一种无纸记录仪用主控模块。

背景技术

无纸记录仪为可将采集或运算的数据以时间为基轴、无消耗任何常用的记录设施。无纸记录仪在使用过程中，可将原本需要通过纸张及笔墨等工具记录的内容存储在仪器内部的存储模块内，并可将仪器内部的存储数据通过运算及模拟后显示在液晶屏上。然而，现有技术中的无纸记录仪，其通常通过在先夏装软件包的方式进行参数配置，使得无纸记录仪内数据易泄露，造成无纸记录仪存在安全性低的问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种无纸记录仪用主控模块。

本实用新型采用的技术方案是：

一种无纸记录仪用主控模块，包括ARM芯片和与ARM芯片电连接的FPGA芯片，所述ARM芯片电连接有显示模块接口、输入模块接口和存储接口，所述FPGA芯片电连接有数据传输接口；

所述FPGA芯片，用于通过数据传输接口接收并处理工业数据，然后将处理后的工业数据发送至ARM芯片；

所述ARM芯片，用于接收处理后的工业数据，并根据处理后的工业数据得到故障信息、报警信息和/或正常运行信息，然后输出故障信息、报警信息和/或正常运行信息至显示模块接口和存储接口；所述ARM芯片，还用于接收由存储接口输入的配置文件。

优选地，所述主控模块还包括监测模块，所述ARM芯片和FPGA芯片均与监测模块电连接。

优选地，所述ARM芯片通过GPMC接口与FPGA芯片通信，数据采集模块通过RS485与FPGA芯片通信。

优选地，所述ARM芯片还电连接有状态指示接口；当ARM芯片根据处理后的工业数据得到故障信息、报警信息和/或正常运行信息时，还将故障信息、报警信息和/或正常运行信息输出至状态指示接口。

优选地，所述ARM芯片还电连接有复位按钮。

优选地，所述ARM芯片还电连接有RTC。

优选地，所述ARM芯片和FPGA芯片均电连接有内存储器。

进一步优选地，所述内存储器采用规格为DDR3的存储器和/或FLASH存储器实现。

优选地，所述ARM芯片和FPGA芯片均连接有JTAG接口。

优选地，所述ARM芯片的电源输入极电连接有电源诊断模块。

本实用新型的有益效果集中体现在，安全性高，可避免数据泄露的问题。具体来说，本实用新型中的ARM芯片通过存储模块连接外部的存储模块，在使用过程中，ARM芯片可通过存储接口接收外部存储模块的配置文件，然后ARM芯片可对FPGA芯片、显示模块及输入模块进行运行配置，从而提升无纸记录仪用主控模块的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的控制框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例来对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。

应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

应当理解，在本文中若将单元称作与另一个单元“连接”、“相连”或“耦合”时，它可以与另一个单元直相连接或耦合，或中间单元可以存在。相対地，在本文中若将单元称作与另一个单元“直接相连”或“直接耦合”时，表示不存在中间单元。另外，应当以类似方式来解释用于描述单元之间的关系的其他单词(例如，“在……之间”对“直接在……之间”，“相邻”对“直接相邻”等等)。

应当理解，本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并不意在限制本发明的示例实施例。若本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解，若术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”在本文中被使用时，指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性，并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。

应当理解，还应当注意到在一些备选实施例中，所出现的功能/动作可能与附图出现的顺序不同。例如，取决于所涉及的功能/动作，实际上可以实质上并发地执行，或者有时可以以相反的顺序来执行连续示出的两个图。

应当理解，在下面的描述中提供了特定的细节，以便于对示例实施例的完全理解。然而，本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实例中，可以不以不必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。

实施例1：

本实施例提供一种无纸记录仪用主控模块，如图1所示，包括ARM(Advanced RISCMachines，处理器)芯片和与ARM芯片电连接的FPGA芯片，所述ARM芯片电连接有显示模块接口、输入模块接口和存储接口，所述FPGA芯片电连接有数据传输接口；

所述FPGA芯片，用于通过数据传输接口接收并处理工业数据，然后将处理后的工业数据发送至ARM芯片；

所述ARM芯片，用于接收处理后的工业数据，并根据处理后的工业数据得到故障信息、报警信息和/或正常运行信息，然后输出故障信息、报警信息和/或正常运行信息至显示模块接口和存储接口；所述ARM芯片，还用于接收由存储接口输入的配置文件。

本实施例中，显示模块接口用于连接如LCD屏的显示模块，输入模块接口用于连接如键盘的输入模块，存储接口用于连接如SD卡的存储模块。本实施例中，存储模块的容量为64GB，可实现64GB容量的数据存储。本实施例中，显示模块的显示方式包括数字显示、棒图显示、曲线显示及报警列表等，FPGA芯片采集的数据通常包括温度、压力、流量、液位、电压、电流、湿度、频率、振动及转速等数据。

其中，FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)芯片，其既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

无纸记录仪用主控模块用于收集各模块上报的采集数据，对数据、故障、报警信息等进行存储、显示和查询，同时可通过按键和LCD屏对用户、设备和参数进行设置。

本实施例的安全性高，可避免数据泄露的问题。具体来说，本实施例中的ARM芯片连接外部的存储模块，在使用过程中，ARM芯片可通过存储接口接收外部存储模块的配置文件，然后ARM芯片可对FPGA芯片、显示模块及输入模块进行运行配置，从而提升无纸记录仪用主控模块的安全性。

本实施例中，FPGA芯片的数据传输接口通过排线电连接有背板，背板上设置有插槽端子，数据采集模块通过插槽端子与背板电连接，由此实现数据采集模块与FPGA芯片的电连接。其中，FPGA芯片与背板之间连接的排线构成主控模块与数据采集模块之间的冗余通道，ARM芯片还可基于由外部存储模块获取的配置文件进行通道参数和数据存储参数的配置。

需要说明的是，本实施例中的主控模块是无纸记录仪的核心，其主要功能是管理用户权限，按照用户配置的设备参数，与各数据采集模块进行通信，下发配置参数及控制命令，接收各数据采集模块上传的实时采集数据，并进行逻辑运算和数据处理，协调各数据采集模块完成系统控制功能，同时检测各数据采集模块运行状态，处理故障信息、告警信息等。

主控模块按照用户配置的参数进行数据存储，将采集数据和状态同步存入存储模块中。

主控模块外接LCD显示屏和键盘，用户可通过键盘和LCD屏进行交互操作，实现设备参数配置、实时状态显示和历史数据查询等功能。

在运行状态下，设备可按照用户配置的参数运行，主控模块的工作原理如下：

1)主控模块与各数据采集模块进行冗余通信，主控模块向数据采集模块下发参数配置及控制命令；

2)各数据采集模块采集现场传感器信号，并上传至主控模块；

3)主控模块接收各数据采集模块上传的采集数据，进行逻辑运算和数据处理；

4)主控模块检测自身和各数据采集模块的运行状态，处理自身和各数据采集模块的故障告警信息，并进行运行状态指示；

5)主控模块按照用户设定的存储时间参数，将采集和处理后的数据和状态信息存入内存储器和外部的存储模块中。

本实施例中，所述主控模块还包括监测模块，所述ARM芯片和FPGA芯片均与监测模块电连接。本实施例中，监测模块采用MPU(Microprocessor Unit，微处理器)实现，MPU可实现对ARM芯片和FPGA芯片的诊断及监视。

本实施例中，所述ARM芯片通过GPMC(Group Policy Management Console，存储控制器)接口与FPGA芯片通信，数据采集模块通过RS485与FPGA芯片通信。此即，ARM芯片通过GPMC接口与FPGA芯片实现高速数据通信，FPGA芯片负责数据解析、验证、处理及转发功能。GPMC提供了集中的组策略管理方案，可以大大减少不正确的组策略可能导致的网络问题并简化组策略相关的安全问题，解决了组策略部署中的难点，可减轻管理员们在实施组策略时所承担的沉重包袱。

本实施例中，所述ARM芯片还电连接有状态指示接口；当ARM芯片根据处理后的工业数据得到故障信息、报警信息和/或正常运行信息时，还将故障信息、报警信息和/或正常运行信息输出至状态指示接口。应当理解的是，状态指示接口用于连接状态指示灯，状态指示灯用于显示设备故障信息、报警信息和/或正常运行信息，具体地，状态指示灯可通过不同颜色显示设备故障信息、报警信息和/或正常运行信息，以便于用户及时查看设备运行状态。

本实施例中，所述ARM芯片还电连接有复位按钮。用户在使用功能本实施例的过程中，可通过复位按钮对ARM芯片进行复位操作。

本实施例中，所述ARM芯片还电连接有RTC(Real_Time Clock，时钟芯片)。RTC用于实现主控模块的计时功能。

本实施例中，所述ARM芯片和FPGA芯片均电连接有内存储器。

进一步地，所述内存储器采用规格为DDR3的存储器和/或FLASH存储器实现。

本实施例中，所述ARM芯片和FPGA芯片均连接有JTAG接口。需要说明的是，JTAG(Joint Test Action Group，联合测试工作组)是一种国际标准测试协议(IEEE 1149.1兼容)，JTAG接口主要用于FPGA芯片内部测试。

本实施例中，所述ARM芯片的电源输入极电连接有电源诊断模块。本实施例中，电源诊断模块可对ARM芯片进行电源诊断，利于提升ARM芯片的用电安全性。

以上所描述的多个实施例仅仅是示意性的，若涉及到作为分离部件说明的单元，其可以是或者也可以不是物理上分开的；若涉及到作为单元显示的部件，其可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

最后应说明的是，本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种无纸记录仪用主控模块，其特征在于：包括ARM芯片和与ARM芯片电连接的FPGA芯片，所述ARM芯片电连接有显示模块接口、输入模块接口和存储接口，所述FPGA芯片电连接有数据传输接口；

所述FPGA芯片，用于通过数据传输接口接收并处理工业数据，然后将处理后的工业数据发送至ARM芯片；

所述ARM芯片，用于接收处理后的工业数据，并根据处理后的工业数据得到故障信息、报警信息和/或正常运行信息，然后输出故障信息、报警信息和/或正常运行信息至显示模块接口和存储接口；所述ARM芯片，还用于接收由存储接口输入的配置文件。

2.根据权利要求1所述的一种无纸记录仪用主控模块，其特征在于：所述主控模块还包括监测模块，所述ARM芯片和FPGA芯片均与监测模块电连接。

3.根据权利要求1所述的一种无纸记录仪用主控模块，其特征在于：所述ARM芯片通过GPMC接口与FPGA芯片通信，数据采集模块通过RS485与FPGA芯片通信。

4.根据权利要求1所述的一种无纸记录仪用主控模块，其特征在于：所述ARM芯片还电连接有状态指示接口；当ARM芯片根据处理后的工业数据得到故障信息、报警信息和/或正常运行信息时，还将故障信息、报警信息和/或正常运行信息输出至状态指示接口。

5.根据权利要求1所述的一种无纸记录仪用主控模块，其特征在于：所述ARM芯片还电连接有复位按钮。

6.根据权利要求1所述的一种无纸记录仪用主控模块，其特征在于：所述ARM芯片还电连接有RTC。

7.根据权利要求1所述的一种无纸记录仪用主控模块，其特征在于：所述ARM芯片和FPGA芯片均电连接有内存储器。

8.根据权利要求7所述的一种无纸记录仪用主控模块，其特征在于：所述内存储器采用规格为DDR3的存储器和/或FLASH存储器实现。

9.根据权利要求1所述的一种无纸记录仪用主控模块，其特征在于：所述ARM芯片和FPGA芯片均连接有JTAG接口。

10.根据权利要求1所述的一种无纸记录仪用主控模块，其特征在于：所述ARM芯片的电源输入极电连接有电源诊断模块。

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