CN214846341U

CN214846341U - 一种基于嵌入式的采煤机显示设备

Info

Publication number: CN214846341U
Application number: CN202121684814.3U
Authority: CN
Inventors: 李九江; 孙鹏飞; 张文琦; 刘国强; 高宇
Original assignee: Zhengzhou Coal Machinery Intelligent Working Face Technology Co ltd
Current assignee: Zhengzhou Coal Machinery Intelligent Working Face Technology Co ltd
Priority date: 2021-07-20
Filing date: 2021-07-20
Publication date: 2021-11-23
Anticipated expiration: 2031-07-20

Abstract

本实用新型公开了一种基于嵌入式的采煤机显示设备，其包括相互连接的控制单元及显示单元，控制单元包括外设主板及插接于外设主板上用于实现逻辑运算及外围设备控制的最小系统板，显示单元包括TFT液晶显示模块，外设主板上设置有显示接口，显示接口包括LVDS接口，最小系统板通过LVDS接口与TFT液晶显示模块连接。本实用新型实现了最小系统板、外设主板和显示单元的有机结合，通过最小系统板可以快速提升产品的计算能力和存储能力，通过外设主板可以快速适应各种标准的接口和通讯协议；通过Tinch TFT液晶显示模块提高显示效果。同时这种嵌入式硬件批量生产成本低，并可实现故障产品的单独更换，降低了使用成本，包括生产成本和后期维护成本。

Description

一种基于嵌入式的采煤机显示设备

技术领域

本实用新型属于采煤机显示设备领域，具体地说涉及一种基于嵌入式的采煤机显示设备。

背景技术

目前采煤机大多采用PLC控制器+工业触摸屏的方式进行控制和监控。但是，工业触摸屏画面分辨率低、显示效果差、成本高、货期长、性能低、难以实现复杂应用、维护不方便等是使用过程中遇到的痛点与难点。同时PLC控制器购买成本及后期维护成本高且往往供货时间较长，影响用户的及时使用。

因此，现有技术需要进一步改进和提高。

实用新型内容

针对现有技术的种种不足，现提出一种基于嵌入式的采煤机显示设备，代替现有的PLC控制器+工业触摸屏的结构方式，将最小系统板、外设主板与TFT液晶显示模块有机结合，提高显示效果的同时降低成本。基于嵌入式的采煤机显示设备通过采集控制单元的数据，或通过本体的通讯接口直接采集模块及传感器的数据，并通过开发的图形页面进行显示。

一种基于嵌入式的采煤机显示设备，其包括相互连接的控制单元及显示单元，控制单元包括外设主板及插接于外设主板上用于实现逻辑运算及外围设备控制的最小系统板，显示单元包括TFT液晶显示模块，外设主板上设置有显示接口，显示接口包括LVDS接口，最小系统板通过LVDS接口与TFT液晶显示模块连接。

进一步地，所述TFT液晶显示模块上设置有LED背光单元和a-20pin 6/8bit LVDS接口控制板。

进一步地，所述最小系统板上设置有CPU、分别与CPU电气连接的DDR3内存模块及EMMC存储模块，CPU为Cortex-A9双核CPU。

进一步地，所述外设主板上分别设置有与外部电源连接的供电模块、通讯接口。

进一步地，所述通讯接口包括分别与CPU连接的RS458接口、RS232接口、以太网接口、USB接口、CAN接口。

进一步地，所述外设主板上还设置有用于插接SIM卡的SIM卡座。

进一步地，所述外设主板上还设置有用于插接固态硬盘的M2插座。

进一步地，所述外设主板上还设置有用于插接Mini PCle扩展卡的Mini PCle插座。

进一步地，所述外设主板上还设置有与CPU连接用于插接扩展插卡的ISA总线接口，扩展插卡包括显卡、声卡或网卡。

进一步地，所述外设主板上还设置有用于插接Micro SD卡的Micro SD卡座。

综上所述，本实用新型相比于现有技术具有如下有益效果：

本实用新型提出的基于嵌入式的采煤机显示设备，实现了最小系统板、外设主板和显示单元的有机结合，通过最小系统板可以快速提升产品的计算能力和存储能力，通过外设主板可以快速适应各种标准的接口(比如CAN、RJ45、DB9、USB、LVDS、HDMI)和通讯协议(比如CAN open、modbus TCP、modbus RTU)；通过Tinch TFT液晶显示模块提高显示效果。软件基于Linux平台，显示单元优选采用G070Y2-L01屏幕，实现各种设备的灵活组合和快速迭代。

本实用新型由独立的控制单元与独立的显示单元构成。控制单元采用最小系统加外设主板的结构，其中，最小系统板可完成复杂的逻辑运算、文件读写、文件存储等功能，外设主板为最小系统板与外设的设备连接提供各种接口，可替换PLC控制器应用于采煤机上，实现智能化控制采煤机的目的。同时这种嵌入式硬件批量生产成本低，并可实现故障产品的单独更换，降低了使用成本，包括生产成本和后期维护成本。

附图说明

图1是本实用新型具体实施例1中最小系统板的系统逻辑结构示意图；

图2是本实用新型具体实施例1中基于嵌入式的采煤机显示设备的结构示意图；

附图中：100、最小系统板；101、CPU；102、DDR3内存模块；103、EMMC存储模块；200、外设主板；201、供电模块；202、以太网接口；203、USB接口；204、RS485接口；205、RS232接口；206、LVDS接口；207、TTL显示接口；208、HDMI接口；209、ISA总线接口；210、UART接口；211、CAN1接口；212、CAN2接口；213、CAN3接口；214、CAN4接口；216、SIM卡座；217、Mini PCle插座；218、Micro SD卡座；219、M2插座；300、显示单元。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合本实用新型的实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本实用新型创造。

具体实施例1

如图1-2所示，一种基于嵌入式的采煤机显示设备，其包括相互连接的控制单元及显示单元，控制单元包括外设主板200及插接于外设主板200上用于实现逻辑运算及外围设备控制的最小系统板100，显示单元300包括TFT液晶显示模块，外设主板200上设置有显示接口，显示接口包括LVDS接口206，最小系统板100通过LVDS接口206与TFT液晶显示模块连接。

具体的，Tinch TFT液晶显示模块优选为G070Y2-L01屏幕。该G070Y2-L01屏幕是一款Tinch TFT液晶显示模块，带有LED背光单元和a-20pin 6/8bit LVDS接口控制板。LED背光单元转换器内置。该模块支持800(R.G.B)*480WVGA模式。可以根据需要更换屏幕，以匹配不同配置和不同尺寸。

进一步地，最小系统板100上设置有CPU101、分别与CPU101电气连接的DDR3内存模块102及EMMC存储模块103，CPU101为Cortex-A9双核CPU。

进一步地，外设主板200上分别设置有与外部电源连接的供电模块201、通讯接口及显示接口，通讯接口包括分别与CPU101连接的RS458接口、RS232接口205、以太网接口202、USB接口203、CAN接口。通过将最小系统板100插接至外设主板200上，最小系统板100主要完成复杂的逻辑运算、文件读写、文件存储等功能，外设主板200主要为最小系统板100提供各种接口，最小系统板100通过各种接口进行信号采集、发出指令、文件存储、人机界面显示、系统维护与调试等动作，其具有生产成本低等优点。

具体的，最小系统板100可拆卸地插接在外设主板200上对应的插槽内，实现最小系统板100与外设主板200之间的电连接。最小系统板100插接于外设主板200的中心区域，外设主板200上的各供电模块201、通讯接口及显示接口环绕最小系统板100外围设置。CPU101通过RS485接口204与外设的Modbus RTU协议的设备通讯连接。最小系统板100上对应通讯接口设置有通讯接口电路，对应显示接口设置有显示接口电路，对应供电模块201设置有电源电路，通讯接口电路及显示接口电路及电源电路均与CPU101上相对应的引脚相连。本实施例中，系统供电为DC9～DC36V/3A，其具有宽电压范围。DDR3内存模块102、EMMC存储模块103用于存储CPU101处理过程中的数据。CPU101通过以太网接口202接无线路由器，用于程序下载、更新及提供Modbus TCP服务。优选的，以太网接口202为双以太网口，以方便扩展，连接更多外设。CPU101通过LVDS接口206接液晶屏。Cortex-A9双核CPU101是现有技术中性能较高的ARM处理器，可实现受到广泛支持的ARMv7体系结构的丰富功能。优选的，本实施例中，LVDS接口206的分辨率为800*600，该分辨率可根据实际需要进行适应性调整。

进一步地，USB接口203设置三个且三个USB接口203由两个USB_HOST接口及一个USB_OTG接口组成，可与外设的存储设备连接以扩展存储空间，存储CPU101处理过程中的历史曲线及历史数据，实现程序下载、数据转移及扩展内存等功能。

进一步地，显示接口还包括HDMI接口208、TTL显示接口207，HDMI接口208及TTL显示接口207分别用于备用接外设的显示器。

进一步地，外设主板200上还设置有用于插接SIM卡的SIM卡座216，当SIM卡座216上插入SIM卡后可实现与云服务器的交互。

进一步地，外设主板200上还设置有用于插接固态硬盘的M2插座219。

进一步地，外设主板200上还设置有用于插接Mini PCle扩展卡的Mini PCle插座217。

进一步地，外设主板200上还设置有与CPU101连接用于插接扩展插卡的ISA总线接口209，扩展插卡包括显卡、声卡或网卡。

进一步地，CPU101通过CAN总线与外设的扩展模块连接，外设的扩展模块的功能一是采集输入信号进行逻辑运算，如温度、液位、压力及按钮等，二是输出指令信号驱动执行器，执行器执行截割、摇臂及灯显示等指令。

进一步地，CAN接口设置两个，必要时可以用来扩展CAN总线，与支持CAN通讯的设备进行数据通讯。

优选的，本实施例中，CAN接口设置四个，四个CAN接口分别为CAN1接口211、CAN2接口212、CAN3接口213、CAN4接口214，分别实现CPU101与外设的左右遥控器、变频器、编码器及集中控制中心连接。其中，CPU101通过CAN4接口214与集中控制中心远程通信连接。

进一步地，外设主板200上还设置有用于插接Micro SD卡的Micro SD卡座218，当其插入Micro SD卡后，可扩展存储空间，存储CPU101处理过程中的历史曲线及历史数据。

进一步地，通讯接口还包括与CPU101连接用于提供串口通信的UART接口210。

具体的，本实施例中RS232接口205设置两个且两个RS223接口分别为COM3_RS232接口205及DBG_RGS232接口，可进行开发调试。

以上已将本实用新型做一详细说明，以上，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。

Claims

1.一种基于嵌入式的采煤机显示设备，其特征在于，包括相互连接的控制单元及显示单元，控制单元包括外设主板及插接于外设主板上用于实现逻辑运算及外围设备控制的最小系统板，显示单元包括TFT液晶显示模块，外设主板上设置有显示接口，显示接口包括LVDS接口，最小系统板通过LVDS接口与TFT液晶显示模块连接。

2.根据权利要求1所述的基于嵌入式的采煤机显示设备，其特征在于，所述TFT液晶显示模块上设置有LED背光单元和a-20pin 6/8bit LVDS接口控制板。

3.根据权利要求1所述的基于嵌入式的采煤机显示设备，其特征在于，所述最小系统板上设置有CPU、分别与CPU电气连接的DDR3内存模块及EMMC存储模块，CPU为Cortex-A9双核CPU。

4.根据权利要求3所述的基于嵌入式的采煤机显示设备，其特征在于，所述外设主板上分别设置有与外部电源连接的供电模块、通讯接口。

5.根据权利要求4所述的基于嵌入式的采煤机显示设备，其特征在于，所述通讯接口包括分别与CPU连接的RS458接口、RS232接口、以太网接口、USB接口、CAN接口。

6.根据权利要求3所述的基于嵌入式的采煤机显示设备，其特征在于，所述外设主板上还设置有用于插接SIM卡的SIM卡座。

7.根据权利要求3所述的基于嵌入式的采煤机显示设备，其特征在于，所述外设主板上还设置有用于插接固态硬盘的M2插座。

8.根据权利要求3所述的基于嵌入式的采煤机显示设备，其特征在于，所述外设主板上还设置有用于插接Mini PCle扩展卡的Mini PCle插座。

9.根据权利要求3所述的基于嵌入式的采煤机显示设备，其特征在于，所述外设主板上还设置有与CPU连接用于插接扩展插卡的ISA总线接口，扩展插卡包括显卡、声卡或网卡。

10.根据权利要求3所述的基于嵌入式的采煤机显示设备，其特征在于，所述外设主板上还设置有用于插接Micro SD卡的Micro SD卡座。