一种基于天脉操作系统的状态监控计算机技术方案

本实用新型专利技术提出一种基于天脉操作系统的状态监控计算机，作为集成化的硬件平台，能够切实满足各种不同的应用需要。该状态监控计算机包括集成在同一块主板上的处理器模块、存储设备、模拟量采集模块、数字量采集模块、数字量输出模块、通信模块以及扩展总线模块；其中数字量采集模块和数字量输出模块均通过相应的输入/输出扩展器实现，并且使用光耦隔离，输入/输出扩展器通过I2C接口与处理器模块连接；通信模块包括以太网接口、调试接口、PROFIBUS模块，其中：PROFIBUS模块相应的PROFIBUS‑DP从站控制器通过并口与处理器模块连接，调试接口相应的RS232控制器通过UART与处理器模块相连接。

A State Monitoring Computer Based on Tianmai Operating System

The utility model proposes a condition monitoring computer based on Tianmai operating system, which is an integrated hardware platform and can meet various application needs. The state monitoring computer consists of processor module, storage device, analog acquisition module, digital acquisition module, digital output module, communication module and extended bus module integrated on the same motherboard. The digital acquisition module and digital output module are implemented by corresponding input/output expander, and are optocoupler isolated and input/output expanded. The developer connects with the processor module through I2C interface, and the communication module includes Ethernet interface, debugging interface and PROFIBUS module. The PROFIBUS DP slave controller of the PROFIBUS module is connected with the processor module through parallel port, and the RS232 controller of the debugging interface is connected with the processor module through UART.

【技术实现步骤摘要】
一种基于天脉操作系统的状态监控计算机
本技术涉及一种状态监控计算机。
技术介绍
设备运行状态监测和管理系统(ConditionManageSystem)可以很好的实现对现场设备管理的科学化、合理化，是实现对现场数据进行各种实时数据分析和处理的中心系统。使其广泛地运用在军工、工业和商业领域。随着国产化要求的提出，基于国产化操作系统的状态监控计算机成为了状态监测、管理方向的趋势。目前，常规的状态监控计算机接口和配置较为单一，难以满足实际工作中不同的应用需要。
技术实现思路
本技术提出一种基于天脉操作系统的状态监控计算机，作为集成化的硬件平台，能够切实满足各种不同的应用需要。本技术的解决方案如下：该基于天脉操作系统的状态监控计算机包括集成在同一块主板上的处理器模块、存储模块、模拟量采集模块、数字量采集模块、数字量输出模块、通信模块以及扩展总线模块；所述处理器模块包括在嵌入式单板上设置的CPU和RAM，并提供与其它模块连接的标准接口；所述存储模块主要为eMMC，与处理器模块连接；所述模拟量采集模块采用ADC电路实现，通过I2C与处理器模块连接；所述数字量采集模块和数字量输出模块均通过相应的输入/输出扩展器实现，并且使用光耦隔离，输入/输出扩展器通过I2C接口与处理器模块连接；所述通信模块包括以太网接口、调试接口、PROFIBUS模块，其中：PROFIBUS模块由PROFIBUS‐DP从站控制器实现，该控制器通过并口与处理器模块连接；调试接口为RS232接口，相应的RS232控制器通过UART与处理器模块相连接；所述扩展总线模块包括RS485总线模块和CAN总线模块，通过相应的UART与处理器模块相连。主要的优化选型如下：所述处理器模块采用飞思卡尔的I.MX6Quad作为处理器。所述模拟量采集模块采用AD7997芯片电路实现。本技术具有以下有益效果：1、模块化设计，线路构造清晰，结构简明，集成度高，能够支持多种功能/需求。2、配置多种扩展总线模块，可针对不同的用户需求进行自主扩展相应外设。附图说明图1为本技术的线路构造示意图。具体实施方式如图1所示，本技术是针对不同的功能设计独立的各个模块，将多个模块集成到同一块主板上，并安装于专用机箱中。主要模块有：处理器模块、存储模块、模拟量采集模块、数字量采集模块、数字量输出模块、通信模块以及扩展总线模块。扩展总线模块通过连接器对外输出，各模块(也包含扩展总线模块)通过相应标准接口连接。处理器模块设计为嵌入式单板，主要包含CPU、DRAM，构成状态监控计算机的运行基础，并提供与其它模块连接的标准接口。可应用于基于天脉操作系统的基础应用开发。处理器模块具体可采用飞思卡尔的I.MX6Quad作为处理器，板上具有DRAM、eMMC各标准总线接口，提供与其它模块连接的标准接口。存储模块主要为eMMC，与处理器模块连接，提供数据存储。可应用于基于天脉操作系统的文件读写。模拟量采集模块可将连续变化的温度、电压等模拟信号转化为离散数字信号，送到处理器单元处理。可应用于基于天脉操作系统的状态监控计算机的模拟信号采集。模拟量采集模块具体可采用ADC电路实现，主ADC芯片通过I2C与处理器模块连接。模拟量采集模块具体可搭建AD7997芯片电路实现，通过I2C与处理器模块连接。数字量采集模块可以实时监视外部输入的离散数字信号。可应用于基于天脉操作系统的状态监控计算机的离散数字信号的输入。数字量采集模块具体通过输入/输出扩展器(例如TCA6424A)实现并且使用光耦隔离，扩展器通过I2C接口与处理器模块连接。数字量输出模块可以实时输出离散数字信号到外部设备。可应用于基于天脉操作系统的状态监控计算机的离散数字信号的输出。数字量输出模块具体也可通过输入/输出扩展器(例如TCA6424A)实现并且使用光耦隔离，扩展器通过I2C接口与处理器模块连接。通信模块包含以太网接口、调试接口、PROFIBUS，提供网络通信、设备调试、现场设备层数据通信功能。其中，PROFIBUS模块由PROFIBUS‐DP从站控制器VPC3+C实现，控制器通过并口与处理器模块连接；调试接口为RS232接口，RS232控制器通过UART与处理器模块相连接。可应用于基于天脉操作系统的状态监控计算机的网络通讯、设备调试、现场设备层数据通信。扩展总线模块有：RS485总线模块、CAN总线模块等，可针对不同的用户需求进行自主扩展相应外设。RS485总线模块、CAN模块等通过相应的协议收发器芯片实现，收发器通过UART与处理器模块相连。本技术将处理器单元、存储模块、模拟量采集模块、数字量采集模块、数字量输出模块、通信模块等进行模块化设计，并集成到同一块主板和专用机箱中。用户可根据不同的环境应用需要对模块进行自主选择使用和操作，也可以通过扩展总线添加其它的模块，并可通过工业化现场总线实时与上位机通信，完整实现现有状态监控计算机的操作系统国产化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于天脉操作系统的状态监控计算机，其特征在于：包括集成在同一块主板上的处理器模块、存储模块、模拟量采集模块、数字量采集模块、数字量输出模块、通信模块以及扩展总线模块；所述处理器模块包括在嵌入式单板上设置的CPU和RAM，并提供与其它模块连接的标准接口；所述存储模块为eMMC，与处理器模块连接；所述模拟量采集模块采用ADC电路实现，通过I2C接口与处理器模块连接；所述数字量采集模块和数字量输出模块均通过相应的输入/输出扩展器实现，并且使用光耦隔离，输入/输出扩展器通过I2C接口与处理器模块连接；所述通信模块包括以太网接口、调试接口、PROFIBUS模块，其中：PROFIBUS模块由PROFIBUS‑DP从站控制器实现，该从站控制器通过并口与处理器模块连接；调试接口为RS232接口，相应的RS232控制器通过UART与处理器模块相连接；所述扩展总线模块包括RS485总线模块和CAN总线模块，通过相应的UART与处理器模块相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于天脉操作系统的状态监控计算机，其特征在于：包括集成在同一块主板上的处理器模块、存储模块、模拟量采集模块、数字量采集模块、数字量输出模块、通信模块以及扩展总线模块；所述处理器模块包括在嵌入式单板上设置的CPU和RAM，并提供与其它模块连接的标准接口；所述存储模块为eMMC，与处理器模块连接；所述模拟量采集模块采用ADC电路实现，通过I2C接口与处理器模块连接；所述数字量采集模块和数字量输出模块均通过相应的输入/输出扩展器实现，并且使用光耦隔离，输入/输出扩展器通过I2C接口与处理器模块连接；所述通信模块包括以太网接口、调试接口、...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔金硕，李元芳，刘海荣，文浩，姜鹏辉，
申请(专利权)人：西安翔迅科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61