基于以太网的工业监控系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种基于以太网的工业监控系统，包括主控制器，主控制器分别与TFT屏显示电路、报警电路、控制电机设备电路、以太网模块、电压采集电路和温湿度传感器相连接；以太网模块通过路由交换机与互联网相连，互联网分别与PC监控机和智能手机信号连接。主控制器通过采集现场环境的状况和设备的某点电压来判断设备及周围的环境是否属于正常，做出相应的响应，同时通过外设的以太网模块连接交换机或服务器接入网络，把采集到的电压，温度及湿度打包发送到终端主机或连入网络的移动设备。由于单片机内部集成了较为丰富的资源，使得整个系统的集成度也较高，大大节省了成本，应用价值较高，扩大了监控的范围及设备无人值守的难题。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于网络技术和通信
，涉及一种基于以太网的工业监控系统。
技术介绍
随着自动化技术和检测技术的发展以及设备的智能化和网络化，远程控制技术被引入了自动控制领域，使设备的监控模式经过了单机监控系统、集中式监控系统和网络范围内的远程监控三个发展阶段。以太网工业监控组建了一个可以将现场设备，工作场所的环境状况（温湿度的变化）等整合到一起的网络，通过远程终端主机登陆网页来控制现场设备的运转情况，通过检测设备的某点电压值来判断设备是否处于安全工作状态，并且显示利用传感器检测现场环境的实时变化，为工业生产的安全提供了又一重保障。以太网的工业监控是集远程监视和远程控制等各种功能于一体的实时性系统。目前对设备及环境的监控大多是耗费了大量的人力及物力而进行的，而且还不能实时地得到重要的数据和及时做出决策与判断。因此，有必要改变工业监控方式，解决无人值守和远程访问的难题，提高监控的应用范围及效率。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于以太网的工业监控系统，无需操作系统的搭载就可运行，结构简单，价格便宜，具有较高的性价比。为实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种基于以太网的工业监控系统，包括主控制器，主控制器分别与TFT屏显示电路、报警电路、控制电机设备电路、以太网模块、电压采集电路和温湿度传感器相连接；以太网模块通过路由交换机与互联网相连，互联网分别与PC监控机和智能手机信号连接。本技术监控系统采用STM32微处理器内部集成的ADC、定时器、DMA，SPI接口等资源，避免复杂外部电路的设计，提高了系统的稳定性、集成性，同时也降低了系统成本。采用TFT彩色液晶屏为在现场的工作人员提供环境的状况，便于操作员的进一步判断和操作。电压采集电路，温湿度传感器电路，使系统具备了对环境的变换判断和对设备某点电压的判断，进一步确定是否工作于正常状态。以太网模块电路为主控制器接入网络提供了物理媒介。终端主机是可以能够连入网络的计算机及智能设备，通过采集电压判断设备的工作状态是否属于正常状态，控制设备的运转和停止。本技术提高系统的集成性，可适用性，大大降低系统的制作和企业监控的成本，有助于在工业监控领域的推广。附图说明图1是本技术监控系统的结构示意图。图2是本技术监控系统中主控制器的示意图。图3是本技术监控系统中TFT屏显示电路的示意图。图4是本技术监控系统中电压采集电路的示意图。图5是本技术监控系统中报警电路的示意图。图6是本技术监控系统中控制电机设备电路示意图。图7是本技术监控系统中以太网模块的原理图。图8是本技术监控系统的电压采集和读取温湿度流程框图。图9是本技术监控系统的主系统流程框图。图1中：1.主控制器，2.TFT屏显示电路，3.报警电路，4.控制电机设备电路，5.PC监控机，6.互联网，7.智能手机，8.路由/交换机，9.以太网模块，10.电压采集电路，11.温湿度传感器。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。如图1所示，本技术监控系统，包括主控制器1，主控制器1分别与TFT屏显示电路2、报警电路3、控制电机设备电路4、以太网模块9、电压采集电路10和温湿度传感器11相连接；以太网模块9通过路由交换机8与互联网6相连，互联网6分别与PC监控机5和智能手机7信号连接。如图2所示，本技术监控系统中的主控制器1，包括第一芯片U1，第一芯片U1采用32位STM32F103VET6微处理器。第一芯片U1的第15脚与电压采集电路10相连接；第一芯片U1的第35脚与报警电路3相连接；第一芯片U1的第37脚（BOOT1脚）接拨动开关SW1（拨动开关SW1为2p3t拨动开关，是一个三档位切换开关，目的是选择BOOT模式切换启动方式，用于切换FLASH、ISP、RAM三种模式）的第1脚，拨动开关SW1的第3脚、第4脚和第5脚均接地，第一芯片U1的第94脚接拨动开关SW1的第2脚，拨动开关SW1的第7脚和第8脚均接第三电阻R3的一端，拨动开关SW1的第6脚接第四电阻R4的一端，第三电阻R3的另一端和第四电阻R4的另一端均接3.3V电源；第一芯片U1的第47脚分别与第二电阻R2的一端和第二芯片U2的第2脚相连接，第二芯片U2为图1中的温湿度传感器11，温湿度传感器11采用DHT11数字温湿度传感器；第二电阻R2的另一端、第二芯片U2的第1脚和第六电容C6的一端均接3.3V电源，第六电容C6的另一端、第二芯片U2的第3脚和第二芯片U2的第4脚均接地；第一芯片U1的第12脚分别接第一晶振Y1的第2脚和第一电容C1的一端，第一芯片U1的第13脚分别接第一晶振Y1的第1脚和第二电容C2的一端，第一电容C1的另一端和第二电容C2的另一端接地；第一芯片U1的第14脚分别与第一电阻R1的一端、第五电容C5的一端以及第一按键KEY1的一端相连接，第一电阻R1的另一端接VCC电源，第五电容C5的另一端和第一按键KEY1的另一端接地；第一芯片U1的第8脚分别与第二晶振Y2的第2脚和第三电容C3的一端相连接，第一芯片U1的第9脚分别与第二晶振Y2的第1脚和第四电容C4的一端相连接，第三电容C3的另一端和第四电容C4的另一端接地。第一芯片U1的第51脚、第52脚、第53脚、第54脚、第63脚和第64脚均接以太网模块9。第一芯片U1的第1脚、第2脚、第3脚、第36脚、第38脚、第39脚、第40脚、第41脚、第42脚、第43脚、第44脚、第45脚、第46脚、第55脚、第56脚、第57脚、第58脚、第60脚、第61脚、第62脚、第81脚、第82脚、第85脚、第86脚、第88脚、第97脚和第98脚均接TFT屏显示电路2。第一芯片U1的第10脚、第27脚、第99脚、第74脚和第49脚接地。第一芯片U1的第22脚、第11脚、第28脚、第100脚、第75脚和第50脚相交于一个接点，该接点为第一接点，该第一接点分别与3.3V电源、第九电容C9的一端、第十电容C10的正极以及第十五电阻R15的一端相连，第十电容C10为电解电容；第十电容C10的负极、第一芯片的第19脚和第20脚均接等电位（等电位：等电位即是等电势。在一个带电线路中如果选定两个测试点，测得它们之间没有电压即没有电势差，则认定这两个测试点是等电势的，它们之间也是没有阻值的。电力系统中用向下的空心三角形符号表示等电位，实际上是表示接地）。第十五电阻R15的另一端接第一芯片U1的第21脚。第九电容C9用于去耦滤波。第十五电阻R15用于电源和第一芯片U1的引脚之间，作用是在高频信号下防止电磁干扰，而第十电容C10的作用为储能、平衡电势。第一晶振Y1采用8MHz频率的晶振，第二晶振Y2采用32.768KHz频率的晶振。第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4的作用是防止杂波干扰，使晶振频率趋于稳定，同时构成电容三点式振荡电路，也起到起振的作用。DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于以太网的工业监控系统，其特征在于，包括主控制器（1），主控制器（1）分别与TFT屏显示电路（2）、报警电路（3）、控制电机设备电路（4）、以太网模块（9）、电压采集电路（10）和温湿度传感器（11）相连接；以太网模块（9）通过路由交换机（8）与互联网（6）相连，互联网（6）分别与PC监控机（5）和智能手机（7）信号连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于以太网的工业监控系统，其特征在于，包括主控制器（1），主控制器（1）分别与TFT屏显示电路（2）、报警电路（3）、控制电机设备电路（4）、以太网模块（9）、电压采集电路（10）和温湿度传感器（11）相连接；以太网模块（9）通过路由交换机（8）与互联网（6）相连，互联网（6）分别与PC监控机（5）和智能手机（7）信号连接。
2.根据权利要求1所述的基于以太网的工业监控系统，其特征在于，所述的主控制器（1）包括第一芯片（U1），第一芯片（U1）采用STM32F103VET6微处理器；第一芯片（U1）的第15脚与电压采集电路（10）相连接；第一芯片（U1）的第35脚与报警电路（3）相连接；第一芯片（U1）的第37脚接拨动开关（SW1）的第1脚，拨动开关（SW1）的第3脚、第4脚和第5脚均接地，第一芯片（U1）的第94脚接拨动开关（SW1）的第2脚，拨动开关（SW1）的第7脚和第8脚均接第三电阻（R3）的一端，拨动开关（SW1）的第6脚接第四电阻（R4）的一端，第三电阻（R3）的另一端和第四电阻（R4）的另一端均接3.3V电源；第一芯片（U1）的第47脚分别与第二电阻（R2）的一端和第二芯片（U2）的第2脚相连接；第二电阻（R2）的另一端、第二芯片（U2）的第1脚和第六电容（C6）的一端均接3.3V电源，第六电容（C6）的另一端、第二芯片（U2）的第3脚和第二芯片（U2）的第4脚均接地；第一芯片（U1）的第12脚分别接第一晶振（Y1）的第2脚和第一电容（C1）的一端，第一芯片（U1）的第13脚分别接第一晶振（Y1）的第1脚和第二电容（C2）的一端，第一电容（C1）的另一端和第二电容（C2）的另一端接地；第一芯片（U1）的第14脚分别与第一电阻（R1）的一端、第五电容（C5）的一端以及第一按键（KEY1）的一端相连接，第一电阻（R1）的另一端接VCC电源，第五电容（C5）的另一端和第一按键（KEY1）的另一端接地；第一芯片（U1）的第8脚分别与第二晶振（Y2）的第2脚和第三电容（C3）的一端相连接，第一芯片（U1）的第9脚分别与第二晶振（Y2）的第1脚和第四电容（C4）的一端相连接，第三电容（C3）的另一端和第四电容（C4）的另一端接地；第一芯片（U1）的第51脚、第52脚、第53脚、第54脚、第63脚和第64脚均接以太网模块（9）；第一芯片（U1）的第1脚、第2脚、第3脚、第36脚、第38脚、第39脚、第40脚、第41脚、第42脚、第43脚、第44脚、第45脚、第46脚、第55脚、第56脚、第57脚、第58脚、第60脚、第61脚、第62脚、第81脚、第82脚、第85脚、第86脚、第88脚、第97脚和第98脚均接TFT屏显示电路（2）；第一芯片（U1）的第10脚、第27脚、第99脚、第74脚和第49脚接地；第一芯片（U1）的第22脚、第11脚、第28脚、第100脚、第75脚和第50脚相交于第一接点，该第一接点分别与3.3V电源、第九电容（C9）的一端、第十电容（C10）的正极以及第十五电阻（R15）的一端相连，第十电容（C10）为电解电容；第十电容（C10）的负极、第一芯片（U1）的第19脚和第20脚均接等电位。
3.根据权利要求2所述的基于以太网的工业监控系统，其特征在于，所述的TFT屏显示电路（2）包括3.2寸TFT屏和接口（P1）；接口（P1）的第1脚、第30脚和第32脚接地，接口（P1）的第31脚接3.3V电源，接口（P1）的第29脚接5V电源，接口（P1）的第2脚接第一芯片（U1）的第98脚，接口（P1）的第3脚接第一芯片（U1）的第57脚，接口（P1）的第4脚接第一芯片（U1）的第56脚，接口（P1）的第5脚接第一芯片（U1）的第55脚，接口（P1）的第6脚接第一芯片（U1）的第46脚，接口（P1）的第7脚接第一芯片（U1）的第45脚，接口（P1）的第8脚接第一芯片（U1）的第44脚，接口（P1）的第9脚接第一芯片（U1）的第43脚，接口（P1）的第10脚接第一芯片（U1）的第42脚，接口（P1）的第11脚接第一芯片（U1）的第41脚，接口（P1）的第12脚接第一芯片（U1）的第40脚，接口（P1）的第13脚接第一芯片（U1）的第39脚，接口（P1）的第14脚接第一芯片（U1）的第38脚，接口（P1）的第15脚接第一芯片（U1）的第82脚，接口（P1）的第16脚接第一芯片（U1）的第81脚，接口（P1）的第17脚接第一芯片（U1）的第62脚，接口（P1...

【专利技术属性】
技术研发人员：马永杰，赵永炎，李积雅，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：新型
国别省市：甘肃;62