实验室应用系统控制器技术方案

一种实验室应用系统控制器，同步/异步收发器片上接口连接有串行总线协议转换芯片SP4832，串行总线协议转换芯片SP4832上带有RS485总线接口，局域网络媒体接入控制器片上接口连接有CAN总线物理层控制芯片SN65VHD230，CAN总线物理层控制芯片SN65VHD230上带有CAN总线接口，以太网媒体接入控制器片上接口连接有以太网物理层控制芯片DP83848，以太网物理层控制芯片DP83848上带有以太网接口；微处理器STM32F107通过输入输出接口及SPI接口连接有液晶显示屏；微处理器STM32F107通过带有外部中断功能的GPIO连接有控制键盘。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Laboratory application system controller

A laboratory application system controller, synchronous / asynchronous transceiver interface chip is connected with a serial bus protocol conversion chip SP4832 serial bus protocol conversion chip SP4832 with RS485 bus interface, local area network media access controller is connected with the CAN bus control chip SN65VHD230 in physical layer, the physical layer of CAN bus control chip SN65VHD230 with CAN bus interface, Ethernet media access controller chip is connected with the Ethernet physical layer chip DP83848, Ethernet physical layer chip DP83848 with Ethernet interface; micro processor STM32F107 with input and output interface and the SPI interface is connected with a liquid crystal display; connected with the control keyboard microprocessor STM32F107 with external interrupt function of GPIO.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种实验室设备控制器，尤其涉及一种实验室应用系统控制器。
技术介绍
现代智能化实验室往往由多个子系统组成，例如环境监测、通风控制和物品流转监控等等。子系统的增多使得系统通信以及管理更为复杂。如果只采用单层管理结构，就会增大系统通信协议设计的难度，并降低了系统的可靠性。因而复杂系统通常都采用多层管理结构。实验室子系统设备之间通常采用现场总线方式进行通信，例如RS485、CANopen、Profibus和LonWorks等等。对于包含多个子系统的大型系统来说，内部可能还需要多种控制总线，不同子系统内的通信需求也不尽相同，整个系统很是复杂，管理起来很不方便。
技术实现思路
本技术针对不足，提供一种灵活的、可配置的的实验室应用系统控制器。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种实验室应用系统控制器，包括控制电路，控制电路包括微处理器STM32F107及其外围电路，微处理器STM32F107内部集成有同步/异步收发器、局域网络媒体接入控制器和以太网媒体接入控制器，其特征在于，同步/异步收发器片上接口连接有串行总线协议转换芯片SP4832，串行总线协议转换芯片SP4832上带有RS485总线接口，局域网络媒体接入控制器片上接口连接有CAN总线物理层控制芯片SN65VHD230，CAN总线物理层控制芯片SN65VHD230上带有CAN总线接口，以太网媒体接入控制器片上接口连接有以r>太网物理层控制芯片DP83848，以太网物理层控制芯片DP83848上带有以太网接口；微处理器STM32F107通过输入输出接口及SPI接口连接有液晶显示屏；微处理器STM32F107通过带有外部中断功能的GPIO连接有控制键盘；数字量接口直接与微处理器STM32F107的GPIO端口连接，模拟量接口经隔离电路后连接至微处理器STM32F107的A/D采样端，RS485总线接口和RS232总线接口经过转换后直接与微处理器STM32F107的同步/异步串口收发器相连。根据所述的实验室应用系统控制器，其特征在于，所述微处理器STM32F107为ARM架构微处理器。为了简化对大型实验室系统的设计和管理，本技术设计了一种实验室应用系统控制器，该控制器可以作为单个应用子系统的管理终端，以满足复杂系统的分层管理需求。本技术可以同时与多种控制总线相连，结合相关软件可以实现应用子系统数据的存储和转发功能，并可以根据需要实现对应用子系统的智能控制。本技术是一种应用系统控制硬件设备，主要用于实时监控各种子系统的运行状态，并进行数据的采集和存储，该设备通过各种接口（如以太网、串口、现场总线接口等）可以与各种实验室设备进行通信，使用灵活方便。本技术可以有效的组织管理实验室内部所有可以通信的实验设备，并将它们的信息集中进行存储和显示，还可以对这些设备进行远程控制。在本技术与各种实验室设备物理连接的基础上，通过配置应用层协议栈，可以实现灵活通信功能。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的使用原理图。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。如图1和图2所示，一种实验室应用系统控制器，包括控制电路，控制电路包括微处理器STM32F107及其外围电路，微处理器STM32F107内部集成有同步/异步收发器、局域网络媒体接入控制器和以太网媒体接入控制器，其特征在于，同步/异步收发器片上接口连接有串行总线协议转换芯片SP4832，串行总线协议转换芯片SP4832上带有RS485总线接口，局域网络媒体接入控制器片上接口连接有CAN总线物理层控制芯片SN65VHD230，CAN总线物理层控制芯片SN65VHD230上带有CAN总线接口，以太网媒体接入控制器片上接口连接有以太网物理层控制芯片DP83848，以太网物理层控制芯片DP83848上带有以太网接口；微处理器STM32F107通过输入输出接口及SPI接口连接有液晶显示屏；微处理器STM32F107通过带有外部中断功能的GPIO连接有控制键盘；数字量接口直接与微处理器STM32F107的GPIO端口连接，模拟量接口经隔离电路后连接至微处理器STM32F107的A/D采样端，RS485总线接口和RS232总线接口经过转换后直接与微处理器STM32F107的同步/异步串口收发器相连。在本实施例中，所述微处理器STM32F107为ARM架构微处理器。本技术是一种灵活的、可配置的应用系统控制硬件设备，主要用于实时监控各种子系统的运行状态，并进行数据的采集和存储。应用系统控制器可以视为某个子系统的顶层管理终端，它可以实现对子系统的程序化控制，设置和调节子系统模块的工作状态。本技术能与多种现场控制总线直接相连，并可以通过IP网络与综合平台管理软件进行数据交换。本实用新型可以通过手动或者自动方式控制子系统的工作模式，以满足各种应用场景的工作需求。本技术是由控制电路和各种总线接口、传感器接口组成的一套可配置的实验室应用系统控制器，它拥有以太网、RS485总线、RS232总线、CAN总线、模拟量、数字量等各种接口，可以与各种不同类型或型号的实验室设备相连接。本技术可配置应用层协议栈，可以在本技术与各种实验室设备物理连接的基础上，通过配置应用层协议栈，实现灵活通信功能。在硬件设计方面，本技术主要分为三部分：控制电路、总线接口及输入输出接口。控制电路由意法半导体公司生产的ARM架构微处理器STM32F107及其外围电路组成。STM32F107内部集成了三个通用同步/异步收发器（USART）、两个局域网络（CAN）媒体接入控制器、一个以太网媒体接入控制器。这些片上接口分别与串行总线协议转换芯片SP4832、CAN总线物理层控制芯片SN65VHD230及以太网物理层控制芯片DP83848相连，实现完整的RS485、CAN及以太网总线电路。通过以上三种总线硬件，本实用新型可以与带有任意的这三种总线之一的实验室执行器相连接，比如风阀控制器、数字调节仪、变频器等。STM32F107通过通用输入输出接口（GPIO）及SPI接口与TFT液晶显示屏相连，通过GPIO接口控制液晶显示屏运行状态，同时通过SPI接口读写液晶显示屏的寄存器，从而达到控制液晶显示屏显示特定内容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实验室应用系统控制器，包括控制电路，控制电路包括微处理器STM32F107及其外围电路，微处理器STM32F107内部集成有同步/异步收发器、局域网络媒体接入控制器和以太网媒体接入控制器，其特征在于，同步/异步收发器片上接口连接有串行总线协议转换芯片SP4832，串行总线协议转换芯片SP4832上带有RS485总线接口，局域网络媒体接入控制器片上接口连接有CAN总线物理层控制芯片SN65VHD230，CAN总线物理层控制芯片SN65VHD230上带有CAN总线接口，以太网媒体接入控制器片上接口连接有以太网物理层控制芯片DP83848，以太网物理层控制芯片DP83848上带有以太网接口；微处理器STM32F107通过输入输出接口及SPI接口连接有液晶显示屏；微处理器STM32F107通过带有外部中断功能的GPIO连接有控制键盘；数字量接口直接与微处理器STM32F107的GPIO端口连接，模拟量接口经隔离电路后连接至微处理器STM32F107的A/D采样端，RS485总线接口和RS232总线接口经过转换后直接与微处理器STM32F107的同步/异步串口收发器相连。

【技术特征摘要】
1.一种实验室应用系统控制器，包括控制电路，控制电路包括微处理
器STM32F107及其外围电路，微处理器STM32F107内部集成有同步/异步收
发器、局域网络媒体接入控制器和以太网媒体接入控制器，其特征在于，同
步/异步收发器片上接口连接有串行总线协议转换芯片SP4832，串行总线协
议转换芯片SP4832上带有RS485总线接口，局域网络媒体接入控制器片上
接口连接有CAN总线物理层控制芯片SN65VHD230，CAN总线物理层控制芯片
SN65VHD230上带有CAN总线接口，以太网媒体接入控制器片上接口连接有以
太网物理层控制芯片DP83848，以太网...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟稚平，刘传斌，王浩，
申请(专利权)人：武汉科贝科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42