适用于电气设备健康管理系统的实时通讯模块技术方案

本实用新型专利技术提出了适用于电气设备健康管理系统的实时通讯模块，将通讯方式分为三层应用层、数据链路层和物理层，省去了传统以太网的传输层和网络层，并用并口与数据链路层的硬件相连，采用并口通讯能快速提高通讯与处理速度，具备快速运算能力，可根据通讯实时性调整数据链路层协议，实现不冲突的微秒级通讯；在数据链路层及物理层均加入时钟输入，并且物理层还需要从数据链路层简介输入时钟，进行时钟对准，以确保接收与发送的时间误差在0.1微秒以内；数据链路层及物理层形成一个通用模块，用户只需用并口对接其现有处理器，即可实现通讯实时性，使得该模块具有通用性。

【技术实现步骤摘要】
适用于电气设备健康管理系统的实时通讯模块
本技术涉及实时通讯
，尤其涉及适用于电气设备健康管理系统的实时通讯模块。
技术介绍
当前，大多数电气设备都是采用串口通讯或控制器局域网络(CAN)通讯与监控系统或上位机通讯，不能实现大数据量的实时传输。而当今已经进入了智能化时代，电气设备的健康状态需要被实时监控，最大限度的确保其安全，串口或CAN的传输速度无法满足其实时性的需求。因此，为解决上述问题，本技术提供适用于电气设备健康管理系统的实时通讯模块，提供通用接口、实现电气设备数据的快速准确采集，以及电气设备与健康管理系统之间的数据实时传输与处理。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提出了适用于电气设备健康管理系统的实时通讯模块，提供通用接口、实现电气设备数据的快速准确采集，以及电气设备与健康管理系统之间的数据实时传输与处理。本技术的技术方案是这样实现的：本技术提供了适用于电气设备健康管理系统的实时通讯模块，其包括物理层芯片、数据链路层芯片、变压器和以太网口，还包括并口接口和时钟电路；应用层通过并口接口与数据链路层芯片电性连接，数据链路层芯片与物理层芯片电性连接，时钟电路分别与物理层芯片和数据链路层芯片的时钟输入端电性连接，物理层芯片通过变压器与以太网口电性连接。在以上技术方案的基础上，优选的，时钟电路50MHz的晶振和时钟驱动器；晶振产生50MHz的时钟信号，并输出至时钟驱动器的输入端，时钟驱动器的输出端分别与物理层芯片的时钟输入端和数据链路层芯片的时钟输入端电性连接。r>进一步优选的，时钟驱动器为时钟驱动器CDC2351；晶振产生的50MHz时钟信号输出至时钟驱动器CDC2351的A引脚，时钟驱动器CDC2351的时钟输出引脚与物理层芯片的时钟输入端和数据链路层芯片的时钟输入端电性连接。进一步优选的，物理层芯片包括结构相同的第一时钟芯片和第二时钟芯片；时钟驱动器CDC2351的Y1引脚与第一时钟芯片的时钟输入端电性连接，时钟驱动器CDC2351的Y2引脚与第二时钟芯片的时钟输入端电性连接。进一步优选的，第一时钟芯片为第一DP83640芯片，第二时钟芯片为第二DP83640芯片；时钟驱动器CDC2351的Y1引脚分别与第一DP83640芯片的TX_CLK和RX_CLK引脚电性连接，时钟驱动器CDC2351的Y2引脚与第二DP83640芯片的TX_CLK和RX_CLK引脚电性连接，第一DP83640芯片的X1引脚与数据链路层芯片的第一数据输出引脚电性连接，第二DP83640芯片的X1引脚与数据链路层芯片第二数据输出引脚电性连接。进一步优选的，数据链路层芯片包括XC6SLX16芯片；时钟驱动器CDC2351的Y3引脚与XC6SLX16芯片的OSC_IN引脚电性连接，XC6SLX16芯片的第一数据输出引脚与第一DP83640芯片的X1引脚电性连接，XC6SLX16芯片的第二数据输出引脚与第二DP83640芯片的X1引脚电性连接。本技术的适用于电气设备健康管理系统的实时通讯模块相对于现有技术具有以下有益效果：(1)将通讯方式分为三层应用层、数据链路层和物理层，省去了传统以太网的传输层和网络层，并用并口与数据链路层的硬件相连，采用并口通讯能快速提高通讯与处理速度，具备快速运算能力，可根据通讯实时性调整数据链路层协议，实现不冲突的微秒级通讯；(2)在数据链路层及物理层均加入时钟输入，并且物理层还需要从数据链路层简介输入时钟，进行时钟对准，以确保接收与发送的时间误差在0.1微秒以内；(3)数据链路层及物理层形成一个通用模块，用户只需用并口对接其现有处理器，即可实现通讯实时性，使得该模块具有通用性。附图说明为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，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为本技术适用于电气设备健康管理系统的实时通讯模块的结构图；图2为本技术适用于电气设备健康管理系统的实时通讯模块中第一时钟芯片的外围电路图；图3为本技术适用于电气设备健康管理系统的实时通讯模块中时钟电路的电路图。具体实施方式下面将结合本技术实施方式，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。如图1所示，本技术的适用于电气设备健康管理系统的实时通讯模块，其包括物理层芯片、数据链路层芯片、变压器、以太网口、并口接口和时钟电路；具体的，应用层通过并口接口与数据链路层芯片电性连接，数据链路层芯片与物理层芯片电性连接，时钟电路分别与物理层芯片和数据链路层芯片的时钟输入端电性连接，物理层芯片通过变压器与以太网口电性连接。其中，本实施例不涉及变压器、以太网口和并口接口的改进，并且变压器、以太网口和并口接口是通讯领域中常用的技术手段，本领域的技术人员在获知本实施例记载的内容时，可以毫无疑虑的知道变压器、以太网口和并口接口的结构、原理和连线，因此，在此不再累述。本实施例的硬件配置上，将通讯方式分为三层应用层、数据链路层和物理层，省去了传统以太网的传输层和网络层。用单片机/PC/数据处理芯片处理通讯网络的应用层，并用并口与数据链路层的硬件相连，采用并口通讯能快速提高通讯与处理速度。为了实现数据链路层和物理层之间的时钟对准，本实施例中，设置了时钟电路，并且物理层芯片采用两片结构相同的第一时钟芯片和第二时钟芯片。其原理为：时钟电路产生50MHz的时钟信号，并将50MHz的时钟信号分别输出至第一时钟芯片、第二时钟芯片和数据链路层芯片，进行时钟对准，并且数据链路层芯片间接输出时钟至第一时钟芯片和第二时钟芯片，以确保接收与发送的时间误差在0.1微秒以内，确保按时发送帧的过程中不会产生数据冲突。本实施例中，时钟电路包括50MHz的晶振和时钟驱动器；具体的，晶振产生50MHz的时钟信号，并输出至时钟驱动器的输入端，时钟驱动器的输出端分别与物理层芯片的时钟输入端和数据链路层芯片的时钟输入端电性连接，时钟驱动器的输出端分别将50MHz输出至第一时钟芯片、第二时钟芯片和数据链路层芯片的时钟输入端。进一步优选的，如图3所示，时钟驱动器为时钟驱动器CDC2351；晶振产生的50MHz时钟信号输出至时钟驱动器CDC2351的A引脚，时钟驱动器CDC2351的时钟输出引脚与物理层芯片的时钟输入端和数据链路层芯片的时钟输入端电性连接，时钟驱动器CDC2351的Y1引脚与第一时钟芯片的时钟输入端电性连接，时钟驱动器CDC2351的Y2引脚与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.适用于电气设备健康管理系统的实时通讯模块，其包括物理层芯片、数据链路层芯片、变压器和以太网口，其特征在于：还包括并口接口和时钟电路；/n应用层通过所述并口接口与数据链路层芯片电性连接，数据链路层芯片与物理层芯片电性连接，时钟电路分别与物理层芯片和数据链路层芯片的时钟输入端电性连接，物理层芯片通过变压器与以太网口电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.适用于电气设备健康管理系统的实时通讯模块，其包括物理层芯片、数据链路层芯片、变压器和以太网口，其特征在于：还包括并口接口和时钟电路；
应用层通过所述并口接口与数据链路层芯片电性连接，数据链路层芯片与物理层芯片电性连接，时钟电路分别与物理层芯片和数据链路层芯片的时钟输入端电性连接，物理层芯片通过变压器与以太网口电性连接。


2.如权利要求1所述的适用于电气设备健康管理系统的实时通讯模块，其特征在于：所述时钟电路包括50MHz的晶振和时钟驱动器；
所述晶振产生50MHz的时钟信号，并输出至时钟驱动器的输入端，时钟驱动器的输出端分别与物理层芯片的时钟输入端和数据链路层芯片的时钟输入端电性连接。


3.如权利要求2所述的适用于电气设备健康管理系统的实时通讯模块，其特征在于：所述时钟驱动器为时钟驱动器CDC2351；
所述晶振产生的50MHz时钟信号输出至时钟驱动器CDC2351的A引脚，时钟驱动器CDC2351的时钟输出引脚与物理层芯片的时钟输入端和数据链路层芯片的时钟输入端电性连接。


4.如权利要求3所述的适用于电气设备健康管理系统的实时通讯模块，其特征在于：所述物理层芯片包括结构相同的第一时钟芯片和第二时钟芯片；
所述时...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨璇，尹江飞，刘瑞，陈俊宇，许强，董曼，
申请(专利权)人：璇飞武汉科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42