基于网络的远程可控硬件组态系统及控制方法技术方案

本发明专利技术提供的是一种基于网络的远程可控硬件组态系统。它由继电器阵列单元、ＰＬＤ单元、单片机单元、显示与键盘单元、逻辑控制单元和电源模块共同组成，在逻辑控制单元内部有一个串口控制器、通过ＲＳ２３２口分别与单片机和ＰＣＩ插槽上的元件板卡互联，控制信号由单片机写入继电器地址译码器产生，产生的控制信号输入继电器状态锁存器锁存，继电器状态锁存器输入继电器阵列，继电器阵列连接ＰＣＩ插槽。本发明专利技术改变了以往远程控制技术不能在多个元件间随意互连的弊端。使用本发明专利技术提供的电路连接模型、元件参数设置和极性调整技术，可以在比常规方法少用５０％的继电器下实现电路元件间的任意互连、参数设定和远程控制。

Network based remote controllable hardware configuration system and control method

The invention provides a remote controllable hardware configuration system based on a network. It consists of the relay array unit, PLD unit, microprocessor unit, display and keyboard unit, composed of a logic control unit and a power supply module, the logic control unit has an internal serial controller, respectively and the interconnection element board of MCU and PCI on slot through the RS232 port, the control signal generated by the microcontroller write relay address decoder, a control signal the input state relay latch latches, relay status latch input relay array, relay array connected PCI slot. The invention changes the disadvantages that the remote remote control technology can not be freely interconnected among a plurality of components. The invention provides a circuit connection element model, parameter setting and polarity adjustment technology, can be used in the realization of arbitrary interconnection between the 50% circuit element, relay parameter setting and remote control is less than that of the conventional method.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种远程控制装置，具体地说是一种基于网络的远程控制装置。
技术介绍
在网络技术飞速发展的今天，基于网络的远程控制已成为了国内外的研究热点。远程控制有着许多不可比拟的优势，比如说可以节省人力和财力资源、在某些不利于人类工作的环境下可以有效地保护生命财产安全、可以实时地对远程设备进行监控等。迄今为止，国内外对远程控制的研究都主要集中在对远程具有固定配置属性的电路、网络、设备、仪器等的操控上。所谓“固定配置”是指用户不能做出更改的远程设备间的一种固定连接关系或互连结构，实际上，这就是带有限制条件的一种连接方法，它在很多场合都不便于应用，比如在建立网络虚拟电路实验室的应用中，“固定配置”操控方式就不能满足进行电路实验所需要的生成任意电路连接的要求。文献《一个集成的基于Intemet的网络实验室》(徐广宁，朱善安，江南大学学报(自然科学版)，2005，4(1)41-44)曾提出过一种基于Intemet的网络实验室的建设思想，此后，又在文献《基于网络的机电控制实验系统》(王同苍，朱善安，机电工程，2007，24(3)7-9，24)中给出了一个具体的实现方案。虽然，他们基于网络实现了在不同实验模块间进行切换控制，但是，这种切换控制目前还无法实现各模块之间的随意组合连接，更不能对某一模块内部的连接结构做出任何更改。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能支持元件任意互连和参数设定的基于网络的远程可控硬件组态系统计控制方法。本专利技术的目的是这样实现的它由继电器阵列单元、PLD单元、单片机单元、显示与键盘单元、逻辑控制单元和电源模块共同组成，在逻辑控制单元内部有一个串口控制器、通过RS232口分别与单片机和PCI插槽上的元件板卡互联，控制信号由单片机写入继电器地址译码器产生，产生的控制信号输入继电器状态锁存器锁存，继电器状态锁存器输入继电器阵列，继电器阵列连接PCI插槽。本专利技术还可以包括1、单片机与逻辑控制单元经IED扁平数据线相连，其中，addr为互连选址命令，sel为行、列命令区分信号，WR为写信号，RST为主复位信号，STA为选通信号，RXD和TXD分别为串行收、发信号线。2、与PCI插槽相连的元件是仅有2个引出端的元件，所述的仅有2个引出端的元件是单个二端元件或由单个元件组成的二端复合元件，把一端用A表示，另一端用B表示，并指定A端为主动连接引脚，B端为被动连接引脚。3、电路连接规则规定为1)每次只进行两个元件间的引脚互连；2)每次只允许用某一元件的主动连接引脚去与另一元件的被动连接引脚相连，不允许在元件间进行相同属性引脚间的互连；3)同一元件的引脚间不允许相连；4)对有极性的元件，极性调整须根据元件参数设置通道提供的信息进行。4、继电器的需求量由n点取2的排列公式计算，即Pn2=n×(n-1)]]>对每一个有极性的元件，还需在元件上额外增加一个继电器对元件的A、B端做极性调整；各继电器单元的组成为该继电器(G6K)为双刀双掷型继电器，考虑到本设计只需要单刀双掷、电路连接可靠性和减小内阻等原因，在原理图当中已将3脚和6脚短接、5脚和4脚短接以提高性能。另外在触点连接方面选择了常开连接方式(即端点JA与端点JB平时处于断开状态当1、8脚加正向电压时才处于导通状态)，2、7脚因为用不到而且还妨碍PCB布线所以已经被剪掉弃用。为增加电路的驱动能力，继电器线圈(1、8引脚)采用NPN型三极管9013驱动。为了尽量减小JK-M端的驱动电流，在三极管的基极串入了36K限流电阻R2。为了消除继电器线圈的感性作用在继电器1、8脚并接了保护二极管D1。为了检测继电器单元的工作状态，同时在继电器1、8脚并接了LED，R1是发光二极管的限流电阻。此外在电路中接入了退偶电容C1用以增加电路的可靠性。在继电器单元电路中，当来自组态寄存器的高电平信号送到JK-M端口时，Q1导通。此时继电器吸合，JA、JB端口连接，同时发光二极管D2发出绿光表示电路工作正常。当JK-M端口为低电平时Q1截止，继电器断电，JA、JB端口断开，同时发光二极管D2熄灭。本专利技术的控制方法为第一步，系统上电，复位信号RST自动产生并持续5秒钟，使所有继电器处于无连接状态、所有插入PCI插槽中的元件板卡的值归零，此时，选通信号STA转低电平，通知单片机组态系统硬件处于“空闲”状态；第二步，首先，根据网表解析算法由“数据库核心服务器”把来自用户端的网表转换为组态命令序列和带有元件板卡号与极性调整属性的元件值序列；然后，再把它们转换为帧数据格式；第三步，“数据库核心服务器”经RS232串口发送(1)系统复位命令；(2)元件值序列；完成发送后，延时0.1秒，等待组态系统执行元件板卡参数设置和极性调整命令；第四步，单片机响应系统复位命令，置RST信号有效，清当前继电器连接状态；元件板卡响应元件参数设置和极性调整命令；第五步，“数据库核心服务器”经RS232串口发送回传数据命令，同时接收来自单片机和各个元件板卡的回传数据。第六步，经RS232串口发送组态命令序列，单片机把组态命令字依次转换成为地址命令并经逻辑控制单元将其写入继电器地址译码器；第七步，由继电器地址译码器产生的组态控制信号依次存入继电器状态锁存器中，并由继电器单元执行相应的组态连接任务。第八步，组态命令序列执行完毕后，选通信号STA转高电平，通知单片机组态系统硬件处于“忙”状态；第九步，单片机检测到STA为高电平后，主动通知“数据库核心服务器”组态命令序列执行完毕。本专利技术的主要特点体现在1、允许基于网络远程遥控n个元件间的任意互连和参数设定；2、电路连接模型以n点取2排列法(Pn2)组织互连继电器阵列，比2n点取2组合法(C2n2)的继电器需求降低一半；3、互连控制采用大规模可编程逻辑器件(PLD)实现，结构高度集成化；4、提供有自检和复位功能，便于系统故障检查。本专利技术的主要优点是1、改变了以往远程控制技术不能在多个元件间随意互连的弊端。使用本专利技术提供的电路连接模型、元件参数设置和极性调整技术，可以在比常规方法少用50％的继电器下实现电路元件间的任意互连、参数设定和远程控制。因此，更适合用于对实验电路有较复杂互连要求的“网上虚拟电路实验室”场合。2、提出了基于n点取2排列法(Pn2)的网表解析新方案，为远程遥控电路组态技术增添了新内容。本专利技术的特殊之处在于对任何连接到远程可控硬件组态系统上的仪器、设备、或元器件在不违反电气互连规定的情况下都可以做到任意连接和随意组合，这就为远程控制带来了很多便利之处。例如，在基于网络的远程测量问题中，可以通过本远程可控硬件组态系统任意配置测量仪器和快速更改测量节点；又例如，在网上虚拟电路实验室应用中，可以利用本专利技术实现任意元器件的远程互连控制，从而可搭建出有各种不同用途的虚拟真实环境的实验电路。附图说明图1是本专利技术的电路连接模型图；图2是本专利技术的组成示意图；图3是继电器单元电路图；图4是传送组态命令的信号时序图；图5是PCI插槽引脚信号线布局图；图6、7元件板卡极性调整示意图，其中图6是无极性转换(默认)状态，图7是有极性转换(有控制)状态；图8是基于网络的远程可控硬件组态系统的一个实施例的电原理图。具体实施方式下面结合附图举例对本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于网络的远程可控硬件组态系统，它由继电器阵列单元、ＰＬＤ单元、单片机单元、显示与键盘单元、逻辑控制单元和电源模块共同组成，其特征是：在逻辑控制单元内部有一个串口控制器、通过ＲＳ２３２口分别与单片机和ＰＣＩ插槽上的元件板卡互联，控制信号由单片机写入继电器地址译码器产生，产生的控制信号输入继电器状态锁存器锁存，继电器状态锁存器输入继电器阵列，继电器阵列连接ＰＣＩ插槽。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：付永庆，包星海，宋宝森，赵武生，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]