一种基于以太网的嵌入式终端控制器制造技术

本实用新型专利技术公开一种基于以太网的嵌入式终端控制器，包括微处理器、用于存放控制程序源代码的闪速存储器、用于存放控制程序运行中间变量的静态存储器、用于存放需要保存历史纪录数据的电可擦除存储器、用于完成以太网通讯的以太网控制器，至少一个Ａ／Ｄ转换模块、至少一个为扩展数字量输出信号而设置的触发锁存器、ＲＳ４８５端口、时钟晶振电路、手动控制开关和后备电源电路。所述的微处理器包括数据总线和地址总线、多个输入输出Ｉ／Ｏ引脚、串口和时钟引脚等，并能够执行控制程序源代码完成采集数据、判断报警、存储数据和与远程监控设备通过以太网通讯的功能，实现真正意义上的集散控制系统中终端分散风险的目的。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及远程监控的终端控制器，特别是一种基于以太网的嵌入式终端控制器。
技术介绍
在传统的远程监控系统中，终端控制器担负着采集现场数据，向远程监控中心传输数据的重要任务，终端控制器通过RS485总线向远程控制中心上传数据。这种总线通讯采用主/从轮询方式且数据传输能力有限，对于越来越多需要监控的现场设备而言，RS485总线成为远程监控技术中要求实时报警和实时数据传输的瓶颈；而且，终端控制器与远程控制中心的通讯多采用普通的电话线网络，通讯费用昂贵；目前的远程监控终端控制器，通常只有一个RS485端口，与现场RS485总线连接，实现总线通讯，此时，若终端控制器与需要RS485通讯控制的现场设备之间建立通讯，则无法解决；此外，RS485总线通讯方式中主控制器负责整个网络中各个从控制器的通讯管理，如果主控制发生故障就会导致整个网络的通讯停止，不利于分散控制系统风险的目的。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的主要目的在于提供一种使用以太网通讯，能够完成数据存储，并进行报警分析，真正做到集散控制的独立的网络型基于以太网的嵌入式终端控制器。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种基于以太网的嵌入式终端控制器，包括微处理器，用于存放控制程序源代码的闪速存储器Flash、用于存放控制程序运行中间变量的静态存储器SRAM、用于存放需要记录的历史数据的电可擦除只读存储器EEPROM，至少-->一个A/D转换模块和时钟晶振电路，所述基于以太网的嵌入式终端控制器还包括RS485端口，所述的微处理器包括数据总线和地址总线、多个输入输出I/O引脚、串口和时钟引脚；所述的微处理器的数据总线和地址总线连接以太网控制器；所述微处理器的数据总线和地址总线均连接Flash和SRAM；所述微处理器的串口分别连接EEPROM、至少一个A/D转换模块和至少一个RS485端口；所述微处理器的时钟引脚连接时钟晶振电路。所述的RS485端口中，至少一个RS485端口用于连接需通过RS485通讯控制的现场设备。所述的时钟晶振电路为两个，分别为微处理器提供定时信号和时钟脉冲信号。所述基于以太网的嵌入式终端控制器还具有锂电池后备电源，所述微处理器的后备电源引脚连接锂电池后备电源。所述的以太网控制器连接隔离变压器，且隔离变压器与RJ45接口连接，并且隔离变压器和RJ45接口集成在一起。所述微处理器至少一个I/O引脚是数字信号输入口。所述基于以太网的嵌入式终端控制器还包括触发锁存器，所述微处理器的I/O引脚连接至少一个为扩展数字量输出信号而设置的触发锁存器。所述微处理器的一个串口是编程接口。所述基于以太网的嵌入式终端控制器还包括至少一个手动控制开关，所述触发锁存器的输出端连接手动控制开关，控制信号经所述手动控制开关输出。所述的微处理器为Rabbit3000或者Rabbit2000或者Rabbit4000型号中的一种。本技术，一种基于以太网的嵌入式终端控制器具有以下优点：1、具有以太网控制器，监控终端可以使用TCP/IP通讯协议与远程控制中心直接通讯，从而利用了便捷迅速的以太网络，通讯费用比使用普通电话网络-->大大降低。2、具有独立的TCP/IP通讯功能，可以不依赖于网络中其它设备自主控制通讯。3、采用嵌入式设计，不仅能够采集数据，还能够进而存储数据，最大数据存储空间达1MB，也可以根据不同的监控需求，设计软件控制程序。4、本技术具有一个RS485端口，可以用于终端控制器与需要使用RS485通讯控制的现场设备间的通讯；同时使用RJ45以太网接口实现终端控制器与上位机设备间通讯，即可以同时满足控制与通讯的功能。5、本技术能够完全独立的进行数据存储备份，报警判断的功能，真正的实现“控制分散，报警分散，历史记录分散，管理集中”集散控制的理念。附图说明图1为本技术电路结构框图；图2为本技术控制程序流程图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明：如图1所示，本技术的核心是微处理器，其上连接有以太网控制器、闪速存储器Flash、静态存储器SRAM、电可擦除只读存储器EEPROM、模拟/数字信号转换模块(A/D，Analog/Digital)、触发锁存器、时钟晶振电路OSC和后备电源。其中，微处理器选用Rabbit3000型号，其具有20位地址总线，56路I/O引脚，8位数据总线，6个串口CMOS，时钟和后备电源等引脚。以太网控制器连接一个隔离变压器，隔离变压器与RJ45接口连接，且RJ45接口与隔离变压器集成在一起。微处理器的数据总线和地址总线连接以太网控制器，以太网控制其另一端通过RJ45接口与交换机或集线器相连接，实现终端控制器之间、终端控制器与上位机控制设备(如远程PC)之间的以太网通讯；终端控制器均采用TCP/IP协议进行网络通讯，与通过普通电话网络通讯相比，大大降低了-->通讯的费用。微处理器的数据总线和地址总线均连接Flash和SRAM。频率为32kHz的OSC和22.1MHz的OSC，分别为微处理器的运行提供定时信号和时钟脉冲信号；微处理器的不同时钟引脚分别连接两个时钟晶振电路。微处理器的三个串口分别连接RS485端口、EEPROM和A/D转换模块；微处理器预留一个串口，作为编程接口，用于载入控制程序；微处理器的16路I/O引脚作为数字输入信号(DI，Digital Input)输入口；微处理器的8路I/O引脚连接为扩展数字量输出信号而设置的触发锁存器，并且，在触发锁存器模块中有两组电路，每组电路均可输出8个数字控制信号(DO，Digital Output)，通过编程控制，可以选择电路组，从而可以输出16个DO信号；触发锁存器的输出端连接有手动控制开关，手动控制开关另一端连接数字信号输出，手动控制开关可强制数字信号输出。另外，为了防止微处理器突然断电时数据丢失，为微处理器配置了由锂电池构成的后备电源，后备电源连接微处理器的后备电源引脚。如果现场设备的信号是模拟信号(AI，Analog Input)，比如：系统压力，温度等，经过A/D转换模块转变成数字信号后传输给微处理器进行数据采集；如果现场设备的信号是数字信号(如现场设备的机械开/关量报警信号)，则可以直接通过微处理器的DI输入口进行数据采集；微处理器接收到输入信号，经过控制逻辑运算后，产生数字控制信号，由DO输出端传送到现场设备。微处理器连接的RS485端口，用于与需要使用RS485通讯控制的现场设备通信，如变频器或电子膨胀阀等。Flash用于存储控制程序源代码。SRAM用于存储控制程序运行时的中间变量。EEPROM用于存储控制程序执行过程中需要进行纪录的历史数据的备份数据。终端控制器工作时，如图2所示，控制程序开始运行，终端控制器开始采集数据，即DI输入的数据和经A/D转换模块转换后的数据，执行控制程序，进行逻辑运算，输出控制信号，即通过RS485端口或者DO输出端将控制信号输出给相应的现场设备，然后进行报警判断。如果监控数据超出了监控参数的设定范围，则生成报警信息，同时将该报警信息通过以太网控制器向远程控制中心上传；此外，终端控制器会定时将需要进行记录的历史数据的备份数据存-->储到EEPROM，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于以太网的嵌入式终端控制器，包括微处理器，用于存放控制程序源代码的闪速存储器Ｆｌａｓｈ、用于存放控制程序运行中间变量的静态存储器ＳＲＡＭ、用于存放需要纪录的历史数据的电可擦除只读存储器ＥＥＰＲＯＭ，至少一个Ａ／Ｄ转换模块和时钟晶振电路，其特征在于：所述基于以太网的嵌入式终端控制器还包括ＲＳ４８５端口，所述的微处理器包括数据总线和地址总线、多个输入输出Ｉ／Ｏ引脚、串口和时钟引脚；　　　　所述的微处理器的数据总线和地址总线连接以太网控制器；　　　　所述微处理器的数据总线和地址总线均连接Ｆｌａｓｈ和ＳＲＡＭ；　　　　所述微处理器的串口分别连接ＥＥＰＲＯＭ、至少一个Ａ／Ｄ转换模块和至少一个ＲＳ４８５端口；　　　　所述微处理器的时钟引脚连接时钟晶振电路。

【技术特征摘要】
1.一种基于以太网的嵌入式终端控制器，包括微处理器，用于存放控制程序源代码的闪速存储器Flash、用于存放控制程序运行中间变量的静态存储器SRAM、用于存放需要纪录的历史数据的电可擦除只读存储器EEPROM，至少一个A/D转换模块和时钟晶振电路，其特征在于：所述基于以太网的嵌入式终端控制器还包括RS485端口，所述的微处理器包括数据总线和地址总线、多个输入输出I/O引脚、串口和时钟引脚；所述的微处理器的数据总线和地址总线连接以太网控制器；所述微处理器的数据总线和地址总线均连接Flash和SRAM；所述微处理器的串口分别连接EEPROM、至少一个A/D转换模块和至少一个RS485端口；所述微处理器的时钟引脚连接时钟晶振电路。2.根据权利要求1所述的基于以太网的嵌入式终端控制器，其特征在于：所述的RS485端口中，至少一个RS485端口用于连接需通过RS485通讯控制的现场设备。3.根据权利要求2所述的基于以太网的嵌入式终端控制器，其特征在于：所述的时钟晶振电路为两个，分别为微处理器提供定时信号和时钟脉冲信号。4.根据权利要求3所述的基于以太网的嵌入式终端控制器，其特征在于：所述基于以太网的嵌入式终端控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠伟，
申请(专利权)人：王忠伟，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]