基于两层网和多级控制的煤矿井下电力远程监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于两层网和多级控制的煤矿井下电力远程监控系统，包括有以RAM系列芯片AT91RM9200为核心的微控制器，AT91RM9200芯片内置带有MII接口的MAC控制器，AT91RM9200芯片内的MAC控制器通过MII接口与以太网物理层器件DM9161相连，以太网物理层器件DM9161与以太网隔离器P1012连接，以太网隔离器P1012与以太网水晶接头RJ－45连接；AT91RM9200芯片上集成了一个SPI接口，SPI接口与MCP2510连接，SPI接口通过MCP2510扩展出两个CAN总线接口，MCP2510扩展出的CAN总线接口与CAN总线收发器82C250连接，MCP2510还通过SI接口与MCU通信连接。本实用新型专利技术既能通过CAN总线与监控主机通信，也能够通过以太网接到Intranet或Internet上，从而实现远程监控。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术主要涉及
，尤其涉及一种基于两层网和多级控制的煤矿井下电力远程监控系统。
技术介绍
目前对定点、近距离的变电所的自动监控系统较多，但针对煤矿井下环境的特殊性，区变电所多而距离远的监控系统技术还不成熟。鉴于此，本技术提出通过嵌入式监控分站作为中继站，来提高系统采集数据的速度和缩短系统巡测周期，从而提高系统的整体性能，在整个系统结构中起着承上启下的作用。智能电力装置面向现场电力设备进行实时数据采集。嵌入式监控分站是整个煤矿井下电力安全监控系统的核心，它连接了测控单元和监控主机，担负着上传下达的重要任务。其主要功能就是收集来自井下现场的不同数据，以不同的通讯协议向地面监控主机转发，同时又接收来自地面监控主机的命令，向井下现场测控单元传达。随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展，传统的工业控制领域正经历着一场前所未有的变革，开始向网络化方向发展。本技术即从未来工业控制网络发展的需要出发，鉴于煤矿井下电力系统的特殊性，设计并实现了以AT91RM9200微处理器为核心的嵌入式监控分站。
技术实现思路
本技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种具有以太网接口，CAN总线接口，485接口，RS-232接口，USB主、从接口，12位A/D和D/A，PWM输出，4X4键盘，64X128IXD人机接口等功能模块的基于两层网和多级控制的煤矿井下电力远程监控系统，既能通过CAN总线与监控主机通信,也能够通过以太网接到Intranet或Internet上,从而实现远程监控。本技术是通过以下技术方案实现的:一种基于两层网和多级控制的煤矿井下电力远程监控系统，其特征在于:包括有以RAM系列芯片AT91RM9200为核心的微控制器，AT91RM9200芯片内置带有MII接口的MAC控制器，AT91RM9200芯片内的MAC控制器通过MII接口与以太网物理层器件DM9161相连，以太网物理层器件DM9161与以太网隔离器连接，以太网隔离器与以太网水晶接头RJ —45连接；AT91RM9200芯片上集成了一个SPI接口，SPI接口与MCP2510连接，SPI接口通过MCP2510扩展出两个CAN总线接口，MCP2510扩展出的CAN总线接口与CAN总线收发器82C250连接，MCP2510还通过SI接口与MCU通信连接。所述的基于两层网和多级控制的煤矿井下电力远程监控系统，其特征在于:所述的SPI接口带有4个片选端，最多可连接16个具有SPI接口的外围器件。所述的基于两层网和多级控制的煤矿井下电力远程监控系统，其特征在于:所述的MCP2510内含三个发送缓冲器、两个接收缓冲器。所述的基于两层网和多级控制的煤矿井下电力远程监控系统，其特征在于:所述的AT91RM9200芯片上还集成有485接口、RS_232接口、USB主从接口、12位A/D和D/A、PWM输出接口、键盘接口和人机接口。本技术的优点是:本技术具有以太网接口，CAN总线接口，485接口，RS-232接口，USB主、从接口，12位A/D和D/A，PWM输出，4X4键盘，64X 128IXD人机接口等功能模块，既能通过CAN总线与监控主机通信，也能够通过以太网接到Intranet或Internet上,从而实现远程监控。附图说明图1为AT91RM9200的结构框图。图2为本技术的结构框图。图3 为 AT91RM9200 与 DM9161 接 口电路框图。图4为DM9161与太网水晶接头RJ — 45的连接框图。图5为MCP2510内部结构原理图。图6为MCP2510与82C250连接框图。具体实施方式如图1、2所示，一种基于两层网和多级控制的煤矿井下电力远程监控系统，包括有以RAM系列芯片AT91RM9200为核心的微控制器，AT91RM9200芯片内置带有MII接口的MAC控制器，AT91RM9200芯片内的MAC控制器通过MII接口与以太网物理层器件DM9161相连，以太网物理层器件DM9161与以太网隔离器P1012连接，以太网隔离器P1012与以太网水晶接头RJ - 45连接；AT91RM9200芯片上集成了一个SPI接口，SPI接口与MCP2510连接，SPI接口通过MCP2510扩展出两个CAN总线接口，MCP2510扩展出的CAN总线接口与CAN总线收发器82C250连接，MCP2510还通过SI接口与MCU通信连接。SPI接口带有4个片选端，最多可连接16个具有SPI接口的外围器件。MCP2510内含三个发送缓冲器、两个接收缓冲器。AT91RM9200芯片上还集成有485接口、RS-232接口、USB主从接口、12位A/D和D/A、PWM输出接口、键盘接口和人机接口。DM9161是Davicom公司生产的一款低功耗、高性能的CMOS芯片，是IOM /100MBASE-T以太网收发器，能够自动检测接入网络的速度，并有LED输出指示，能够通过MII或RMII与MAC层器件相连。DM9161起到了编码、译码输入和输出数据的作用，由于AT91RM9200片内已带有MII接口的MAC控制器，而DM9161也提供了 MII接口，各种信号的定义也很明确，因此DM9161与AT91RM9200的连接时序衔接，可以达到很好的网络信号传递目的。图3所示，AT91RM9200所提供的接口信号线较多，可以利用其16位数据总线D0-D15、5根经过所存的地址线A0-A4、读信号线NRD、写信号线NWR、经过译码产生的片选线NCS7和中断请求线IRQ分别与DM9161的数据线SD0-SD15、地址线低5位SA0-SA4、I/O读信号线10R、I/0写信号线10W、地址使能线AEN和8根中断请求线中的一根IR012相连。时钟电路只需要外接I个25MHz的晶振及2个电容即可。DM9161地址线有SA0-SA19共20根，只用到低5位SA0-SA4与RM9200相连，SA5-SA7接地、SA8-SA19接高电平，其它高地址位全部接地。这要对于DM9161内部来说，I/O的基地址为300H。DM9161只要选I根中断请求线与RM9200系统的中断线相连，其它7根线均浮空。以太网控制器DM9161与网络的连接非常简单，只要把接收信号线RX+、RX_和发送信号线τχ+、TX_通过以太网隔离器(Transformer)与以太网水晶接头RJ45相连即可，如图4所示。其中以太网隔离器(Transformer)主要是用来将嵌入式系统与以太网相隔离，以免相互干扰。DM9161有3个工作状态指示灯，用于显示以太网的工作状态。MCP2510是一种带有SPI接口的CAN控制器，它支持CAN技术规范V2.0Α/Β ;并能够发送的接收标准的和扩展的信息帧，同时具有接收滤波和信息管理的功能。MCP2510通过SI接口与MCU进行数据传输，最高数据传输速率可达5Mb/s，MCU可通过MCP2510与CAN总线上的其它MCU单元通讯。MCP2510内含三个发送缓冲器、两个接收缓冲器。同时还具有灵活的中断管理能力，这些特点使得MCU对CAN总线的操作变得非常简便。MCP2510有H)IP、S0IC和TSSOP三种封装形式，有18个引脚。本系统设计中采用18脚ΗΠΡ封装形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于两层网和多级控制的煤矿井下电力远程监控系统，其特征在于：包括有以RAM系列芯片AT91RM9200为核心的微控制器，AT91RM9200芯片内置带有MII接口的MAC控制器，AT91RM9200芯片内的MAC控制器通过MII接口与以太网物理层器件DM9161相连，以太网物理层器件DM9161与以太网隔离器连接，以太网隔离器与以太网水晶接头RJ－45连接；AT91RM9200芯片上集成了一个SPI接口，SPI接口与MCP2510连接，SPI接口通过MCP2510扩展出两个CAN总线接口，MCP2510扩展出的CAN总线接口与CAN总线收发器82C250连接，MCP2510还通过SI接口与MCU通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于两层网和多级控制的煤矿井下电力远程监控系统，其特征在于:包括有以RAM系列芯片AT91RM9200为核心的微控制器，AT91RM9200芯片内置带有MII接口的MAC控制器，AT91RM9200芯片内的MAC控制器通过MII接口与以太网物理层器件DM9161相连，以太网物理层器件DM9161与以太网隔离器连接，以太网隔离器与以太网水晶接头RJ —45连接；AT91RM9200芯片上集成了一个SPI接口，SPI接口与MCP2510连接，SPI接口通过MCP2510扩展出两个CAN总线接口，MCP2510扩展出的CAN总线接口与CAN总线收发器82C250连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍龙，
申请(专利权)人：淮南师范学院，
类型：实用新型
国别省市：