一种集成化可配置工业信息监测分析控制系统

摘要

本发明属于网络化大数据监测分析技术领域，具体为一种集成化可配置工业信息监测分析控制系统。本发明使用AM3359工业级ARM架构处理器，开发设计了高度集成化的数据采集分析系统，提供16路标准模拟输入通道、16路标准数字控制输出接口以及外带14路通用串行总线接口；信息监测分析系统使用QT开发，具有高度自由化可配置型功能，能够适合不同类型的大数据监测目标以及多样的现场环境，实现多现场复用监测控制；数据通信系统采用工业级以太网以及GPRS无线数据传输两种模式，最大程度保证数据传输可靠性。本发明集成化程度高，将数据采集、处理、分析、存储、传输、控制、报表打印等多种功能集成在统一系统中，降低的系统功能冗余度，提高系统效率。

主权项

一种集成化可配置工业信息监测分析控制系统，其特征在于，系统硬件结构由中央处理器模块、信号输入输出模块、UART扩展接口模块、智能人机交互显示模块和通信模块组成；其中：所述中央处理核心模块采用集成化中央处理结构，其核心模块部分搭载系统CPU，型号为德州仪器公司Cortex‑A8系列ARM架构工业级嵌入式处理器AM3359，整个数据采集控制分析系统集成在同一块主板上；中央处理器模块具备连接外部设备的各路接口，包括：LCD接口、通用串行总线接口即串口2~串口13、网络接口、USB接口、SD卡接口、信号交换接口；其中，LCD接口连接外部显示输出以及触摸屏输入功能模块，用以完成对系统的操作配置以及显示系统工作状态功能；通用串行总线接口即串口2~串口13连接外部UART总线扩展模块，用以支持系统与其它外部设备的交互功能；网络接口用以连接外部有线网络传输模块以及无线网络传输模块，负责数据格式转换以及网络变压器功能；USB接口与SD卡接口连接外部存储设备，支持系统的大数据处理功能；信号交换接口用以支持外部模拟信号数字信号输入输出模块，将外部采集的信号统一转化为相同格式与核心模块处理器进行信号交换传输；所述信号输入输出模块由数据采集部分将外部数据进行采集处理，同时输出控制信号；其中，数据采集部分采用研华ADAM‑4117以及ADAM‑4055数据采集卡，将外部标准模拟电压信号、标准模拟电流信号、标准逻辑数字信号进行处理，转换打包为通用串行数据格式，通过RS‑485电气协议传输给中央处理核心模块；中央处理器AM3359具备两路SPI总线接口，这里使用VK3224通过协议转换技术来扩展通用串行总线接口；VK3224是SPI接口的4通道UART器件，可以实现SPI桥接/扩展4个UART接口的功能；通过特有指令集控制VK3224的每个子通道的波特率、字长、校验格式、通信速率可以将每个子通道设置为不同的工作模式；子通道具备收发独立的16 BYTE FIFO，FIFO的中断为4级可编程条件触发点；所述UART扩展接口模块是使用两片VK3224将AM3359的两路SPI总线利用起来增加8路通用串行总线，此处的8路通用串行总线均为全双工，通过软件开启/关闭、设置为是否接受数据广播模式，支持XON/XOFF的软件自动流量控制、XON/XOFF可编程字符自动发送/识别，支持网络地址自动识别功能；所述智能人机交互显示模块采用京东方BOE 10.4寸显示触摸屏BA104S01‑100作为交互显示部分；所述通信模块包括有线通信模块和无线通信模块；有线通信模块采用双路工业以太网接口即RJ‑45接口模式，接口基于IEEE 802.3强大的区域和单元网络，能够自适应10M/100M/1000M波特率传输，接口芯片为AR8035；无线通信模块采用通用无线分组服务技术，引入分组交换的传输模式。