[发明专利]一种基于网络的嵌入式集成制造数据采集终端

说明书

技术领域

本发明涉及制造业企业的制造数据采集技术，特别是涉及一种基于网络的嵌入式集成制造数据采集终端。

背景技术

目前，在国内已经应用MES系统（Manufacturing Execution System，制造执行系统简称MES)的制造业企业中，多以普通的个人计算机或工业控制计算机为主体做现场终端，其功耗大、体积大、功能单一、工业防护等级低、可靠性差，不适合在环境恶劣的各类工业现场使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了实现制造过程的可视化和敏捷化，提出一种成本低、功能实用、快捷部署的基于网络的嵌入式集成制造数据采集终端。

一种基于网络的嵌入式集成制造数据采集终端（Network Integrated Manufacture Data Collector，简称NI-MDC），包括NI-MDC系统平台和NI-MDC驱动软件系统；

所述的NI-MDC系统平台包括核心板、复位电路、LCD模块、触摸屏设备、键盘模块、DM9000网卡、RFID读写模块和串口读写模块；

所述的核心板提供的接口支持：TFT/STN液晶屏、USB、HOST/DEVICE、IIS音频、NAMD闪存、SD/MMC/SDIO存储卡以及触摸屏；

所述的核心板包括NOR Flash（闪存芯片）、ARM处理器和SDRAM（同步动态随机存储器），采用支持WinCE操作系统的基于ARM架构的核心板作为硬件平台，采用嵌入式处理器及核心板为平台，装载WinCE嵌入式实时操作系统，并对操作系统层和OEM层进行驱动、组件和服务的定制；

所述的NOR Flash（闪存芯片）采用并口输入输出数据，如图2所示，其芯片内执行XIP（eXecute In Place），即MPU可以直接从Nor Flash中取指令并在Flash闪存内运行，所述的Nor Flash用来存放引导程序（BootLoader），在系统加载过程中执行开机自检和硬件初始化，并负责执行以及将Nand Flash中的程序拷贝到SDRAM中，然后将MPU控制权交给SDRAM中的程序（可以是用户自己编写的函数或者是系统内核）；

所述的SDRAM（同步动态随机存储器）具有动态刷新，读／写速度快的特点，所述的SDRAM与ARM处理器总线速度同步，也就是与系统时钟同步；无等待周期，减少数据传输延迟，避免不必要的等待周期减少数据存储时间；在嵌入式系统中，微处理器上启动后都会将非易失性的存储器件中的代码加载到SDRAM中进行运行，操作系统及用户数据、堆栈均位于SDRAM中；

所述的ARM处理器是用一片大规模集成电路组成的中央处理器，其组成部分有：寄存器堆、运算器、时序控制电路以及数据和地址总线，它与存储器和外围电路芯片组成嵌入式核心版；所述的ARM处理器用于完成取指令、执行指令、以及与外界存储器和逻辑部件交换信息等操作，负责执行控制部件和算术逻辑部件，是微型计算机的运算控制部分。

所述的复位电路为看门狗硬件电路；

复位电路利用MPU正常工作时，定时复位计数器，使得计数器的值不超过某一值；当主系统中软件遭到破坏MPU不能正常工作时，由于计数器不能被复位，因此其计数会超过某一值，从而产生复位脉冲，实现系统重启。即在初始化时压入堆栈一个地址，在此地址内执行的是一条关闭中断和一条死循环语句。这样，当程序走飞后，其进入陷阱的可能性将大大增加,而一旦进入陷阱，定时器停止工作并且关闭中断，使看门狗复位电路会产生复位脉冲由看门狗硬件电路自动重启，且从备份系统启动，在备份系统中对主系统软件进行修复。

所述的LCD模块采用FPGA做为桥接芯片,集成显存技术的视频转换卡及驱动程序；带有LCD控制器的MPU通过此模块,可以驱动带VGA接口的液晶显示屏或CRT显示器；

所述的LCD模块的工作原理为：低场频/刷新率的视频数据(比如20Hz或更低)由LCD控制器输出,经过FPGA采集和处理之后送给数模转换芯片转换成RGB模拟信号,最后送给VGA显示器显示，同时FPGA产生驱动VGA显示器所需要的行同步和场同步信号(此过程也叫时序转换)，实现低刷新率到高刷新率的转变,将操作系统及软件界面显示于VGA显示器实现与用户的可视化交互。

所述的触摸屏设备，其驱动程序的代码分为上层模型设备驱动MDD和下层平台相关驱动PDD；