[实用新型]一种基于光通讯模块的设备远程测控系统有效

专利信息
申请号: 201720111296.3 申请日: 2017-01-24
公开(公告)号: CN206489410U 公开(公告)日: 2017-09-12
发明(设计)人: 汪娟 申请(专利权)人: 重庆电子工程职业学院
主分类号: G05B19/042 分类号: G05B19/042
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 401331 重*** 国省代码: 重庆;85
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 通讯 模块 设备 远程 测控 系统
【说明书】:

技术领域

实用新型涉及一种设备远程测控系统,具体是一种利用光通讯模块实现测量数据远程传输的测控系统,属于测控技术领域。

背景技术

在工业生产中往往需要检测设备的各种运行参数,并根据所得参数进行控制,但是设备所处的现场现场环境往往存在温度过高或者过低、粉尘过大等不适宜测量人员现场测量的情况,因此工业生产中需要一种能实现设备参数信号远程采集的系统电路。

现有技术中,由于FPGA处理器具有硬件逻辑资源丰富、计算处理能力强、功耗低和工作稳定性高的特点,因此被广泛应用在各种需要参数采集、处理与传输领域,参数信号远程采集系统也存在以FPGA处理器作为主芯片,配合AD转换芯片实现信号采集,再使用光通讯模块与中央控制系统建立数据通信的技术方案,在此类技术方案中,设置在生产现场的现场仪表输出的模拟信号经AD转换芯片转换为数字信号后送入FPGA处理器(在FPGA内使用硬件描述语言编程实现AD转换控制器);FPGA处理器实现自身逻辑电路功能所需要的配置数据则存放在配置器件芯片中,系统上电后从配置器件芯片加载到FPGA中以实现FPGA自身逻辑电路功能,因此现有技术中的上述方案存在以下缺陷:

(1)需要在FPGA内使用硬件描述语言编程实现AD转换控制器,这增加了FPGA内部电路的设计难度,也占用了FPGA内部逻辑资源。(2)必须使用AD转换芯片实现模数转换,这也使得系统整体电路不够简单,并且增加系统功耗(设置在环境恶劣的生产现场的设备远程测控系统需要具有较长的持续工作能力,这就要求尽量降低系统功耗)。(3)必须配备独立的FPGA配置器件芯片,这进一步增加了系统硬件复杂度、功耗于成本(配置器件价格较高)。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足,本实用新型的目的是:怎样提供一种设计难度低,不需要为主处理器FPGA配备专用配置器件,并且系统功耗低,有利于提高设备长时间持续工作能力的远程测控系统,本实用新型采用了以下的技术方案。

一种基于光通讯模块的设备远程测控系统,其特征在于:包括FPGA处理器、光通讯模块和单片机;所述单片机内部设置有AD转换模块和程序存储器ROM,所述单片机为STC12C5A60S2型单片机;所述光通讯模块为IP113F型芯片;

所述AD转换模块的模拟输入端是远程测控系统的模拟信号采集输入端,所述单片机的IO是远程测控系统的数字信号采集输入端;

所述单片机通过SPI串行通信接口与FPGA处理器实现数据通信;

所述光通讯模块的管理数据输入输出口MDIO与FPGA处理器的IO相连接,所述光通讯模块的管理数据同步时钟输入口MDC与FPGA处理器的IO相连接;

FPGA处理器的配置数据存储在单片机的程序存储器ROM中;FPGA处理器具有数据配置接口,FPGA的数据配置接口包括:配置复位脚nCONFI、第一配置状态脚nSTATU、第二配置状态脚CONF_DON、配置数据传输脚DATA和配置时钟脚CLK;所述配置复位脚nCONFI与单片机的IO相连接,所述第一配置状态脚nSTATU与单片机的IO相连接,所述第二配置状态脚CONF_DON与单片机的IO相连接,所述配置数据传输脚DATA与单片机的IO相连接,所述配置时钟脚CLK与单片机的IO相连接。

进一步的,所述FPGA还与外部存储器相连接。

相比现有技术,本实用新型具有如下优点:

本实用新型中,(1)本系统中利用单片机实现AD转换功能(目前多数单片机芯片内都配置了AD转换模块),这不但可以简化系统电路结构、降低系统功耗,还对信号的信号采集带来了灵活性(例如,由于单片机IO资源数量多、控制灵活,编程容易,掌握单片机技术的开发人员也较多等原因,可以很容易通过增设模拟开关等方式实现增加信号采集路数功能)。

(2)本系统中利用单片机内部的程序存储器ROM来存放FPGA处理器的配置数据,这不但省去了配置器件芯片,简化了电路设计,显而易见的还可以进一步降低系统功耗,这对提高系统长时间持续工作能力具有积极效果。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构图;

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

一、本实用新型电路结构

如图1所示,一种基于光通讯模块的设备远程测控系统,主要由FPGA处理器、光通讯模块和单片机三大核心器件组成;

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