基于arm处理器的塔式起重机安全监控设备的制造方法
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及一种基于ARM处理器的塔式起重机安全监控设备。
【背景技术】
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[0002]目前，塔式起重机的安全监控设备多采用以PLC为控制核心。如图1所示，该设备包括由电源供电的核心PLC，以及分别与PLC连接的通信模块、HMI人机接口模块、传感器以及数据库连接。其主要通过外接通讯模块、人机界面以及各种信号传感器采集塔机的工作状况信号，再经由PLC内部程序进行处理与数据库进行信息交换实现对塔机的安全监控。这种监控设备中由于对PLC的利用率不高，很多端口没有利用，造成了资源浪费，同时体积大，集成化程度也不高。
[0003]为此，本实开发了一种以ARM处理器为核心处理架构的监控系统，以实现监控设备性能的大幅度优化。
【实用新型内容】:
[0004]鉴于上述技术问题，本实用新型针对过去的以PLC为核心的监控设备所存在的各种缺点，提供了一种基于ARM处理器的塔式起重机安全监控设备。该设备相较原来的PLC结构，在性能上大幅度进行了优化，提高了工作效率。
[0005]本实用新型的具体技术方案如下:
[0006]基于ARM处理器的塔式起重机安全监控设备，包括由ARM处理器、FPGA模块、CAN协议模块以及系统控制单片机构成的集成处理单元；其特征在于，所述FPGA模块通过通信连接来采集来自外部通讯模块和传感器的数据信息并将其初步筛选处理后发送给ARM处理器；所述ARM处理器对该数据信息运算处理后将结果通过CAN协议模块转换后发送给外部执行原件或HMI ;所述系统控制单片机负责对整个操作系统的运行和升级。
[0007]上述方案中，所述ARM处理器自带包括机型号、设备ID、安装地点、塔机运行中的高度、幅度、重量以及各报警信息这些历史数据的数据库。
[0008]上述方案中，所述ARM处理器的型号为ARM946E-S。
[0009]上述方案中，所述FPGA模块具体采用的芯片型号为Xilinx XC4000系列。
[0010]上述方案中，所述CAN协议模块具体采用的芯片型号为MCP2510。
[0011]上述方案中，所述系统控制单片机的型号为STC单片机。
[0012]上述方案中，所述外部通讯模块包括GPS、zigbee、网站服务器这些通信设备。
[0013]上述方案中，所述传感器包括重量传感器、高度传感器、幅度传感器、风速传感器以及水平度传感器。
[0014]本实用新型的有益效果如下:
[0015]1.ARM处理器自带数据库，且可远程升级。
[0016]2.采用CAN协议通讯效率和时效性大大提高。
[0017]3.采用FPGA专用集成电路提高了集成化程度。
[0018]4.在避免端口资源浪费的前提下可以小型化和模块化，在采集控制主机部分可以达到更高的防护等级。
[0019]较以往的监控设备相比，首先采用的ARM处理器，其自带数据库，可进行远程升级；其次采用FPGA专用集成电路，其数据采集周期短，时效性非常高，且FPGA由于逻辑电路的特性可以有效消除外接不稳定因素的信号采集和传输的干扰。
【附图说明】
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[0020]以下结合附图和【具体实施方式】来进一步说明本实用新型。
[0021]图1为现有技术中监控装置的示意图。
[0022]图2为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
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[0023]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0024]如图2所示，本实用新型所述的基于ARM处理器的塔式起重机安全监控设备，包括由ARM处理器1、FPGA模块2、CAN协议模块3以及系统控制单片机4构成的集成处理单元5。其中，FPGA模块2通过通信连接来采集来自外部通讯模块6和传感器7的数据信息并将其初步筛选处理后发送给ARM处理器I。ARM处理器I对该数据信息运算处理后将结果通过CAN协议模块3转换后发送给外部执行原件或HMI 8。系统控制单片机4负责对整个操作系统的运行和升级。
[0025]另外，ARM处理器自带包括机型号、设备ID、安装地点、塔机运行中的高度、幅度、重量以及各报警信息这些历史数据的数据库。该ARM处理器的型号为ARM946E-S。FPGA模块具体采用的芯片型号为Xilinx XC4000系列。CAN协议模块具体采用的芯片型号为MCP2510。系统控制单片机的型号为STC单片机。当然，外部通讯模块包括GPS、zigbee、网站服务器这些通信设备。传感器包括重量传感器、高度传感器、幅度传感器、风速传感器以及水平度传感器。
[0026]该安全监控设备在运行时，FPGA模块采集到一编码器的数据，并将所采集的数据进行初步筛选，如1-100以内为有效数据，将其直接传送到ARM核心，ARM执行设定好的程序判断此时数据，若大于80，则为报警值，控制外部报警指示灯闪烁，并在HMI上显示此时为报警状态，小于80则为正常。若要进行系统升级时，单片机可以停止ARM、FPGA、外设、HMI等设备共作，并接受远程传送过来的升级安装包，并用这些安装包对ARM、外设、HMI等进行逐一升级以实现整个装置的升级和优化。
[0027]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.基于ARM处理器的塔式起重机安全监控设备，包括由ARM处理器、FPGA模块、CAN协议模块以及系统控制单片机构成的集成处理单元；其特征在于，所述FPGA模块通过通信连接来采集来自外部通讯模块和传感器的数据信息并将其初步筛选处理后发送给ARM处理器；所述ARM处理器对该数据信息运算处理后将结果通过CAN协议模块转换后发送给外部执行原件或HMI ;所述系统控制单片机负责对整个操作系统的运行和升级。
2.根据权利要求1的基于ARM处理器的塔式起重机安全监控设备，其特征在于，所述ARM处理器自带包括机型号、设备ID、安装地点、塔机运行中的高度、幅度、重量以及各报警信息这些历史数据的数据库。
3.根据权利要求1的基于ARM处理器的塔式起重机安全监控设备，其特征在于，所述ARM处理器的型号为ARM946E-S。
4.根据权利要求1的基于ARM处理器的塔式起重机安全监控设备，其特征在于，所述FPGA模块具体采用的芯片型号为Xilinx XC4000系列。
5.根据权利要求1的基于ARM处理器的塔式起重机安全监控设备，其特征在于，所述CAN协议模块具体采用的芯片型号为MCP2510。
6.根据权利要求1的基于ARM处理器的塔式起重机安全监控设备，其特征在于，所述系统控制单片机的型号为STC单片机。
7.根据权利要求1的基于ARM处理器的塔式起重机安全监控设备，其特征在于，所述外部通讯模块包括GPS、zigbee、网站服务器这些通信设备。
8.根据权利要求1的基于ARM处理器的塔式起重机安全监控设备，其特征在于，所述传感器包括重量传感器、高度传感器、幅度传感器、风速传感器以及水平度传感器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于ARM处理器的塔式起重机安全监控设备，包括由ARM处理器、FPGA模块、CAN协议模块以及系统控制单片机构成的集成处理单元；其特征在于，所述FPGA模块通过通信连接来采集来自外部通讯模块和传感器的数据信息并将其初步筛选处理后发送给ARM处理器；所述ARM处理器对该数据信息运算处理后将结果通过CAN协议模块转换后发送给外部执行原件或HMI；所述系统控制单片机负责对整个操作系统的运行和升级。该设备相较原来的PLC结构，在性能上大幅度进行了优化，提高了工作效率。
【IPC分类】B66C15-06, B66C13-16, B66C23-88, B66C13-48
【公开号】CN204310733
【申请号】CN201420773249
【发明人】黄明鑫, 何剑波
【申请人】常州常创电气科技有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月5日