专利名称：生产线的网络化监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及生产线监控领域，尤其涉及一种生产线的网络化监控装置。
背景技术：
目前，在产品生产过程中中，产品生产线上的信息传递装置主要是采用个人电脑 PC的机箱结构，例如在钢铁企业的生产线上。这种信息传递装置存在投资大、功能冗余、功 耗高、使用不方便、操作难度较大、抗干扰性差等问题，因此在当前的产品生产线上，迫切需 要更方便实用的网络化监控管理装置。 在现有技术中，网络化监控管理装置一般是由中央处理器及辅助处理单元、蜂鸣
器报警模块单元、FLASH存储单元、液晶触摸屏单元、液晶显示器单元、液晶背光电路单元、
串口总线接口 RS232、红外通讯单元、供电选择和串口通讯选择单元等部件组成，其主要是
用于衔接用户现有的各种业务系统数据信息，例如各种电力信息管理系统等。 但现有技术的方案并没有提供工业以太网接口和音视频输入输出等接口，从而降
低了生产企业内部的信息交流与共享能力，并影响了产品生产线的监控管理能力。
实用新型内容本实用新型实施例提供了一种生产线的网络化监控装置，能够增强生产企业内部 的信息交流与共享能力，并提高产品生产线的监控管理功能，进而降低成本、提高产品质 本实用新型实施例提供了一种生产线的网络化监控装置，所述装置包括 用于进行生产线各种信息的处理和网络通信的主控制板；用于用户与所述网络化 监控装置进行交互的输入输出系统；用于存储各种监控数据和嵌入式专用软件的外围存储 系统；以及用于提供连接到各种网络和作为下行通道的以太网接口 ； 其中，所述输入输出系统、所述外围存储系统和所述以太网接口分别与所述主控 制板电连接。 所述主控制板包括中央处理器，所述中央处理器电连接有闪存Flash存储器、 SDRAM存储器、复位电路、时钟电路和电源电路； 所述中央处理器与RS485总线接口和以太网接口相连接，并与通用输入输出接 口 、 LCD背光和逆变器相连接。 所述输入输出系统包括 键盘电路、触摸屏电路、LCD显示器电路、音频输入输出电路和视频输入电路； 其中，所述LCD显示器电路由所述主控制板来驱动显示；所述视频输入电路安装 在所述网络化监控装置机壳的前面板上，通过双排插座与所述主控制板相连接。
所述的外围存储系统包括 闪存Flash存储器，SDRAM存储器，USB接口电路和SD卡接口电路。 所述网络化监控装置通过嵌入式实时操作系统、嵌入式图形用户界面、嵌入式浏览器和嵌入式应用软件来实现生产线上各种信息数据的采集、监控、故障诊断和通信管理。
包括多个网络化监控装置，其中 所述多个网络化监控装置通过生产线的局域网相连，且所述多个网络化监控装置 之间可显示对方上线的信息。 由上述所提供的技术方案可以看出，本申请所述的装置包括用于进行生产线各种 信息的处理和网络通信的主控制板；用于用户与所述网络化监控装置进行交互的输入输出 系统；用于存储各种监控数据和嵌入式专用软件的外围存储系统；以及用于提供连接到各 种网络和作为下行通道的以太网接口 ；其中，所述输入输出系统、所述外围存储系统和所述 以太网接口分别与所述主控制板电连接。通过本申请所述装置中的输入输出系统和以太 网接口就可以增强生产企业内部的信息交流与共享能力，并提高产品生产线的监控管理功 能，进而降低成本、提高产品质量。
图1为本实用新型实施例所述生产线网络化监控装置的结构示意图； 图2为本实用新型实施例所述生产线网络化监控装置的另一结构示意图； 图3为本实用新型实施例所提供的实现多个网络化监控装置互通的结构示意图； 图4为本实用新型实施例所提供的网络化监控管理装置从功能实现上来划分的 结构示意图。
具体实施方式为更好的描述本实用新型实施例，现结合附图对本实用新型的具体实施例进行说 明，如图1所示为本实用新型实施例所述生产线网络化监控装置的结构示意图，所述装置 包括 用于进行生产线各种信息的处理和网络通信的主控制板；用于用户与所述网络化 监控装置进行交互的输入输出系统；用于存储各种监控数据和嵌入式专用软件的外围存储 系统；以及用于提供连接到各种网络和作为下行通道的以太网接口 ； 其中，所述输入输出系统、所述外围存储系统和所述以太网接口分别与所述主控 制板电连接。 如图2所示为本实施例所提供的生产线网络化监控装置的另一结构示意图，图2 中在具体实现过程中，所述主控制板可以包括中央处理器，所述中央处理器电连接有闪存 Flash存储器、SDRAM存储器、复位电路、时钟电路和电源电路；且所述中央处理器与RS485/ RS232总线接口和以太网接口相连接，并与通用输入输出接口、 LCD背光和逆变器相连接。 上述的中央处理器是整个网络化监控管理装置的核心部分，可以采用RMI公司高性能、低 功耗、高集成度的Aul250 (主频为500MHz)模块为核心来进行设计，该中央处理器主要完成 各种指令的解释和所有数据的传输，以及对其他各硬件部件的控制；并可以完成操作系统 指令、各种应用程序、通信协议的解释与处理；消息和信令的处理转换，同时还可以完成整 个网络化监控管理装置的其它控制操作。 所述的输入输出系统还可包括键盘电路、触摸屏电路、LCD显示器电路、音频输 入输出电路和视频输入电路。其中，所述LCD显示器电路由所述主控制板来驱动显示；所述
4视频输入电路安装在所述网络化监控装置机壳的前面板上，通过双排插座与所述主控制板 相连接。 在具体实现过程中，所述LCD显示器电路的显示部分采用了工业级TFT 32位彩色 LCD，是用户与终端进行交互的输出单元。通过此模块既可以实现各种数据信息的输入和输 出，也可通过中央处理器内置的媒体加速器实现视频的硬解码，解码后再通过LCD显示器 电路送出符合ITU-656标准的逐行扫描视频数据。 所述触摸屏电路由触摸屏控制器和触摸屏等部分组成，操作人员可以利用该部分 输入文字和控制指令。 所述音频输入输出电路由内置扬声器和麦克风、音频编解码等单元组成，利用中 央处理器内置的AC97控制器，通过通用串行控制器PSC来支持AC97协议，支持多达4个音 频解码器，并支持多种速率的音频编解码。 以上所述的外围存储系统可包括闪存Flash存储器，SDRAM存储器，USB接口电路 和SD卡接口电路。在具体实现过程中，该外围存储系统与中央处理器及总线控制模块相 连，为支撑中央处理器中的各种系统软件、应用软件和数据提供了存储空间。具体可采用 Flash存储器NOR Flash和NAND Flash混合设计的大容量、低成本存储系统的解决方案； 其中NOR Flash用来存放Bootloader、启动参数以及操作系统内核，NAND Flash用来存放 嵌入式的Li皿x文件系统、嵌入式图形用户界面GUI、以及各种应用程序和数据等；而DDR SDRAM是随机存储器，可以用来存放各种程序数据。 另外，上述外围存储系统还可提供USB接口 ，通过设计一个主USB接口用于外接各 种USB设备， 一个设备USB接口用于与PC机等主机相连，如通过主机接口可实现向带有USB 接口的下层设备下传指令代码等；此外，还可通过USB Hub扩展USB主接口，同时外接键盘、 鼠标和存储设备等。上述外围存储系统还可提供其他的存储扩展接口 ，与CPU相连，用于扩 展存储设备，具体可以包括SD卡插槽等。 以上所述的以太网接口是用于提供连接到各种网络和作为下行通道的以太网接 口。它可支持各种数据业务和通讯协议，双端口 10/100Mbps以太网接口既用于连接底层提 供以太网接口的设备(如SMENS 840D型数控系统)，又可与制造企业局域网或广域网相连 接。另外，还可包括RS232/RS485接口，产品生产线上的设备大都带有RS232、RS422/RS485 等接口，通过该接口配以一定的通讯软件，就可实现生产线上大量设备的联网运行；此外， 具体还可以根据需求进一步扩展串口，最多可扩展至128 口。 另外，所述网络化监控装置还可包括数字模拟I/O接口 ，该数字模拟I/O接口主要
提供外部各种采样信号的模数转换和控制信号的数模转换，实现对连接设备的数据采集和 远程监控。在具体实现过程中，该数字模拟I/0接口可由6个带光电隔离的数字输入、4个 数字输出，以及4个模拟输入(O-IOVDC， 12位精度)组成。 在上述的网络化监控装置硬件的基础上，还可通过嵌入式实时操作系统、嵌入式 图形用户界面、嵌入式浏览器和嵌入式应用软件来实现生产线上各种信息数据的采集、监 控、故障诊断和通信管理。从而使本监控管理装置与产品生产线中的基于网络的企业内监 控管理平台相结合，完成交互式文字信息显示与输入，交互式音视频信息传递，以及远程数 据采集与管理控制功能。其中，对远程数据的采集与控制可以由与本监控管理装置相连的 传感器和各种输入设备来进行，再根据预先设定的程序，在网上远程控制生产线的一些设
5备自动完成某些操作；而文字信息的输入可由文字输入设备来完成，LCD显示器可用来完 成文字和视频信号的显示，视频信号的采集可由CCD视频输入设备来完成的，声音信号的 采集与输出可通过音频输入输出设备来完成。 在产品具体生产过程中，企业内监控管理平台数据库中保存有每个监控管理装置 某段时间内炉次、批次和生产指令等工作任务，当监控管理装置联网后，利用专有应用软件 可通过局域网来实现工作任务或管理数据自动下发到指定的监控管理装置，而某个监控管 理装置也可以把自己的工作数据和监视数据通过以上途径上传到指定的企业监控管理平 台数据库中；再通过此专有应用软件就可实现网络化监控管理装置之间进行音频、视频、文 字或者三者之间组合的信息交互和传递。上述的专有应用软件可以是远程视频监控等软 件，例如在钢铁企业自动化生产线的视频监视和管理中，该远程视频监控软件可以实现对 生产线各工位的集中监控管理功能，可按轮巡或是指定方式查看生产线工位的视频画面； 还可对车间生产线各工位的监视画面进行录像存储，以供回放查看等。 另外，如图3所示，本实用新型实施例还可以应用于通过各种方式联网的企业内 互通，图中监控管理装置1、监控管理装置2……监控管理装置n之间通过生产线1局域 网LAN相连；监控管理装置n+l、监控管理装置n+2……监控管理装置2n之间通过生产线n 局域网LAN相连。在图3的产品生产线的内部网络中，只要打开其中两监控管理装置的电 源，两监控管理装置之间就可以显示对方上线的信息，监控人员就可以选择利用视频、音频 和与通用输入输出接口相连的传感器来对某一钢铁企业生产线内的各种设备状态进行实 时监控。 另外，如图4所示，上述生产线网络化监控管理装置从功能实现上来划分，还可以 包括 中央控制部分，它包括硬件基本系统Boot模块和Li皿x操作系统两部分，其中硬 件基本系统Boot模块主要完成硬件基本系统的Boot及引导操作系统；Li皿x操作系统完 成任务调度、存储管理、文件系统、TCP/IP协议栈等功能，主要对用户信息发送、接收帧、层 间原语、管理信息队形进行查询、并将控制信息传送给进程。 用户处理部分，它与中央控制部分相连，主要包括用户状态、显示和键盘模块，接 收来自用户的控制信息，主要包括通讯的启动和完成、拨号、用户至用户的控制信令，并完 成为用户提供各种网络连接的补充业务功能。 数据通讯部分，它与中央控制部分相连，为用户提供在各信道上的数据通讯功能，
完成各种协议的处理。同时联络远程的设备，通过账号验证对远程设备进行配置管理。 通讯协议处理部分，它与中央控制部分相连，完成TCP/IP各层协议功能，接收从
广域网或局域网上传递过来的数据，完成基本呼叫控制，各协议的解释、处理，并将相应的
控制指令和数据送到设备驱动部分或中央控控制部分，实现对等网络结构。 系统管理部分，它与中央控制部分相连，完成对整个系统资源的管理，包括系统初
始化管理、任务管理、用户扩展管理、中断管理、时钟/定时器管理、任务间的同步与通信管
理、分区管理、堆管理、1/0管理。 设备驱动部分，它与中央控制部分相连，完成对硬件的驱动功能，实现软件对硬件 的控制操作，传递中央控制部分与协议处理部分的控制信息和数据到网络接口模块。 信号采集与控制部分，它与中央控制部分相连，完成对开关量输入、输出信号的远
6程采集与控制。 值得注意的是，上述装置实施例中，所包括的各个部分只是按照功能逻辑进行划 分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体 名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本实用新型的保护范围 综上所述，本申请具体实施例可以增强生产企业内部的信息交流与共享能力，并 提高产品生产线的监控管理功能，进而降低成本、提高产品质量。 以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到 的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该 以权利要求书的保护范围为准。
权利要求一种生产线的网络化监控装置，其特征在于，所述装置包括用于进行生产线各种信息的处理和网络通信的主控制板；用于用户与所述网络化监控装置进行交互的输入输出系统；用于存储各种监控数据和嵌入式专用软件的外围存储系统；以及用于提供连接到各种网络和作为下行通道的以太网接口；其中，所述输入输出系统、所述外围存储系统和所述以太网接口分别与所述主控制板电连接。
2. 根据权利要求l所述的装置，其特征在于，所述主控制板包括中央处理器，所述中央处理器电连接有闪存Flash存储器、SDRAM存储器、复位电路、时钟电路和电源电路；所述中央处理器与总线接口和以太网接口相连接，并与通用输入输出接口、LCD背光和逆变器相连接。
3. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输入输出系统包括键盘电路、触摸屏电路、LCD显示器电路、音频输入输出电路和视频输入电路；其中，所述LCD显示器电路由所述主控制板来驱动显示；所述视频输入电路安装在所述网络化监控装置机壳的前面板上，通过双排插座与所述主控制板相连接。
4. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的外围存储系统包括闪存Flash存储器，SDRAM存储器，USB接口电路和SD卡接口电路。
5. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述网络化监控装置通过嵌入式实时操作系统、嵌入式图形用户界面、嵌入式浏览器和嵌入式应用软件来实现生产线上各种信息数据的采集、监控、故障诊断和通信管理。
6. 根据权利要求l-5其中之一所述的装置，其特征在于，包括多个网络化监控装置，其中所述多个网络化监控装置通过生产线的局域网相连，且所述多个网络化监控装置之间可显示对方上线的信息。
专利摘要本实用新型实施例提供了一种生产线的网络化监控装置。所述的装置包括用于进行生产线各种信息的处理和网络通信的主控制板；用于用户与所述网络化监控装置进行交互的输入输出系统；用于存储各种监控数据和嵌入式专用软件的外围存储系统；以及用于提供连接到各种网络和作为下行通道的以太网接口；其中，所述输入输出系统、所述外围存储系统和所述以太网接口分别与所述主控制板电连接。通过本申请所述装置中的输入输出系统和以太网接口就可以增强生产企业内部的信息交流与共享能力，并提高产品生产线的监控管理功能，进而降低成本、提高产品质量。
文档编号G05B19/418GK201508490SQ20092022293
公开日2010年6月16日 申请日期2009年9月22日 优先权日2009年9月22日
发明者夏绪辉, 贺德强 申请人:武汉科技大学;广西大学