一种基于ARM技术的模块化IO系统的制作方法

本发明涉及io系统领域，尤其涉及一种基于arm技术的模块化io系统。

背景技术：

模块化io系统是自动化现场输入输出设备，模块化io系统作为自动控制的底层设备，被广泛应用于工业自动化、电力系统、轨道交通、风力发电等行业，分别通过io子模块采集现场的开关、温度、压力、流量、转速信息，然后通过现场总线或者实时以太网将信息传输到plc、scada、dcs等控制系统中，同时将控制系统输出的信号经过io模块输出到继电器、电磁阀、开关、指示灯、驱动器等现场设备进行操作控制，但现有的io系统集成度低、性能差、数据刷新速度慢难以满足实时输入和输出要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种基于arm技术的模块化io系统，解决模块化io系统的刷新速度慢，难以满足实时性要求的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于arm技术的模块化io系统，包括主通讯模块和4个io子模块，所述4个io子模块分别与主通讯模块连接。

进一步的，所述io子模块包括：

晶振和复位电路：提供基础时钟信号；

电源电路：为io子模块提供电能；

输入采集电路：采集现场信号并转化输出到应用处理器；

应用处理器：作为中心处理电路，与模块其他电路进行数据传输；

输出驱动电路：用于将输出信号进行放大便于驱动现场设备；

内部总线接口：与主通讯模块进行数据交换；

led驱动模块：用于指示现场输入输出情况以及维修调试情况。

进一步的，所述主通讯模块包括：

晶振和复位电路：提供基础时钟信号；

电源电路：为主通讯模块提供电能；

通讯处理器：通过通讯单元与控制系统交换数据；

应用处理器：通过16位并行总线和通讯处理器交换数据；

内部总线接口：进行应用处理器和io子模块的数据交换。

进一步的，所述应用处理器采用arm系列处理器。

优选的，所述通讯单元包括多个现场总线或实时以太网接口。

进一步的，所述内部总线接口包括4路独立的高速内部串行总线接口。

进一步的，所述主通讯模块支持通讯协议包括：modbus-rtu、odbus-tcp、anopen、c-link、rofibus-dp、rofinet-io、thercat、thernet-ip、evicenet、c-link-ie通讯协议，但不仅限这些通讯协议。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过将主通讯模块和4个io子模块分别进行连接，并通过通信单元的多个现场总线或实时以太网接口将进行组通讯模块和io子模块的通讯，提高了io子系统的集成度，同时提高数据刷新速度进而满足实时输入和输出要求。

2、本方案采用arm系列处理器进行数据的处理，能够满足多个io子系统信号采集传输和处理的需求，提高系统数据处理能力，进而提高实时传输能力。

附图说明

图1为本发明系统结构框图；

图2为本发明io子模块结构框图；

图3为本发明主通讯模块结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1所示，一种基于arm技术的模块化io系统，其特征在于：包括主通讯模块和4个io子模块，所述4个io子模块1、io子模块2、io子模块3、io子模块4分别与主通讯模块连接。

所述系统输入流程：

(1)io子模块进行现场数据采样；

(2)将采样数据进行滤波和数据转换处理；

(3)将转换后的数据发送到主通讯模块；

(4)主通讯模块通过现场总线接口传输采集的数据信息。

所述系统输出流程：

(1)主通讯模块通过现场总线读取输出数据；

(2)将输出数据进行输出逻辑处理；

(3)输出数据发送到io子模块；

(4)io子模块状态机将数据进行判断；

(5)输出回调函数执行输出数据相应处理；

本方案采用arm系列处理器进行数据的处理，能够满足多个io子系统信号采集传输和处理的需求，提高系统数据处理能力，进而提高实时传输能力。

实施例2

如图2所示，在实施例1的基础上，所述io子模块包括：

晶振和复位电路：提供基础时钟信号；

电源电路：为io子模块提供电能；

输入采集电路：采集现场信号并转化输出到应用处理器；

应用处理器：作为中心处理电路，与模块其他电路进行数据传输；

输出驱动电路：用于将输出信号进行放大便于驱动现场设备；

内部总线接口：与主通讯模块进行数据交换；

led驱动模块：用于指示现场输入输出情况以及维修调试情况。

所述io子系统输入流程：

(1)输入采集电路转换现场信号；

(2)应用处理器读取转换结果；

(3)led输入指示更新；

(4)将转换结果通过内部总线接口发送到主通讯模块。

所述io子系统输出流程：

(1)应用处理器通过内部总线接收输出信号；

(2)led输出指示灯更新；

(3)输出数据发送到驱动电路；

(4)驱动电路驱动现场设备。

实施例3

如图3所示，在实施例1的基础上，所述主通讯模块包括：

晶振和复位电路：提供基础时钟信号；

电源电路：为主通讯模块提供电能；

通讯处理器：通过通讯单元与控制系统交换数据；

应用处理器：通过16位并行总线和通讯处理器交换数据；

内部总线接口：进行应用处理器和io子模块的数据交换。

实施例4

在实施例1的基础上，所述应用处理器采用arm系列处理器,所述arm处理器为stm32f407vet6。

实施例5

在实施例1的基础上，所述通讯单元包括多个现场总线或实时以太网接口。

实施例6

在实施例1的基础上，所述内部总线接口包括4路独立的高速内部串行总线接口。

本发明中，通过将主通讯模块和4个io子模块分别进行连接，并通过通信单元的多个现场总线或实时以太网接口将进行组通讯模块和io子模块的通讯，提高了io子系统的集成度，同时提高数据刷新速度进而满足实时输入和输出要求。

实施例7

在实施例1的基础上，所述主通讯模块支持通讯协议包括：modbus-rtu、odbus-tcp、anopen、c-link、rofibus-dp、rofinet-io、thercat、thernet-ip、evicenet、c-link-ie通讯协议，但不仅限这些通讯协议。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。