可通用传感器控制设备及系统的制作方法_3

文档序号:8360512阅读:来源:国知局
解析;
[0062]驱动模块102与解析模块101电连接,用于根据解析后的设置命令,设置其自身的当前状态并根据该当前状态生成驱动信号。
[0063]具体的,解析模块101即收发队列命令解析模块101,其置于主控制器12内部,该解析模块101可以是FPGA用软件实现,也可以用通过集成电路进行实现。
[0064]另外,驱动模块102,其主要是在设备的电压和/或功率不足的情况下,为该设备提供电压和/或功率,用以驱动该设备工作,而基于其功能,其根据解析后的设置命令,设置其自身的当前状态并根据该当前状态生成驱动信号,根据该驱动信号驱动设备工作。
[0065]并且,该可通用传感器控制设备还包括在线驱动模块102,该在线驱动模块102与驱动模块102电连接,用于实现该驱动模块102的在线更新,从而实现对特定传感器的数据米集。
[0066]进一步的,该可通用传感器控制设备,数据采集装置14包括交换矩阵103和协议组104,协议组104包括串口通信模块;交换矩阵103分别与驱动模块102和协议组104电连接,用于根据驱动模块102发送的驱动信号,从协议组104中选择与传感器相匹配的串口通信。
[0067]具体的,协议组104即物理层协议组104,该物理层协议组104中包括串口通信模块,该串口通信模块包括的工业级异步传输标准接口 RS-232、RS-485串口和平衡电压数字接口电路的电气特性RS-422等芯片,而物理层协议组104则包括上述芯片在内的通信协议栈。
[0068]其中,交换矩阵103即背板式交换机上的硬件结构,用于在各个线路板卡之面实现高速的点到点连接。交换矩阵103提供了能在插槽之间的各个点到点连接上同时转发数据包的机制。交换矩阵103(交换网板)也称为Crossbar芯片,是一种带有多个超高速率接口的硬件芯片,一般用于数据处理芯片之间数据的高速转发或高端交换机跨线卡的数据转发。
[0069]具体的,协议组104配合高性能的交换矩阵103以及相应的辅助电路,实现与外部的高效稳定的数据传输。
[0070]本实施例中,该协议组104内部用板级高速总线与主控制器12中的驱动电路连接,传输数据稳定可靠,通过程控的驱动电路和较好矩阵实现在系统的包括RS-422和RS-485串口在内的通信协议的转换,不需要认可的人工干预。
[0071]进一步的,该可通用传感器控制设备中,数据采集装置14还包括量程选择模块105和量程模块;
[0072]量程选择模块105分别与驱动模块102和量程模块电连接,用于根据驱动模块102发送的驱动信号,从量程模块中选择与传感器匹配的量程。
[0073]具体的,量程模块中存储有各种与传感器适配的量程。量程选择模块105根据设置命令预先选择好当前需使用的量程,用以为后续打下基础。
[0074]进一步的,该可通用传感器控制设备中,数据采集装置14还包括DSP(digitalsignal processing,信号处理)协议栈;DSP协议栈106与主控制器12电连接,用于根据主控制器12发送的设置命令生成DSP设置指令。
[0075]具体的,FPGA用于对电路驱动和交换矩阵103进行设置,而控制装置中的一些器件需要信号处理协议栈进行特定的设置和控制,故DSP协议栈106则是为了解决该问题。目的均是为了保证使整个数据处理模块与传感器进行适配。
[0076]进一步的,该可通用传感器控制设备中,数据采集装置14还包括精度选择模块107和模数转换器ADC组;精度选择模块107分别与DSP协议栈106和ADC电连接,用于根据DSP协议栈106发送的DSP设置指令,从ADC组中选择与传感器相匹配的精度的ADC。
[0077]具体的,ADC组中预先存储有多种不同精度的ADC,而不同的ADC用以适配不同的传感器;在实际工作中,需要精度选择模块107从ADC组中选择与设置命令对应的ADC。
[0078]进一步的,该可通用传感器控制设备中,数据采集装置14还包括一线数字模块108 ;一线数字模块108与DSP协议栈106电连接,用于根据DSP协议栈106发送的DSP设置指令选择与传感器协议相匹配的脉冲序列。
[0079]进一步的,该可通用传感器控制设备中,数据采集装置还包括共享缓存模块109 ;共享缓存模块109与主控制器电连接,用于将传输数据,设置命令以及主控制器计算得到的中间结果进行存储和共享。
[0080]进一步的,该可通用传感器控制设备还包括静电防护模块15、地址识别模块16和电源模块17 ;静电防护模块15分别与数据总线接口和数据采集接口电连接;地址识别模块16分别与主控制器和静电防护模块15电连接;电源模块17分别与数据采集装置和主控制器电连接,用于为整个装置供电。
[0081]具体的,地址识别模块16作为PSC的硬件地址,当MCU上对应多个PSC时,其可以通过该地址识别模块16对诸多PSC进行识别。主控制器12发送的设置命令以及数据采集装置14采集的数据信息共享缓存模块109均可以存储到该共享缓存模块109,并且主控制器12对数据信息进行的各种计算后的中间数据同样可以存储到该共享缓存模块109中,用以分发共享。而静电防护模块15主要与数据总线接口 11连接,用以保护该数据总线接口11的静电防护与抗干扰,用以使该装置具有更强的防护与抗干扰能力。
[0082]另外,通过电源模块17分别与数据采集装置14和主控制器12电连接,用于为整个装置供电。
[0083]具体的,本发明提供的可通用传感器控制设备,其数据采集装置,主要用到高精度、成熟可靠的A/D数据采集装置,并配合可编程的驱动模块102和交换矩阵103,以及其他辅助电缆卡芯片与元件,实现单端、双端模拟电压信号、模拟电路信号和数字信号的通用信息采集接口,配合自学习功能,可实现对外接传感器的自动量程匹配,实现高度智能化,连接对应接口的传感器即可实现如温度、湿度、光照强度、压力等物理信号的采集。通过驱动模块102和交换矩阵103可实现对模拟电压信号、模拟电流信号和数字信号采集的在线系统选择,无需人工干预。
[0084]本发明还提供的上述可通用传感器控制设备,还包括底板;该底板内部设置有串行总线,底板上设置有串行总线接口,串行总线与串行总线接口电连接,并通过串行总线接口与数据总线接口连接;
[0085]底板内部集成TCP/IP网络协议栈,底板上还设置有网络接口,网络接口通过TCP/IP网络协议栈连接互联网;底板上还设置有插槽,数据总线接口通过插槽与底板连接。
[0086]本发明实施例提供的可通用传感器控制设备,与现有技术中的设备通用性较差相比,其能够通过数据采集装置与各个传感器实现互联,降低了投入成本且操作简单,使得通用性较好。
[0087]参考图3,本发明还提供了一种可通用传感器控制系统,包括:上述可通用传感器控制设备23,还包括传感器24、服务器22和控制终端21 ;
[0088]可通用传感器
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