一种GPRS无线数传终端采集方法及采集模块与流程

本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种集成软PLC的GPRS无线数传终端采集方法及采集模块。

背景技术：

GPRS无线数传终端模块广泛用于各种工业自动化现场数据联网方案中，GPRS无线数传终端模块将现场数据通过GPRS网络信号传输给远程服务器，方便远程监控。现有技术方案中，GPRS无线数传终端与独立的控制器模块组成系统，控制器模块采集现场终端设备数据，再通过控制器模块的通讯端口将数据转发给GPRS无线数传终端采集模块，最终通过GPRS无线数传终端模块上传数据联网；此外，现有技术方案中，GPRS无线数传终端采集模块不能对接收到的数据做筛选和上传间隔时间设置，因此实际使用中上传大量的无效数据，浪费流量和资源。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种工业自动化现场数据联网更便捷更优化的采集方法及采集模块。

为了达到上述目的，本发明提供了一种GPRS无线数传终端采集方法，该采集方法通过GPRS无线数据终端采集模块将采集到的现场终端设备数据进行上传联网；本发明采集方法通过GPRS无线数据终端采集模块的CPU处理器电路进行数据筛选、上传；CPU处理器电路依据优先级顺序依次执行初始化任务、GPRS任务、PLC任务。

其中，CPU处理器电路还包括看门狗任务，通过定时刷新看门狗输出，防止CPU处理器程序跑飞失控。

本发明还提供了采用上述采集方法的GPRS无线数传终端采集模块，包括S232接口电路、RS485接口电路、GPRS通信电路、SIM卡接口电路、时钟电路、电源电路、复位电路和CPU处理器电路；CPU处理器电路分别与RS232接口电路、RS485接口电路、GPRS通信电路、SIM卡接口电路、时钟电路通信连接；电源电路通过电源线连接CPU处理器电路；复位电路控制连接CPU处理器电路。

其中，RS232接口电路，核心芯片为SP3232，通讯协议遵守标准Modbus从站协议，通讯波特率在4800~115200之间可配置，默认为38400。

RS485接口电路，核心芯片为MAX3078，通讯协议遵守标准Modbus主站协议，通讯波特率在4800~115200之间可配置，默认38400；主站通讯通过RS485总线，可通过上位机软件为主站配置多个不同设备编号的从站设备，支持01、02、03、04、05、06、15、16八种基本功能码。

GPRS通信电路，由核心芯片M72-D组成的通信单元，通过调制解析GPRS信号，实现CPU处理电路和远程服务器之间数据传输。

CPU处理器电路，核心芯片为飞思卡尔MK10DX128VLH5处理器，内部集成有软PLC组态单元、软件掉电存储单元。

软PLC组态单元支持算术运算、逻辑运算、定时处理、计数处理，和支持上传数据量设置和上传间隔时间设置。

软件掉电存储单元，存储空间大小256个字节，用于模块掉电后存储指定字节个数的重要数据。

本发明采集方法中，初始化任务、GPRS任务、PLC任务和看门狗任务运行在MQX3.7操作系统上。

其中，初始化任务优先级为1，完成CPU处理器电路的初始化和主程序GPRS任务、PLC任务、看门狗任务创建选择；CPU处理电路的初始化是指上电后CPU处理电路对CPU处理器芯片的GPIO端口、RS232串口和RS485串口外设初始化；

GPRS任务优先级为2，依次完成GPRS默认参数初始化、GPRS本地配置、GPRS与软PLC组态单元双向数据转换和传输、联网信息诊断。

PLC任务优先级为3，依次完成软PLC外设复位、RS232串口通讯判断、GPRS本地配置命令和PLC配置命令判断、PLC组态配置；然后进行虚拟串口通讯判断、GPRS数据上传使能判断、上传数据量和上传间隔时间设置、配置完成判断；最后进行RS485串口通讯判断、Modbus主站通讯；完成以上串口判断操作后，软PLC组态单元进行PLC指令数据处理和软件掉电存储单元进行掉电数据存储，PLC指定数据处理结果存放在指定的GPRS上传区域，在GPRS数据上传使能有效时，完成数据发送；在GPRS数据上传使能无效时，数据不发送。

本发明相比现有技术具有以下优点：采用本发明方法能够就地进行软件数据筛选和处理，控制上传数据量和上传间隔时间，确保上传数据的有效性，节约流量，优化资源。采用本发明GPRS无线数传终端采集模块省去了传统方案工业自动化现场数据联网系统中需要配备的控制器模块，简化系统方案，节约了系统成本，且能有效帮助客户实现远程数据监控和汇总。同时可以方便添加多个485总线通讯的从站设备，增加了系统的扩展性。

附图说明

图1为采用本发明GPRS终端采集模块的工业自动化现场数据联网系统的结构框图；

图2为本发明GPRS终端采集模块的结构框图；

图3为本发明图2中CPU处理器电路的系统流程图；

图4为本发明采集方法的信号处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

图1为本发明的系统架构示意图。本发明提供一种集成软PLC的GPRS终端采集模块，应用于工业自动化现场数据联网系统结构上，本采集模块可通过RS485接口电路遵循RS485总线方式直连多达5个从站设备，通过RS232接口电路和RS232连接线进行本地的GPRS参数配置和软PLC组态配置，最后将接收处理过的数据通过GPRS信号和Internet传输给远程服务器。

图2为本发明采集模块组成示意图。本发明GPRS传终端采集模块包括RS232接口电路、RS485接口电路、GPRS通信电路、SIM卡接口电路、时钟电路、电源电路、复位电路、CPU处理器电路。CPU处理器电路分别与RS232接口电路、RS485接口电路、GPRS通信电路、SIM卡接口电路、时钟电路通信连接；电源电路通过电源线连接CPU处理器电路；复位电路控制连接CPU处理器电路。

如图3所示，本发明软件运行于MQX3.7操作系统上，CPU处理器电路按照任务优先级顺序先后处理初始化任务、GPRS任务、PLC任务和看门狗任务四个任务。

如图4所示，CPU处理器电路依据优先级顺序依次执行初始化任务、GPRS任务、PLC任务，同时CPU处理器还包含看门狗任务，通过定时刷新看门狗输出，防止CPU处理器程序跑飞失控。初始化任务完成CPU处理器电路的初始化和主程序GPRS任务、PLC任务、看门狗任务创建选择，其中CPU处理电路的初始化完成上电后CPU处理电路对处理器芯片的GPIO端口初始化、RS232串口外设初始化、RS485串口外设初始化、及虚拟串口初始化。GPRS任务依次完成GPRS默认参数初始化、GPRS本地配置、GPRS与软PLC组态单元双向数据转换和传输、联网信息诊断。PLC任务依次完成软PLC外设复位、RS232串口通讯判断、GPRS本地配置命令和PLC配置命令判断、PLC组态配置；然后进行虚拟串口通讯判断、GPRS数据上传使能判断、上传数据量和上传间隔时间设置、配置完成判断；最后进行RS485串口通讯判断、Modbus主站通讯；完成以上串口判断操作后，软PLC组态单元进行PLC指令数据处理和软件掉电存储单元进行掉电数据存储，PLC指定数据处理结果存放在指定的GPRS上传区域，在GPRS数据上传使能有效时，完成数据发送；在GPRS数据上传使能无效时，数据不发送。