多接口的织机通讯模块的制作方法

本实用新型涉及织机运行和控制数据采集领域，尤其是一种多接口的织机通讯模块。

背景技术：

纺织是我国传统的产业，而信息技术应用于传统制造行业改造一直是一个努力的方向。提升传统纺织业的信息处理一直是纺织业技术提升的重点，将传统的纺织制造向信息化制造迈进是必由之路。在纺织业的发展过程中，由高端织机替换低端落后的织机，纺织业机织织造行业会涉及大量的存量织机的信息化改造问题，信息采集是物联网技术当然的选择。但是，由于整个机织行业中，存量织机型号非常多，品牌杂，对每一种织机都需要有特定的方式，来进行信息改造，从而实现织机物联网。

我国是纺织业大国，各类织机在国内有相当大的存量，织机本身没有信息化处理能力，要对现在使用的织机进行信息化改造，从而能够获取控制和运行数据，实现信息化管理有较大的困难。

织机作为一种典型的机电一体化设备，本身各个部分之间，很早就采用了工业现场总线的技术，用来进行控制和通讯。现在，存量织机老的机型普遍采用rs422工业总线技术，新型织机普遍采用can总线技术。因此，迫切需要一种装置能够适用于不同工业总线技术的织机，实现对织机控制和运行数据的采集，从而实现织机的信息化生产管理。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种多接口的织机通讯模块，安装于织机上，可以采集织机的织造数据，从而实现信息化生产管理。

为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现：

一种多接口的织机通讯模块，其特征在于：包括mcu控制器、信号接口电路、网络接口电路、can接口电路、rs422接口电路、显示单元、存储单元和电源电路，其中，

信号接口电路，输入端用于与织机的信号输出线相连，获得织造状态的电信号，输出端连接至mcu控制器；

网络接口电路，与mcu控制器相连以实现以太网连接；

can接口电路，一端用于与织机的can通讯接口相连，另一端连接至mcu控制器；

rs422接口电路，一端用于与织机的rs422通讯接口相连，另一端连接至mcu控制器；

显示单元，与mcu控制器相连，用于显示通讯模块的工作状态；

存储单元，与mcu控制器相连，用于存储通讯模块的配置信息，以及通过信号接口电路、can接口电路或rs422接口电路获取并由mcu控制器发送过来的织造数据；

电源电路，分别与mcu控制器、信号接口电路、网络接口电路、can接口电路、rs422接口电路、显示单元、存储单元相连，为它们提供工作电源。

作为优选，所述信号接口电路包括光耦u1、u2、u3、u4，以及接口j1；所述接口j1的四个引脚分别经稳压二极管后连接至四个光耦u1、u2、u3、u4，该接口j1另一端用于与织机的信号输出接口的经停、纬停、运行状态、打纬和公共线相连；所述光耦u1、u2、u3、u4的输出端分别经过整形滤波电路后连接至mcu控制器。

作为优选，所述网络接口电路包括与mcu控制器通信连接的以太网控制芯片ic10，以及与该以太网控制芯片ic10通信连接的网口rj45。

作为优选，所述can接口电路包括与mcu控制器通信连接的can总线芯片ic6，以及与该can总线芯片ic6通信连接的接口con3；所述接口con3用于与织机的can通讯接口通信连接。

作为优选，所述rs422接口电路包括收发芯片ic2和ic5，以及分别与收发芯片ic2和ic5通信连接的接口con2；所述收发芯片ic2和ic5分别与mcu控制器通信连接，接口con2用于与织机的rs422通讯接口通信连接。

作为优选，所述显示单元采用型号为lcd-1602的液晶显示模块。

作为优选，所述存储单元采用型号为fm24c08的铁电存储器。

作为优选，所述电源电路包括调压芯片ic1，其输入端通过接口con1连接至织机控制柜的24v电源，输出端经稳压电路连接至稳压芯片ic3；所述稳压电路输出端输出5v直流电，稳压芯片ic3输出端输出3.3v直流电，为mcu控制器、信号接口电路、网络接口电路、can接口电路、rs422接口电路、显示单元、存储单元提供工作电压。

作为优选，所述mcu控制器采用的芯片型号是lpc1768。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型通讯模块包含信号接口电路、can接口电路和rs422接口电路，能够通过can接口电路采集到具有can通讯接口的织机的织造数据，通过rs422接口电路采集到具有rs422通讯接口的织机的织造数据，也能够通过信号接口电路采集那些不具备can通讯接口、s422通讯接口的织机的织造数据(经停、纬停、运行状态、梭信号)，从而获得织机的织造状态，适用范围更广。

2、具有网络接口，可用于以太网连接，实现织机物联网和信息化生产管理。

3、整个通讯模块成本非常低，普及应用不会成为用户改造的负担，降低了实现信息化织造的门槛。

4、与织机的连接非常简单，对于具有can通讯接口或rs422通讯接口的织机，通过can接口电路、rs422接口电路直接接在相应的通讯总线上，因为只是单方面的通讯侦听，不会影响原设备的工作；对于不具备can通讯接口或rs422通讯接口的织机，通过信号接口电路，只需要5条线(分别对应经停、纬停、运行状态、打纬和公共线)，直接与织机相连，实施上非常方便。

附图说明

图1是本实用新型结构框图。

图2是本实用新型中mcu控制器的电路图。

图3是本实用新型中信号接口电路图。

图4是本实用新型中网络接口电路图。

图5是本实用新型中can接口电路图。

图6是本实用新型中rs422接口电路图。

图7是本实用新型中显示单元电路图。

图8是本实用新型中存储单元电路图。

图9是本实用新型中电源电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1-图9所示，一种多接口的织机通讯模块，包括mcu控制器1、信号接口电路2、网络接口电路3、can接口电路4、rs422接口电路5、显示单元6、存储单元7和电源电路8，其中，

mcu控制器1采用的芯片ic9型号为lpc1768；

信号接口电路2，输入端用于与织机的信号输出接口相连，获得织造状态的电信号，输出端连接至mcu控制器1；

网络接口电路3，与mcu控制器1相连以实现以太网连接；

can接口电路4，一端用于与织机的can通讯接口相连，另一端连接至mcu控制器1；

rs422接口电路5，一端用于与织机的rs422通讯接口相连，另一端连接至mcu控制器1；

显示单元6，与mcu控制器1相连，用于显示通讯模块的工作状态；

存储单元7，与mcu控制器1相连，用于存储通讯模块的配置信息，以及通过信号接口电路2、can接口电路4或rs422接口电路5获取并由mcu控制器1发送过来的织造数据；

电源电路8，分别与mcu控制器1、信号接口电路2、网络接口电路3、can接口电路4、rs422接口电路5、显示单元6、存储单元7相连，为它们提供工作电源。

如图3所示，所述信号接口电路2包括光耦u1、u2、u3、u4，以及接口j1；所述接口j1的四个引脚分别经稳压二极管后连接至四个光耦u1、u2、u3、u4，该接口j1另一端用于与织机的信号输出接口的经停、纬停、运行状态、打纬和公共线相连；所述光耦u1、u2、u3、u4的输出端分别经过整形滤波电路后连接至mcu控制器1。本例中，织机输出的经停信号经过所述接口j1的引脚1、稳压二极管d3(导通电压为10v，作用是防止干扰信号串入)后输入至光耦u1，电信号经过光耦隔离输出至斯密特整形电路uo1a，然后通过电阻ro2、电容co1组成的rc电路滤波后，经整形电路uo1b后输出到mcu控制器1的引脚49；同样，织机输出的纬停信号经过所述接口j1的引脚2、稳压二极管d4(导通电压为10v，作用是防止干扰信号串入)后输入至光耦u2，电信号经过光耦隔离输出至斯密特整形电路uo2a，然后通过电阻ro5、电容co2组成的rc电路滤波后，经整形电路uo2b后输出到mcu控制器1的引脚62；同样，织机输出的打纬信号经过所述接口j1的引脚3、稳压二极管d5(导通电压为10v，作用是防止干扰信号串入)后输入至光耦u3，电信号经过光耦隔离输出至斯密特整形电路uo3a，然后通过电阻ro8、电容co3组成的rc电路滤波后，经整形电路uo3b后输出到mcu控制器1的引脚63；同样，织机输出的运行状态信号经过所述接口j1的引脚4、稳压二极管d6(导通电压为10v，作用是防止干扰信号串入)后输入至光耦u4，电信号经过光耦隔离输出至斯密特整形电路uo4a，然后通过电阻ro11、电容co4组成的rc电路滤波后，经整形电路uo4b后输出到mcu控制器1的引脚61。

对于没有can通讯接口或rs422通讯接口的织机，将接口j1连接织机的信号输出接口的经停、纬停、运行状态、打纬和公共线，通过光耦隔离的输入方式从织机获得织机状态的信号，其中信号接口电路2的引脚warp_off、weft_off、loom_pick、loom_run分别与mcu控制器1的引脚49、62、63、61相连。织机输出经停信号、纬停信号，织机运行状态信号、打纬信号。这些信号线平时相对于地线是低电平，一旦有信号输出为高电平信号，所述信号接口电路3将该电信号转换为电平信号触发mcu中断，mcu控制器1就能够检测到经线断或纬线断及其他信号，以及织机处于停止或运行状态的信号。织机每织造一纬，在织机的信号输出接口会发出一个脉冲信号，信号接口电路将该脉冲信号触发mcu计数中断，对织机运行的梭数进行计数，mcu控制器1内部的定时器中断可以读取计数值，通讯模块可以从该数值获得织机的运转速度。mcu控制器1能够将这些状态数据组合数据包通过网口rj45向服务器发送，实现织机物联网和信息化生产管理。同样，纬停及其他状态，mcu控制器1从相应的接口获得信号，mcu控制器1也能够检测到对应的状态，并将状态数据通过网口rj45向服务器发送(实现织机物联网和信息化生产管理时进行)；mcu控制器1在向服务器发送数据的同时，也将状态数据保存在存储单元7中。

如图4所示，所述网络接口电路3包括与mcu控制器1通信连接的以太网控制芯片ic10，以及与该以太网控制芯片ic10通信连接的网口rj45，用于以太网连接，实现织机物联网和信息化生产管理。本例中所述以太网控制芯片ic10的型号为dp83848，其引脚2、3、4、29、30、31、34、40、41、43、44分别与mcu控制器1的引脚93、95、94、17、86、87、88、92、89、91、90相连，网口rj45的引脚1、2、3、6、10、11分别与以太网控制芯片ic10的引脚17、16、14、13、28、26相连。

如图5所示，所述can接口电路4包括与mcu控制器1通信连接的can总线芯片ic6，以及与该can总线芯片ic6通信连接的接口con3；所述接口con3用于与织机的can通讯接口通信连接。本例中所述can总线芯片ic6的型号为sn65hvd230，其引脚1、4分别与mcu控制器1的引脚46、47相连，所述接口con3的引脚1、2分别与can总线芯片ic6的引脚7、6相连，接口con3的引脚3接地。通讯模块处于接收状态，可以通过can接口电路4单向接收来自织机的通讯数据包，包括当前的工艺文件名称，运行状态以及停车的类型(经停、纬停、运行)和打纬数据，从获得的数据中能够全面了解和分析织机的织造状况。

如图6所示，所述rs422接口电路5包括收发芯片ic2和ic5，以及分别与收发芯片ic2和ic5通信连接的接口con2；所述收发芯片ic2和ic5分别与mcu控制器1通信连接，接口con2用于与织机的rs422通讯接口通信连接。本例中所述收发芯片ic2和ic5的型号均为sp3485，其中收发芯片ic2的引脚1与mcu控制器1的引脚85相连，引脚6、7分别与接口con2的引脚2、1相连；收发芯片ic5的引脚4与mcu控制器1的引脚82相连，引脚6、7分别与接口con2的引脚4、3相连；接口con2的引脚5接地。通讯模块处于接收状态，可以通过rs422接口电路5单向接收来自织机的通讯数据包，包括当前的工艺文件名称，运行状态以及停车的类型(经停、纬停、运行)和打纬数据，从获得的数据中能够全面了解和分析织机的织造状况。

如图7所示，所述显示单元6采用型号为lcd-1602的液晶显示模块(ic8)，其引脚4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、16分别与mcu控制器1的引脚53、52、51、75、74、73、70、69、68、67、66、50相连。用于显示通讯模块的ip地址和工作状态，采用2行16列字符模块，液晶显示模块(ic8)的引脚data0-data8为数据总线，引脚lcd_rw、lcd_rs、lcd_en、lcd_blko为控制信号线。

如图8所示，所述存储单元7采用型号为fm24c08的铁电存储器(ic4)，采用i²c总线连接，用于存储通讯模块的配置信息，以及通过信号接口电路2、can接口电路4或rs422接口电路5获取并由mcu控制器1发送过来的织造数据；铁电存储器的引脚5、6分别与mcu控制器1的引脚25、24相连。

如图9所示，所述电源电路8包括调压芯片ic1(型号为lm2596)，其输入端通过接口con1连接至织机以获取24v电源，输出端连接至稳压芯片ic3(型号为lm1117)；所述调压芯片ic1输出端输出5v直流电，稳压芯片ic3输出端输出3.3v直流电，为mcu控制器1、信号接口电路2、网络接口电路3、can接口电路4、rs422接口电路5、显示单元6、存储单元7提供工作电压。

本实施例在实际应用中的具体流程为：

对于那些具有can通讯接口或rs422通讯接口的织机，直接通过can接口电路4或者rs422接口电路5与织机通信连接，获得织机的通讯数据包，并从中获取织机的运行状态，织造信息以及停车等信息；对于不具备can通讯接口或rs422通讯接口的织机，通过信号接口电路2与织机的通讯总线相连，从而在织机的输出接口上获得织造状态的电信号，这些信号都是以电平信号的形式输出，一旦有信号输出为高电平信号，所述信号接口电路2将该电信号转换为电平信号触发mcu中断，mcu控制器1检测到该中断，通过数字滤波后就能够获取当前一些列的织机状态。打纬信号表现为周期性的脉冲信号，所述信号接口电路2在检测到脉冲信号后，mcu控制器1的计数功能和定时功能的作用下可以获得织机的速度和产量；并且mcu控制器1还可以设定在一定周期内，通过网络接口电路3向服务器发送织造数据，同时也将数据保存在存储单元7中。