专利名称：一种远程测控终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制器，具体涉及一种远程测控终端。
背景技术：
随着我国在水情数据采集系统的信息化和现代化步伐的加快，需要采集的数据种 类增多，采集的站点数增加，对数据采集的速度和质量都提出了新的要求。现有的水情数据 测报系统中都在使用远程测控系统，RTU是Remote Terminal Unit远程测控终端的缩写， 是远程测控系统(Supervisory Control And Data Acquisition，简称 SCADA)的基本组成 单元，是安装在远程现场的电子设备，用来监视和测量安装在远程现场的传感器和设备。现 有的远程测控终端已不能适应新的要求，亟需开发新的产品。
发明内容
本发明需解决的问题是提供一种采集数据准确及时、处理能力强、具备多种通信 模式选择的远程测控终端。为了实现上述目的，本发明设计出一种远程测控终端，包括主处理器和与主处理 器连接的协同处理器，所述的主处理器与FM无线通讯接口、GPRS通讯接口、GSM通讯接口、 CDMA通讯接口和以太网接口连接，所述的协同处理器分别与模拟量采集电路、开关量输入 /输出电路、脉冲量输入/输出电路连接。所述的主处理器采用ARM9内核的微处理器，型号为AT91RM9200。所述的协同处理器也采用ARM9内核的微处理器，型号为AT91RM9200。所述的模拟量采集电路包括电子开关芯片和模数转换器，所述的电子开关芯片和 模数转换器分别与协同处理器连接。所述的电子开关芯片的型号为ADG711和模数转换器型号为ADS7816。所述的开关量输入/输出电路由光电耦合器U1、U2和二极管Dl组成，二极管Dl的 阴极与光电耦合器Ul的输入端连接，光电耦合器U1、U2的控制端分别与协同处理器连接。所述的光电耦合器Ul的型号为ACPL214，光电耦合器U2的型号为ASSRI228。本发明远程测控终端具有以下的有益效果(1)通过模拟量采集电路、开关量输入/输出电路、脉冲量输入/输出电路可采集 各种类型信号，可配置模拟量输入、模拟量输出、开关量输入、开关量输出、脉冲量输入5种 类型的信号通道；(2)可以通过FM无线通讯接口、GPRS通讯接口、GSM通讯接口、⑶MA通讯接口和 以太网接口等实现互联网或无线网络与控制中心实现数据实现RS232、RS485、无线电台、 远程拨号通讯、卫星通讯、专线通讯，用户可根据使用环境从多种通讯方式种中进行选择 或组合；同时，本发明主处理器还可以与各种标准现场总线(如ftx)fibuS-DP、Interbus, DeviceNet、ControlNet、CANOpen、AS-I)和工业标准协议(如MODBUQ与现场设备通信采 集所需的数据；
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(3)协同处理器将模拟量采集电路、开关量输入/输出电路、脉冲量输入/输出电 路采集得到的数据存储起来，并根据相应的触发条件进行相应的控制；(4)预留人机界面和Keypad接口，支持使用开发平台进行组态和二次开发；(5)可扩展提供多种不同的供电方式，如交流电源、直流电源、太阳能电池电源、蓄 电池等供电，具有省电模式，并具备电池充电和后备功能。
图1是本发明远程测控终端的结构示意图；图2是本发明远程测控终端的模拟量采集电路的电路图；图3是本发明远程测控终端的开关量输入/输出电路的电路图。
具体实施例方式为了便于本领域技术人员的理解，下面将结合具体实施例及附图对本发明的结构 原理作进一步的详细描述如图1所示，一种远程测控终端，它包括主处理器和与主处理器连接的协同处理 器，所述的主处理器与FM无线通讯接口、GPRS通讯接口、GSM通讯接口、CDMA通讯接口和以 太网接口连接，所述的协同处理器分别与模拟量采集电路、开关量输入/输出电路、脉冲量 输入/输出电路连接。本发明中主处理器采用ARM9内核的微处理器，型号为AT91RM9200。所述的协同处 理器也采用ARM9内核的微处理器，型号为AT91RM9200。如图2所示，模拟量采集电路包括电子开关芯片和模数转换器，所述的电子开关 芯片和模数转换器分别与协同处理器连接。所述的电子开关芯片的型号为ADG711和模数 转换器型号为ADS7816。具体的实现过程如下首先通过微处理器AT91RM9200的PIO 口线 启动ADG711选通相应的采样通道，再通过穿行外设接口的NPCSO引脚SPI启动ADS7816来 进行A/D转换，转换结束后将数据读入SPI_RDR寄存器，然后进行相应的存储处理。采用 ADS7816通过改变参考电压可以实现多种电压范围的测量，设计了多种测量范围的选择， IV 5V (可以并联250 □精密电阻来实现4mA 20mA电流的测量)和OmV lOOmV，OmV 200mV(可以采样多种热电偶的输出信号)，0mV 400mV测量其他类型的毫伏信号。根据现场各种不同的需求，系统的数据采集部分主要包括对压力、流量、液位、温 度等各种非电量的采集，主要通过非电量转换为4 20mA，IV 5V和热电偶的豪伏信号等 标准信号模拟量的采集，还有类似某些累计流量脉冲量信号。设备的运行状态等开关量信 号的采集和具有数字接口如RS485(ftx)fibuS-DP、Modbus等协议)的仪器仪表的数字信号 的采集。本发明的数据采集(包括模拟量、开关量、脉冲量、数字信号)电路、模拟量输出、 开关量输出控制电路以及跟踪通信电路(包括以太网通信、各种通讯接口电路等)。数据采 集电路采集现场各种模拟量(4mA 20mA，IV 5V各种信号)、开关量、脉冲量以及通过各 种通讯接口的数字信号。控制调节现场设备模拟量输出(如开度、频率控制)。开关量输出 电路用于控制现场如设备的启停、开关的打开闭合等。如图3所示，所述的开关量输入/输出电路由光电耦合器Ul，光电耦合器Ul的型 号为ACPL214、光电耦合器U2的型号为ASSRI2^和二极管Dl组成，二极管Dl的阴极与光电耦合器Ul的输入端连接，光电耦合器Ul、U2的控制端分别与协同处理器连接。关等信 号，手动/自动控制切换信号等。开关量输入信号是通过ACPL21421件隔离输入的，可以隔 离高电压防止对电路的损坏，CPU通过扫描PIO引脚的高低电平来判断开关量输入的开闭。 开关量输出信号是控制设备的启动/停止和报警装置等的工作，CPU输出高或低的控制信 号来驱动ASSR12^光电耦合器隔离后驱动高电压控制电路。微处理器并行I/O(PIO)控制 器与作为通用数据的I/O复用外设输入/输出口线，以最大限度适应器件的配置。每条口 线上包含有一个输入变化中断、开漏能力及可编程上拉电阻。本发明远程测控终端还包括有RTU设置硬件时间电路，采用专用时钟芯片，提供 精确的时钟信号，包括年、月、日，能产生秒或分定时中断，保证准确的定时控制、实现监控 中心对所有远程RTU进行GPS校时。非易失的数据存储器用来存放RTU的所有工作参数、实时测量数据、实时状态和 故障信息，以保障系统在掉电或通信中断的情况下信息不丢失，并在电源恢复正常后能继 续正常工作。键盘显示电路预留人机界面和Keypad接口，可以实现RTU工作参数、测量数据、状 态信息等的在线修改与查询，还是可以通过现场人机画面实现现场数据监控。远程测控终端(RTU)是基于微处理器和Linux操作系统的平台基础上的软件设 计。RTU软件系统实现是在嵌入式Linux操作系统下完成的。嵌入式系统是以应用为中心， 以计算机技术为基础，并且软硬件是可裁剪的，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等 有严格要求的专用计算机系统。Linux拥有许多特点，比如广泛的硬件支持，内效稳定，开发 源码，软件丰富，优秀的开发工具，完善的网络通信和文件管理机制等，它的这些优秀特性 使得其在嵌入式系统中应用十分合适。嵌入式系统是在满足实际应用基础上的最小简化型 系统，嵌入式数据采集系统上运行的各种任务繁多并且部分实时性要求高，嵌入式微处理 器需要管理的资源丰富，这些都决定了要在嵌入式平台上引入操作系统。软件的设计思路是由底层向上设计的思想，包括驱动程序的设计、操作系统的移 植和应用程序的设计。驱动程序包括以太网接口、USB、SPI、UART接口、12C等硬件接口的 驱动程序。应用程序的设计采用模块化的设计思路，如数据采集模块、通信模块、各种算法 模块。元创.远程测控终端设计目标是设计成一种可组态的RTU，工程集成商可以在我们开 发平台的基础上进行二次开发。所以，专门设计了组态区，可以实现各种算法的选择和数据 采集方式、通信方式和协议的组态。总之，本发明远程测控终端RTU是一种可组态、可采集多种类型信号、多种通信方 式、配置灵活、可扩展性强的新型远程测控终端，可以广泛应用在工农业各行业以及市政公 用事业部门，可以满足不同用户的需求。上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域技 术人员根据本发明的构思，所做出的适当变通或修改，都应在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种远程测控终端，其特征在于包括主处理器和与主处理器连接的协同处理器， 所述的主处理器与FM无线通讯接口、GPRS通讯接口、GSM通讯接口、CDMA通讯接口和以太 网接口连接，所述的协同处理器分别与模拟量采集电路、开关量输入/输出电路、脉冲量输 入/输出电路连接。
2.根据权利要求1所述的远程测控终端，其特征是所述的主处理器采用ARM9内核的 微处理器，型号为AT91RM9200。
3.根据权利要求1或2所述的远程测控终端，其特征是所述的协同处理器也采用 ARM9内核的微处理器，型号为AT91RM9200。
4.根据权利要求3所述的远程测控终端，其特征是所述的模拟量采集电路包括电子 开关芯片和模数转换器，所述的电子开关芯片和模数转换器分别与协同处理器连接。
5.根据权利要求4所述的远程测控终端，其特征是所述的电子开关芯片的型号为 ADG711和模数转换器型号为ADS7816。
6.根据权利要求3所述的远程测控终端，其特征是所述的开关量输入/输出电路由 光电耦合器U1、U2和二极管Dl组成，二极管Dl的阴极与光电耦合器Ul的输入端连接，光 电耦合器U1、U2的控制端分别与协同处理器连接。
7.根据权利要求6所述的远程测控终端，其特征是所述的光电耦合器Ul的型号为 ACPL214，光电耦合器U2的型号为ASSRI228。
全文摘要
本发明公开了一种远程测控终端，包括主处理器和与主处理器连接的协同处理器，所述的主处理器与FM无线通讯接口、GPRS通讯接口、GSM通讯接口、CDMA通讯接口和以太网接口连接，所述的协同处理器分别与模拟量采集电路、开关量输入/输出电路、脉冲量输入/输出电路连接。本发明远程测控终端具有采集数据准确及时、处理能力强、具备多种通信模式选择的优点。
文档编号G05B19/418GK102096400SQ201010594810
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者朱报开, 林雄生, 漆青松, 金璐 申请人:东莞元创自控科技有限公司