一种基于国产处理器的RTU装置的制作方法

本实用新型涉及RTU(Remote Terminal Unit，远程终端单元)技术领域，具体涉及一种基于国产处理器的RTU装置。

背景技术：

RTU是构成企业综合自动化系统的核心装置，主要由信号输入/出模块、中央处理单元、有线/无线通讯模块、电源等组成。RTU由中央处理单元控制，支持网络系统，通过自身的软件系统，可实现企业中央监控与调度系统对生产现场一次仪表的遥测、遥控、遥信和遥调等功能。

RTU的核心部件就是中央处理单元即处理器，因此选择合适的处理器是开发优质产品的基础。虽然现在RTU产品越来越多，但是还没有一款RTU采用国产的处理器芯片，使用国外处理器芯片无法从硬件上避免不安全因素，供应商供货也周期无法保证。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提出一种基于国产处理器的RTU装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于国产处理器的RTU装置，包括：中央处理单元，与中央处理单元的PHY(Physical Layer，物理层)接口引脚相连的以太网接口模块，与中央处理单元的串口引脚相连的485接口模块和232接口模块，与中央处理单元的CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)接口引脚相连的CAN接口模块，与中央处理单元的SPI(Serial Peripheral Interface，同步串行外设接口)接口引脚相连的AI(Analogy Input，模拟量输入)接口模块，与中央处理单元的GPIO(General Purpose Input Output，通用输入/输出)接口引脚相连的DI(Digital Input，数据输入)接口模块和DO(Digital Output，数据输出)接口模块，所述中央处理单元为国产处理器芯片。

进一步地，所述中央处理单元为龙芯LS1B，所述以太网接口模块包括网卡和与之相连的以太网接口，所述485接口模块包括第一电平转换芯片和与之相连的485接口，所述232接口模块包括第二电平转换芯片和与之相连的232接口，所述CAN接口模块包括第三电平转换芯片和与之相连的CAN接口，所述AI接口模块包括模数转换芯片和与之相连的AI接口，所述DI接口模块包括第一光电隔离器和与之相连的DI接口，所述DO接口模块包括第二光电隔离器和与之相连的DO接口。

更进一步地，所述以太网接口模块的数量为一个或两个。

优选地，所述网卡为DM9161芯片。

优选地，所述第一电平转换芯片为ADM2483芯片。

优选地，所述第二电平转换芯片为MAX3232芯片。

优选地，所述第三电平转换芯片为PCA82C250芯片。

优选地，所述模数转换芯片为AD1867芯片。

优选地，所述第一光电隔离器和第二光电隔离器均为PS2801芯片。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提出的一种基于国产处理器的RTU装置，包括中央处理单元以及与中央处理单元相连的以太网接口模块、485接口模块、232接口模块、CAN接口模块、AI接口模块、DI接口模块和DO接口模块。本实用新型通过采用国产处理器芯片为中央处理单元，实现了RTU装置中央处理单元的国产化，具有安全性更好、开发速度更快、适应市场能力更强等优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种基于国产处理器的RTU装置的组成框图；

图2为以龙芯LS1B为中央处理单元的RTU装置的组成框图。

图中：1-中央处理单元，2-以太网接口模块，3-485接口模块，4-232接口模块，5-CAN接口模块，6-AI接口模块，7-DI接口模块，8-DO接口模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型实施例一种基于国产处理器的RTU装置的组成框图如图1所示，包括：中央处理单元1，与中央处理单元1的PHY接口引脚相连的以太网接口模块2，与中央处理单元1的串口引脚相连的485接口模块3和232接口模块4，与中央处理单元1的CAN接口引脚相连的CAN接口模块5，与中央处理单元1的SPI接口引脚相连的AI接口模块6，与中央处理单元1的GPIO接口引脚相连的DI接口模块7和DO接口模块8，所述中央处理单元1为国产处理器芯片。

在本实施例中，所述RTU装置主要由中央处理单元1和与中央处理单元1相连的以太网接口模块2、485接口模块3、232接口模块4、CAN接口模块5、AI接口模块6、DI接口模块7、DO接口模块8组成。所述RTU装置通过以太网接口模块2可以连接以太网；通过485接口模块3和232接口模块4提供485接口和232接口；通过CAN接口模块5连接CAN总线；通过AI接口模块6采集由现场传感器等输入的模拟信号，将所述模拟信号转换成数字信号后送到中央处理单元1；通过DI接口模块7和DO接口模块8接收或输出数字控制量。本实施例的中央处理单元1采用国产处理器芯片。

本实施例通过采用国产处理器芯片作为中央处理单元，实现了RTU装置中央处理单元的国产化。近年来，国产处理器芯片越来越多，也越来越成熟，比如龙芯的LS1B、飞腾的“火星”、兆芯的ZX-A、ZX-C等都实现了芯片的量产。使用国外处理器芯片无法从硬件上避免不安全因素，供应商供货周期无法保证。使用国产芯片的RTU具有完全的自主性，不存在安全隐患，服务支持更好，供货周期更稳定。

作为一种可选实施例，所述中央处理单元1为龙芯LS1B，所述以太网接口模块2包括网卡和与之相连的以太网接口，所述485接口模块3包括第一电平转换芯片和与之相连的485接口，所述232接口模块4包括第二电平转换芯片和与之相连的232接口，所述CAN接口模块5包括第三电平转换芯片和与之相连的CAN接口，所述AI接口模块6包括模数转换芯片和与之相连的AI接口，所述DI接口模块7包括第一光电隔离器和与之相连的DI接口，所述DO接口模块8包括第二光电隔离器和与之相连的DO接口。

本实施例给出了以龙芯LS1B为中央处理单元1的技术方案。龙芯是中国科学院计算所自主研发的通用CPU，采用RISC指令集，类似于MIPS指令集。龙芯LS1B的主频率为266MHz，采用0.13um工艺，是一款轻量级的32位SoC芯片，片内集成了GS232处理器核、16/32位DDR2、高清显示、NAND、SPI、62路GPIO、USB、CAN、UART等接口，能够满足超低价位云终端、数据采集、网络设备等领域需求。

在本实施例中，如图2所示，以太网接口模块2包括网卡和以太网接口，RTU装置通过所述以太网接口连接以太网。485接口模块3包括第一电平转换芯片和485接口，第一电平转换芯片用于实现中央处理单元1与485接口设备的之间的信号电平转换。232接口模块4包括第二电平转换芯片和232接口，第二电平转换芯片用于实现中央处理单元1与232接口设备的之间的信号电平转换。CAN接口模块5包括第三电平转换芯片和CAN接口，第三电平转换芯片用于实现中央处理单元1与CAN总线之间的信号电平转换。AI接口模块6包括模数转换芯片和AI接口，模数转换芯片用于将输入的模拟信号转换成数字信号后送给中央处理单元1。DI接口模块7包括第一光电隔离器和DI接口，DO接口模块8包括第二光电隔离器和DO接口，第一光电隔离器和第二光电隔离器用于实现中央处理单元1与外部设备之间的电信号隔离，以防止外部设备的强信号损坏RTU装置。

作为一种可选实施例，所述以太网接口模块2的数量为一个或两个。

在本实施例中，以太网接口模块2的数量可以设置为一个，也可以设置为两个。图2是设置两个以太网接口模块2的情况，两个以太网接口模块2的结构完全相同，均由网卡和以太网接口组成，不同的只是两个网卡分别与中央处理单元1不同的以太网接口引脚相连。

作为一种可选实施例，所述网卡为DM9161芯片。

本实施例给出了前面实施例中网卡的实现方案，即采用DM9161芯片为网卡。DM9161芯片的接线图如图2所示。

值得说明的是，本实施例只是给出了网卡的一种具体的实现方案，并不排斥其它可行的实现方案。同样，后面的实施例也都是只给出一种具体的实现方案，并不排斥其它可行的实现方案，不再分别说明。

作为一种可选实施例，所述第一电平转换芯片为ADM2483芯片。

作为一种可选实施例，所述第二电平转换芯片为MAX3232芯片。

作为一种可选实施例，所述第三电平转换芯片为PCA82C250芯片。

作为一种可选实施例，所述模数转换芯片为AD1867芯片。

作为一种可选实施例，所述第一光电隔离器和第二光电隔离器均为PS2801芯片。

上述仅对本实用新型中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本实用新型的保护范围，凡是依据本实用新型中的设计精神所做出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本实用新型的保护范围。