專(zhuān)利名稱(chēng)：一種隔爆兼本安型多協(xié)議轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種多協(xié)議轉(zhuǎn)換器，具體的說(shuō)涉及一種能夠應(yīng)用到易燃易爆氣體環(huán)境下(如煤礦井下)的多協(xié)議轉(zhuǎn)換器，屬于安全生產(chǎn)領(lǐng)域。
技術(shù)背景煤炭是我國(guó)能源消費(fèi)的主要組成部分，煤礦 安全生產(chǎn)是頭等任務(wù)。隨著能源價(jià)格不斷攀升，煤礦生產(chǎn)能力也在努力提高，為保證生產(chǎn)運(yùn)行的安全性和可靠性，提升煤礦自動(dòng)化管理生產(chǎn)水平成為唯一出路，實(shí)現(xiàn)煤礦綜合自動(dòng)化，建立數(shù)字化礦井，成為當(dāng)前煤礦ー個(gè)主要發(fā)展方向。目前，煤礦生產(chǎn)的自動(dòng)化，迫切要求將現(xiàn)場(chǎng)的各種實(shí)時(shí)信息匯集到煤礦的調(diào)度指揮中心，將這些子系統(tǒng)集成起來(lái)，實(shí)現(xiàn)“集中管理，分散控制”。我國(guó)自主研制了多種安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)改善我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)狀況發(fā)揮了積極的作用，煤礦各級(jí)現(xiàn)場(chǎng)都安裝了分布式監(jiān)控和智能設(shè)備，這些設(shè)備大多采用傳統(tǒng)的RS232/485串行通信接ロ或CAN總線(xiàn)方式，但是，現(xiàn)場(chǎng)儀表通信協(xié)議類(lèi)型繁多，而且相同協(xié)議接ロ存在隔爆型與本安型不能互連；大部分監(jiān)控系統(tǒng)基本屬封閉系統(tǒng)，分布在礦山的各個(gè)環(huán)節(jié)，形成了多個(gè)“信息孤島”，不同監(jiān)控系統(tǒng)的相互兼容性已成為煤礦安全監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的“瓶頸”問(wèn)題，嚴(yán)重阻礙了煤炭エ業(yè)的信息化和網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程。這樣ー種滿(mǎn)足礦井隔爆和本安要求并實(shí)現(xiàn)各種通信協(xié)議轉(zhuǎn)換的裝置成為急需解決的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決上述問(wèn)題，提供一種滿(mǎn)足礦井隔爆和本安要求并實(shí)現(xiàn)各種通信協(xié)議轉(zhuǎn)換的裝置。本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種隔爆兼本安型多協(xié)議轉(zhuǎn)換器，該裝置包括電連接的嵌入式系統(tǒng)、通信模塊、電源，其特征在于所述的嵌入式系統(tǒng)包括內(nèi)置程序存儲(chǔ)器，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，CPU，實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，按鍵模塊和顯示模塊；所述的通信模塊包括通信電路和與之相對(duì)應(yīng)的通信接ロ ；所述的通信接ロ包括MODBUS接ロ、RS232接ロ或RS485接ロ、TCP/IP接ロ、CAN接ロ；作為本實(shí)用新型的優(yōu)化方案，所述的CPU配置有用于重啟系統(tǒng)的復(fù)位電路和防止干擾的看門(mén)狗電路。作為本實(shí)用新型的優(yōu)化方案，所述電源為本安電源。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型通過(guò)采用嵌入式技術(shù)實(shí)現(xiàn)多種現(xiàn)場(chǎng)通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換，可將RS232、RS485、TCP/IP、CAN等主流協(xié)議相互進(jìn)行轉(zhuǎn)換，同時(shí)兼顧隔爆型與本安型，實(shí)現(xiàn)各監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)無(wú)縫傳輸，并接入環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，將各設(shè)備狀態(tài)及參數(shù)及時(shí)傳輸?shù)郊斜O(jiān)控處，可實(shí)現(xiàn)集中管理，分散控制，將大大提高生產(chǎn)管理效益。

[0010]圖I是本實(shí)用新型的總體功能結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型RS485接ロ電路方框圖；圖4是本實(shí)用新型的CAN接ロ電路方 框圖；圖5是本實(shí)用新型的電源電路方框圖；圖6是本實(shí)用新型的系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)示意具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的功能如圖I所示，是通過(guò)通信模塊接受信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)角度胧较到y(tǒng)，由電源供電，嵌入式系統(tǒng)完成各個(gè)接ロ送出的信息數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。本實(shí)用新型包括嵌入式系統(tǒng)、通信模塊、電源；所述的嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括內(nèi)置程序存儲(chǔ)器和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、按鍵模塊、顯示模塊和控制嵌入式系統(tǒng)內(nèi)各部件工作的CPU。CPU控制芯片可以采用PHILIP公司生產(chǎn)的32位微控制器LPC2292，它是基于ー個(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和跟蹤的32位ARM S3C2410CPU，CPU內(nèi)核工作電壓I. 8V，引腳工作電壓為3. 3V，144腳封裝、功耗極低，內(nèi)置2路CAN、8路10位Α/D轉(zhuǎn)換器，并帶有256KB嵌入的高速外擴(kuò)RAM及Flash存儲(chǔ)器；實(shí)時(shí)時(shí)鐘采用DALLAS的DS12887，可精確工作十年；顯示模塊采用TFT彩色I(xiàn)XD，可實(shí)時(shí)設(shè)置各種參數(shù)；外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用ー個(gè)16K串行CMOS E2PR0M芯片CAT24WC64，CAT24WC64可通過(guò)I2C接ロ進(jìn)行操作，有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的寫(xiě)保護(hù)功能。通過(guò)外擴(kuò)的I2C總線(xiàn)模塊，可實(shí)時(shí)存取本多協(xié)議轉(zhuǎn)換器的相關(guān)的配置參數(shù)等信息，CPU含有ー個(gè)JTAG接ロ，只要時(shí)鐘正常，就可以通過(guò)JTAG接ロ訪(fǎng)問(wèn)CPU的內(nèi)部寄存器和掛在CPU總線(xiàn)上的設(shè)備。RS485接ロ電路如圖3所示，RS485收發(fā)器采用Sipex公司生產(chǎn)的低功耗半雙エRS485收發(fā)器SP485，以及隔離的光耦器件6N137。CAN接ロ電路如圖4所示，包括CAN總線(xiàn)收發(fā)器采用Philips公司生產(chǎn)的高速CAN總線(xiàn)收發(fā)器TJA1050，TJA1050提供了 CAN控制器與物理總線(xiàn)之間的接ロ以及對(duì)CAN總線(xiàn)的差動(dòng)發(fā)送和接收功能，為了使系統(tǒng)具有較好的干擾能力，在SP485和TJA1050的前端加入光率禹6N137。電源如圖5所示，包括滿(mǎn)足煤礦本安要求的直流5V電壓和500mA電流，具有雙重過(guò)壓和限流保護(hù)。功能實(shí)現(xiàn)的軟件結(jié)構(gòu)如圖6所示，系統(tǒng)采用了 μ C/0S-II操作系統(tǒng)使整個(gè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易調(diào)試，整個(gè)程序根據(jù)各個(gè)任務(wù)的實(shí)時(shí)性和重要性，共劃分為10個(gè)具有不同的優(yōu)先級(jí)的應(yīng)用任務(wù)，分別為系統(tǒng)初始化任務(wù)、液晶顯示任務(wù)、處理接收到CAN報(bào)文任務(wù)、處理接收到MODBUS報(bào)文任務(wù)、處理接收到Ethernet報(bào)文任務(wù)、系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)處理任務(wù)、鍵盤(pán)掃描任務(wù)、Ethernet報(bào)文發(fā)送任務(wù)和MODBUS報(bào)文發(fā)送任務(wù)、CAN報(bào)文發(fā)送任務(wù)，其中鍵盤(pán)掃描任務(wù)在液晶顯示任務(wù)中創(chuàng)建，Ethernet報(bào)文發(fā)送任務(wù)和MODBUS報(bào)文發(fā)送任務(wù)、CAN報(bào)文發(fā)送任務(wù)分別在處理接收到Ethernet報(bào)文任務(wù)、處理接收到MODBUS報(bào)文任務(wù)、處理接收到CAN報(bào)文任務(wù)中創(chuàng)建，每個(gè)任務(wù)不同于一般的函數(shù)，它是ー個(gè)無(wú)限循環(huán)，而且沒(méi)有返回值。通過(guò)調(diào)用系統(tǒng)掛起函數(shù)或延時(shí)函數(shù)來(lái)啟動(dòng)具有更高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)入就緒態(tài)的任務(wù)。主函數(shù)是程序首先執(zhí)行的ー個(gè)函數(shù)，在主函數(shù)里完成操作系統(tǒng)的初始化，并創(chuàng)建ー個(gè)啟動(dòng)任務(wù)，啟動(dòng)任務(wù)主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)硬件初始化與啟動(dòng)等，并創(chuàng)建多個(gè)信號(hào)量，用來(lái)進(jìn)行任務(wù)間的信息傳遞，再創(chuàng)建系統(tǒng)初始化任務(wù)、液晶顯示任務(wù)、處理接收到CAN報(bào)文任務(wù)、處理接收到MODBUS報(bào)文任務(wù)、處理接收到Ethernet報(bào)文任務(wù)、系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)處理任務(wù)，其中系統(tǒng)初始化任務(wù)優(yōu)先級(jí)最高，等創(chuàng)建完信號(hào)量和任務(wù)后，啟動(dòng)任務(wù)刪除自己，之后系 統(tǒng)的多用戶(hù)任務(wù)開(kāi)始運(yùn)行。作為本實(shí)用新型的優(yōu)化方案，所述的CPU配置有用于重啟系統(tǒng)的復(fù)位電路和防止干擾的看門(mén)狗電路。作為本實(shí)用新型的優(yōu)化方案，所述電源為本安電源。
權(quán)利要求1.一種隔爆兼本安型多協(xié)議轉(zhuǎn)換器，該裝置包括電連接的嵌入式系統(tǒng)、通信模塊、電源，其特征在于所述的嵌入式系統(tǒng)包括內(nèi)置程序存儲(chǔ)器，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，CPU，實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，按鍵模塊和顯示模塊；所述的通信模塊包括通信電路和與之相對(duì)應(yīng)的通信接口 ；所述的通信接口包括MODBUS接口、RS232接口或RS485接口、TCP/IP接口、CAN接口 ；通信模塊接受信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)角度胧较到y(tǒng)，由電源供電，嵌入式系統(tǒng)完成各個(gè)接口送出的信息數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種隔爆兼本安型多協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述的CPU配置有用于重啟系統(tǒng)的復(fù)位電路和防止干擾的看門(mén)狗電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種隔爆兼本安型多協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述電源為本安電源。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種隔爆兼本安型多協(xié)議轉(zhuǎn)換器。該裝置包括嵌入式系統(tǒng)、通信模塊、電源，其特征在于所述的嵌入式系統(tǒng)包括內(nèi)置程序存儲(chǔ)器，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，CPU，實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，按鍵模塊和顯示模塊；所述的通信模塊包括通信電路和與之相對(duì)應(yīng)的通信接口；本實(shí)用新型通過(guò)采用嵌入式技術(shù)實(shí)現(xiàn)多種現(xiàn)場(chǎng)通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換，可將RS232、RS485、TCP/IP、CAN等主流協(xié)議相互進(jìn)行轉(zhuǎn)換，同時(shí)兼顧隔爆型與本安型，實(shí)現(xiàn)各監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)無(wú)縫傳輸，并接入環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，將各設(shè)備狀態(tài)及參數(shù)及時(shí)傳輸?shù)郊斜O(jiān)控處，可實(shí)現(xiàn)集中管理，分散控制，將大大提高生產(chǎn)管理效益。
文檔編號(hào)H04L25/02GK202444510SQ20112023422
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者朱成杰, 柏方艷, 梁?jiǎn)? 歐陽(yáng)名三, 陳靜 申請(qǐng)人:安徽理工大學(xué)