[發明專利]嵌入式網絡化遠程輸入輸出系統

無效

• 申請號: 201210196052.1
• 申請日: 2012-06-14
• 公開（公告）號: CN102722153A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 湛紅暉;陳鈞;白亞建
• 申請（專利權）人: 蘇州倫科思電子科技有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

技術領域

本發明涉及自動控制領域，具體涉及一種嵌入式網絡化遠程輸入輸出系統。

背景技術

隨著Internet應用的日益普及，信息共享的程度不斷提高。傳統的Internet應用以PC為中心，當今的Internet應用將轉向以嵌入式設備為中心。對于以單片機應用系統為中心的小型嵌入式設備，怎樣利用方便的Internet資源將嵌入式設備的信息共享到Internet上，成為當今電子產品開發的重點。IA(Internet??Appliance)概念的流行表明Internet應用已經進入嵌入式Internet時代。據網絡專家的預測，將來在Internet上傳輸的信息中，將有70%的信息來自于小型嵌入式系統。其中，利用單片機實現嵌入式Internet方案的技術難點在于：

1、如何利用單片機自身有限的資源對信息進行TCP/IP協議處理，使之變成可以在Internet上傳輸的IP數據包；

2、在單片機中運行實時內核。

從解決這一技術問題出發，目前有如下幾種方案：

1．Gateway+專用網：采用專用網絡（如RS-232，RS-232，CAN?Bus等）把一小批單片機連接在一起，然后再將該專用網絡連接到一個PC上，該PC作為網關將專用網絡上的信息轉換為TCP/IP協議數據包，然后發到網上實現信息共享。該方案可以連接多種單片機。缺點：

a．需要依賴PC機作網關進行協議轉換，在多個單片機系統分散的情況下，專用網絡布線極為不便；

b．需要在PC機上安裝專門的協議轉換軟件，該軟件通常由專門的第三方軟件商提供，費用較高。

2.?32位MCU+RTOS:采用32位的高檔單片機，在RTOS（實時多任務操作系統）的平臺上進行軟件開發，在嵌入式系統中實現TCP/IP的協議處理。由于采用高檔單片機，該方案可以完成很多復雜的功能。但這種方案存在如下缺點：需要購買或選用免費的RTOS開發軟件，對開發人員的開發能力要求較高。

3．ARM?MCU+嵌入式軟件包：采用Pollux公司提供的32位單片機即可實現Internet接入功能。由于該單片機是迄今世界上最快的單片機（每秒l億條指令）之一，可以實現實時多任務操作（時間片輪詢）。在MCU執行數據采集和控制功能的同時可把數據打包，發送到Internet上。該方案具有如下優點：

a．不依賴PC機，實現32位單片機系統直接接入Internet，整個系統完全自給自足；

b．使用外圍器件少，系統成本低；

c．由于Pollux公司免費提供用于Internet處理的軟件模塊，使開發周期大大縮短，開發成本大大降低。

缺點：外圍資源少，不是占先式的實時操作系統。

發明內容

本發明目的在于針對現有技術所存在的不足，提供一種嵌入式網絡化遠程輸入輸出系統。本系統不依賴PC機、費用低、易推廣、使用靈活、易于維護、外圍資源豐富，并采用占先式實時操作系統的網絡化遠程輸入輸出系統，其通過32位單片機實現Internet網絡通訊的手段，與異地網絡上的計算機實現遠程聯接；通過RS-232接口與現場I/O模塊連接，來完成設備的監測、監控、診斷和維護，并借助計算機網絡技術，最終實現設備的維修和故障排除。

為了解決現有技術中的這些問題，本發明提供的技術方案是：

一種嵌入式網絡化遠程輸入輸出系統，它包括ARM模塊、I/O模塊以及控制程序三部分，所述由ARM模塊可動態地控制、管理的所述I/O模塊可為1～256個，所述的ARM模塊包括開關量輸入模塊(?DI)、開關量輸出模塊(DO)，ARM模塊運行WinCE5.0嵌入式操作系統，通過RS-232總線管理I/O模塊，可通過Intranet和Internet網絡完成分布式I/O控制，還通過網絡傳輸部分與以太網之間收發數據，實現數據的網絡傳輸及通過Internet網絡對現場設備進行遠程監控、數據采集；控制程序存儲于ARM模塊中的程序存儲器(FLASH)里；I/O模塊通過RS-232總線與ARM模塊通訊，各輸入輸出功能模塊完成現場信號的采集、轉換，并對現場控制對象實施控制。

對于上述技術方案，發明人還有進一步的詳細優化措施。

作為優化，所述ARM模塊包括：

第一單片機(?CPUl)；

動態數據存儲器（SDRAM），存儲ARM模塊中第一單片機(?CPUl)運行的控制程序，還存儲所述I/O模塊采集的現場數據；