[發(fā)明專利]一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的高精度轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010380427.4
• 申請日: 2020-05-08
• 公開（公告）號: CN111432038A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 常廣暉;郭朝有;蘇攀;張亞超
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍海軍工程大學(xué)
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;G01P3/00
• 代理公司: 北京天盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11421
• 代理人: 楊本官

1.一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的高精度轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)，其特征在于，包括轉(zhuǎn)速測量模塊；以及可安裝于PC機或觸摸屏的轉(zhuǎn)速主控程序；

轉(zhuǎn)速測量模塊和轉(zhuǎn)速主控程序之間通過ModbusTCP/IP工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議進行通訊；

所述轉(zhuǎn)速測量模塊包括微控制器電路、轉(zhuǎn)速測量電路、以太網(wǎng)通信電路、電源電路；

所述轉(zhuǎn)速主控程序由組態(tài)軟件設(shè)計開發(fā)并至少支持PC、觸摸屏兩種安裝方式；

所述微控制器電路包括微控制器、跳線內(nèi)部功能設(shè)置單元、聯(lián)合測試行為組織調(diào)試端口和功能設(shè)定存儲單元；

所述轉(zhuǎn)速測量電路包括濾波電路、放大整形電路、光耦隔離電路、施密特觸發(fā)電路；

所述以太網(wǎng)通信電路，包括以太網(wǎng)控制器單元、RJ45網(wǎng)絡(luò)接口單元，以太網(wǎng)控制器單元通過移植LWIP TCP/IP協(xié)議棧來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信功能；所述RJ45網(wǎng)絡(luò)接口單元，與以太網(wǎng)控制器單元相連，內(nèi)置集成網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器支持100BASE-T網(wǎng)絡(luò)通信。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的高精度轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)，其特征在于，所述微控制器與以太網(wǎng)通信電路和轉(zhuǎn)速測量電路相連，用于接收并處理采集的轉(zhuǎn)速原始數(shù)據(jù)并向以太網(wǎng)通信電路傳送處理好的轉(zhuǎn)速數(shù)字信號；所述跳線內(nèi)部功能設(shè)置單元與微控制器相連，用于設(shè)置測速模塊的網(wǎng)絡(luò)地址；所述聯(lián)合測試行為組織調(diào)試端口與微控制器相連，外部調(diào)試設(shè)備通過聯(lián)合測試行為組織調(diào)試端口對轉(zhuǎn)速測量模塊進行外部調(diào)試；所述功能設(shè)定存儲單元與微控制器相連，功能設(shè)定存儲單元存儲模塊自定義的通信協(xié)議解析程序和模塊的功能設(shè)定值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的高精度轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)，其特征在于，

所述濾波單元包括由電阻、電容網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的低通濾波通道；所述放大整形電路與濾波單元相連，并將濾波后的信號通過LM224構(gòu)成的比較器和74HC04反向器進行信號的放大和整形；所述光耦隔離電路由2SD1007小功率三極管和TLP2362高速光電耦合器來實現(xiàn)；所述施密特觸發(fā)電路與光耦隔離電路相連，施密特觸發(fā)電路由74HC04反向器組成，防止噪聲輸入在觸發(fā)點產(chǎn)生多次翻轉(zhuǎn)；通過轉(zhuǎn)速測量電路處理后原始轉(zhuǎn)速傳感器輸入信號變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)方波信號，然后通過微控制器定時器輸入捕獲功能進行頻率測量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的高精度轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)，其特征在于，所述以太網(wǎng)控制器單元由DM9000B芯片U2組成，DM9000B與微控制器相連兩者之間的通信是通過單片機的FSMC接口實現(xiàn)，DM9000B當(dāng)成SRAM進行控制，其中片選信號CS管腳由FSMC_NE2來控制，訪問類型管腳CMD由FSMC_A7來控制，處理器讀命令管腳IOR由FSMC_NOE控制，處理器寫命令管腳IOW由FSMC_NEW控制，中斷使能管腳INT連接至PA6，數(shù)據(jù)總線SD0-SD15連接至FSMC_D0-FSMC_D15；

DM9000B數(shù)據(jù)的發(fā)送和接受都是通過中斷機制來實現(xiàn)；所述RJ45網(wǎng)絡(luò)接口單元由插座HR911105A JP3組成，網(wǎng)絡(luò)插座HR911105A內(nèi)置集成網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器支持100BASE-T網(wǎng)絡(luò)通信，DM9000B芯片和網(wǎng)絡(luò)插座HR911105A之間的數(shù)據(jù)交互主要是通過物理層接受端正極RD+、物理層接受端負(fù)極RD-、物理層發(fā)送端口正極TX+、物理層發(fā)送端口負(fù)極TX-，四個端口進行連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的高精度轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)，其特征在于，所述上位轉(zhuǎn)速主控軟件通過ModbusTCP/IP協(xié)議與轉(zhuǎn)速測量模塊進行通信，通信協(xié)議以字符的形式定義功能設(shè)定命令；上位轉(zhuǎn)速主控軟件通過功能設(shè)定命令設(shè)定模塊節(jié)點地址、測速齒輪齒數(shù)、零轉(zhuǎn)速延時判斷時間、轉(zhuǎn)速上下限報警值、測速間隔。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的高精度轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)速主控程序至少用于完成以下步驟：

參數(shù)設(shè)置的步驟：包括完成轉(zhuǎn)速測量模塊節(jié)點地址設(shè)置、零轉(zhuǎn)速延時判斷時間、轉(zhuǎn)速上下限報警值設(shè)置、零轉(zhuǎn)速延時判斷時間、測速間隔的參數(shù)；

轉(zhuǎn)速顯示的步驟：包括按照所設(shè)定的定時間隔順序讀取各測速通道的轉(zhuǎn)速值進行數(shù)碼實時顯示并存入歷史數(shù)據(jù)庫，同時將其與上下限進行比較發(fā)出報警信息；

趨勢曲線輸出步驟：包括以曲線的方式顯示歷史轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)方便查看各點轉(zhuǎn)速的變化趨勢；

報表打印的步驟：根據(jù)設(shè)定時間查找歷史數(shù)據(jù)庫自動生成臨時數(shù)據(jù)文件，然后將其以報表的形式打印輸出。