專利名稱：生產線的網絡化監控裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及生產線監控領域，尤其涉及一種生產線的網絡化監控裝置。
背景技術：
目前，在產品生產過程中中，產品生產線上的信息傳遞裝置主要是采用個人電腦 PC的機箱結構，例如在鋼鐵企業的生產線上。這種信息傳遞裝置存在投資大、功能冗余、功 耗高、使用不方便、操作難度較大、抗干擾性差等問題，因此在當前的產品生產線上，迫切需 要更方便實用的網絡化監控管理裝置。 在現有技術中，網絡化監控管理裝置一般是由中央處理器及輔助處理單元、蜂鳴
器報警模塊單元、FLASH存儲單元、液晶觸摸屏單元、液晶顯示器單元、液晶背光電路單元、
串口總線接口 RS232、紅外通訊單元、供電選擇和串口通訊選擇單元等部件組成，其主要是
用于銜接用戶現有的各種業務系統數據信息，例如各種電力信息管理系統等。 但現有技術的方案并沒有提供工業以太網接口和音視頻輸入輸出等接口，從而降
低了生產企業內部的信息交流與共享能力，并影響了產品生產線的監控管理能力。
實用新型內容本實用新型實施例提供了一種生產線的網絡化監控裝置，能夠增強生產企業內部 的信息交流與共享能力，并提高產品生產線的監控管理功能，進而降低成本、提高產品質 本實用新型實施例提供了一種生產線的網絡化監控裝置，所述裝置包括 用于進行生產線各種信息的處理和網絡通信的主控制板；用于用戶與所述網絡化 監控裝置進行交互的輸入輸出系統；用于存儲各種監控數據和嵌入式專用軟件的外圍存儲 系統；以及用于提供連接到各種網絡和作為下行通道的以太網接口 ； 其中，所述輸入輸出系統、所述外圍存儲系統和所述以太網接口分別與所述主控 制板電連接。 所述主控制板包括中央處理器，所述中央處理器電連接有閃存Flash存儲器、 SDRAM存儲器、復位電路、時鐘電路和電源電路； 所述中央處理器與RS485總線接口和以太網接口相連接，并與通用輸入輸出接 口 、 LCD背光和逆變器相連接。 所述輸入輸出系統包括 鍵盤電路、觸摸屏電路、LCD顯示器電路、音頻輸入輸出電路和視頻輸入電路； 其中，所述LCD顯示器電路由所述主控制板來驅動顯示；所述視頻輸入電路安裝 在所述網絡化監控裝置機殼的前面板上，通過雙排插座與所述主控制板相連接。
所述的外圍存儲系統包括 閃存Flash存儲器，SDRAM存儲器，USB接口電路和SD卡接口電路。 所述網絡化監控裝置通過嵌入式實時操作系統、嵌入式圖形用戶界面、嵌入式瀏覽器和嵌入式應用軟件來實現生產線上各種信息數據的采集、監控、故障診斷和通信管理。
包括多個網絡化監控裝置，其中 所述多個網絡化監控裝置通過生產線的局域網相連，且所述多個網絡化監控裝置 之間可顯示對方上線的信息。 由上述所提供的技術方案可以看出，本申請所述的裝置包括用于進行生產線各種 信息的處理和網絡通信的主控制板；用于用戶與所述網絡化監控裝置進行交互的輸入輸出 系統；用于存儲各種監控數據和嵌入式專用軟件的外圍存儲系統；以及用于提供連接到各 種網絡和作為下行通道的以太網接口 ；其中，所述輸入輸出系統、所述外圍存儲系統和所述 以太網接口分別與所述主控制板電連接。通過本申請所述裝置中的輸入輸出系統和以太 網接口就可以增強生產企業內部的信息交流與共享能力，并提高產品生產線的監控管理功 能，進而降低成本、提高產品質量。
圖1為本實用新型實施例所述生產線網絡化監控裝置的結構示意圖； 圖2為本實用新型實施例所述生產線網絡化監控裝置的另一結構示意圖； 圖3為本實用新型實施例所提供的實現多個網絡化監控裝置互通的結構示意圖； 圖4為本實用新型實施例所提供的網絡化監控管理裝置從功能實現上來劃分的 結構示意圖。
具體實施方式為更好的描述本實用新型實施例，現結合附圖對本實用新型的具體實施例進行說 明，如圖1所示為本實用新型實施例所述生產線網絡化監控裝置的結構示意圖，所述裝置 包括 用于進行生產線各種信息的處理和網絡通信的主控制板；用于用戶與所述網絡化 監控裝置進行交互的輸入輸出系統；用于存儲各種監控數據和嵌入式專用軟件的外圍存儲 系統；以及用于提供連接到各種網絡和作為下行通道的以太網接口 ； 其中，所述輸入輸出系統、所述外圍存儲系統和所述以太網接口分別與所述主控 制板電連接。 如圖2所示為本實施例所提供的生產線網絡化監控裝置的另一結構示意圖，圖2 中在具體實現過程中，所述主控制板可以包括中央處理器，所述中央處理器電連接有閃存 Flash存儲器、SDRAM存儲器、復位電路、時鐘電路和電源電路；且所述中央處理器與RS485/ RS232總線接口和以太網接口相連接，并與通用輸入輸出接口、 LCD背光和逆變器相連接。 上述的中央處理器是整個網絡化監控管理裝置的核心部分，可以采用RMI公司高性能、低 功耗、高集成度的Aul250 (主頻為500MHz)模塊為核心來進行設計，該中央處理器主要完成 各種指令的解釋和所有數據的傳輸，以及對其他各硬件部件的控制；并可以完成操作系統 指令、各種應用程序、通信協議的解釋與處理；消息和信令的處理轉換，同時還可以完成整 個網絡化監控管理裝置的其它控制操作。 所述的輸入輸出系統還可包括鍵盤電路、觸摸屏電路、LCD顯示器電路、音頻輸 入輸出電路和視頻輸入電路。其中，所述LCD顯示器電路由所述主控制板來驅動顯示；所述
4視頻輸入電路安裝在所述網絡化監控裝置機殼的前面板上，通過雙排插座與所述主控制板 相連接。 在具體實現過程中，所述LCD顯示器電路的顯示部分采用了工業級TFT 32位彩色 LCD，是用戶與終端進行交互的輸出單元。通過此模塊既可以實現各種數據信息的輸入和輸 出，也可通過中央處理器內置的媒體加速器實現視頻的硬解碼，解碼后再通過LCD顯示器 電路送出符合ITU-656標準的逐行掃描視頻數據。 所述觸摸屏電路由觸摸屏控制器和觸摸屏等部分組成，操作人員可以利用該部分 輸入文字和控制指令。 所述音頻輸入輸出電路由內置揚聲器和麥克風、音頻編解碼等單元組成，利用中 央處理器內置的AC97控制器，通過通用串行控制器PSC來支持AC97協議，支持多達4個音 頻解碼器，并支持多種速率的音頻編解碼。 以上所述的外圍存儲系統可包括閃存Flash存儲器，SDRAM存儲器，USB接口電路 和SD卡接口電路。在具體實現過程中，該外圍存儲系統與中央處理器及總線控制模塊相 連，為支撐中央處理器中的各種系統軟件、應用軟件和數據提供了存儲空間。具體可采用 Flash存儲器NOR Flash和NAND Flash混合設計的大容量、低成本存儲系統的解決方案； 其中NOR Flash用來存放Bootloader、啟動參數以及操作系統內核，NAND Flash用來存放 嵌入式的Li皿x文件系統、嵌入式圖形用戶界面GUI、以及各種應用程序和數據等；而DDR SDRAM是隨機存儲器，可以用來存放各種程序數據。 另外，上述外圍存儲系統還可提供USB接口 ，通過設計一個主USB接口用于外接各 種USB設備， 一個設備USB接口用于與PC機等主機相連，如通過主機接口可實現向帶有USB 接口的下層設備下傳指令代碼等；此外，還可通過USB Hub擴展USB主接口，同時外接鍵盤、 鼠標和存儲設備等。上述外圍存儲系統還可提供其他的存儲擴展接口 ，與CPU相連，用于擴 展存儲設備，具體可以包括SD卡插槽等。 以上所述的以太網接口是用于提供連接到各種網絡和作為下行通道的以太網接 口。它可支持各種數據業務和通訊協議，雙端口 10/100Mbps以太網接口既用于連接底層提 供以太網接口的設備(如SMENS 840D型數控系統)，又可與制造企業局域網或廣域網相連 接。另外，還可包括RS232/RS485接口，產品生產線上的設備大都帶有RS232、RS422/RS485 等接口，通過該接口配以一定的通訊軟件，就可實現生產線上大量設備的聯網運行；此外， 具體還可以根據需求進一步擴展串口，最多可擴展至128 口。 另外，所述網絡化監控裝置還可包括數字模擬I/O接口 ，該數字模擬I/O接口主要
提供外部各種采樣信號的模數轉換和控制信號的數模轉換，實現對連接設備的數據采集和 遠程監控。在具體實現過程中，該數字模擬I/0接口可由6個帶光電隔離的數字輸入、4個 數字輸出，以及4個模擬輸入(O-IOVDC， 12位精度)組成。 在上述的網絡化監控裝置硬件的基礎上，還可通過嵌入式實時操作系統、嵌入式 圖形用戶界面、嵌入式瀏覽器和嵌入式應用軟件來實現生產線上各種信息數據的采集、監 控、故障診斷和通信管理。從而使本監控管理裝置與產品生產線中的基于網絡的企業內監 控管理平臺相結合，完成交互式文字信息顯示與輸入，交互式音視頻信息傳遞，以及遠程數 據采集與管理控制功能。其中，對遠程數據的采集與控制可以由與本監控管理裝置相連的 傳感器和各種輸入設備來進行，再根據預先設定的程序，在網上遠程控制生產線的一些設
5備自動完成某些操作；而文字信息的輸入可由文字輸入設備來完成，LCD顯示器可用來完 成文字和視頻信號的顯示，視頻信號的采集可由CCD視頻輸入設備來完成的，聲音信號的 采集與輸出可通過音頻輸入輸出設備來完成。 在產品具體生產過程中，企業內監控管理平臺數據庫中保存有每個監控管理裝置 某段時間內爐次、批次和生產指令等工作任務，當監控管理裝置聯網后，利用專有應用軟件 可通過局域網來實現工作任務或管理數據自動下發到指定的監控管理裝置，而某個監控管 理裝置也可以把自己的工作數據和監視數據通過以上途徑上傳到指定的企業監控管理平 臺數據庫中；再通過此專有應用軟件就可實現網絡化監控管理裝置之間進行音頻、視頻、文 字或者三者之間組合的信息交互和傳遞。上述的專有應用軟件可以是遠程視頻監控等軟 件，例如在鋼鐵企業自動化生產線的視頻監視和管理中，該遠程視頻監控軟件可以實現對 生產線各工位的集中監控管理功能，可按輪巡或是指定方式查看生產線工位的視頻畫面； 還可對車間生產線各工位的監視畫面進行錄像存儲，以供回放查看等。 另外，如圖3所示，本實用新型實施例還可以應用于通過各種方式聯網的企業內 互通，圖中監控管理裝置1、監控管理裝置2……監控管理裝置n之間通過生產線1局域 網LAN相連；監控管理裝置n+l、監控管理裝置n+2……監控管理裝置2n之間通過生產線n 局域網LAN相連。在圖3的產品生產線的內部網絡中，只要打開其中兩監控管理裝置的電 源，兩監控管理裝置之間就可以顯示對方上線的信息，監控人員就可以選擇利用視頻、音頻 和與通用輸入輸出接口相連的傳感器來對某一鋼鐵企業生產線內的各種設備狀態進行實 時監控。 另外，如圖4所示，上述生產線網絡化監控管理裝置從功能實現上來劃分，還可以 包括 中央控制部分，它包括硬件基本系統Boot模塊和Li皿x操作系統兩部分，其中硬 件基本系統Boot模塊主要完成硬件基本系統的Boot及引導操作系統；Li皿x操作系統完 成任務調度、存儲管理、文件系統、TCP/IP協議棧等功能，主要對用戶信息發送、接收幀、層 間原語、管理信息隊形進行查詢、并將控制信息傳送給進程。 用戶處理部分，它與中央控制部分相連，主要包括用戶狀態、顯示和鍵盤模塊，接 收來自用戶的控制信息，主要包括通訊的啟動和完成、撥號、用戶至用戶的控制信令，并完 成為用戶提供各種網絡連接的補充業務功能。 數據通訊部分，它與中央控制部分相連，為用戶提供在各信道上的數據通訊功能，
完成各種協議的處理。同時聯絡遠程的設備，通過賬號驗證對遠程設備進行配置管理。 通訊協議處理部分，它與中央控制部分相連，完成TCP/IP各層協議功能，接收從
廣域網或局域網上傳遞過來的數據，完成基本呼叫控制，各協議的解釋、處理，并將相應的
控制指令和數據送到設備驅動部分或中央控控制部分，實現對等網絡結構。 系統管理部分，它與中央控制部分相連，完成對整個系統資源的管理，包括系統初
始化管理、任務管理、用戶擴展管理、中斷管理、時鐘/定時器管理、任務間的同步與通信管
理、分區管理、堆管理、1/0管理。 設備驅動部分，它與中央控制部分相連，完成對硬件的驅動功能，實現軟件對硬件 的控制操作，傳遞中央控制部分與協議處理部分的控制信息和數據到網絡接口模塊。 信號采集與控制部分，它與中央控制部分相連，完成對開關量輸入、輸出信號的遠
6程采集與控制。 值得注意的是，上述裝置實施例中，所包括的各個部分只是按照功能邏輯進行劃 分的，但并不局限于上述的劃分，只要能夠實現相應的功能即可；另外，各功能單元的具體 名稱也只是為了便于相互區分，并不用于限制本實用新型的保護范圍 綜上所述，本申請具體實施例可以增強生產企業內部的信息交流與共享能力，并 提高產品生產線的監控管理功能，進而降低成本、提高產品質量。 以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到 的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該 以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求一種生產線的網絡化監控裝置，其特征在于，所述裝置包括用于進行生產線各種信息的處理和網絡通信的主控制板；用于用戶與所述網絡化監控裝置進行交互的輸入輸出系統；用于存儲各種監控數據和嵌入式專用軟件的外圍存儲系統；以及用于提供連接到各種網絡和作為下行通道的以太網接口；其中，所述輸入輸出系統、所述外圍存儲系統和所述以太網接口分別與所述主控制板電連接。
2. 根據權利要求l所述的裝置，其特征在于，所述主控制板包括中央處理器，所述中央處理器電連接有閃存Flash存儲器、SDRAM存儲器、復位電路、時鐘電路和電源電路；所述中央處理器與總線接口和以太網接口相連接，并與通用輸入輸出接口、LCD背光和逆變器相連接。
3. 根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述輸入輸出系統包括鍵盤電路、觸摸屏電路、LCD顯示器電路、音頻輸入輸出電路和視頻輸入電路；其中，所述LCD顯示器電路由所述主控制板來驅動顯示；所述視頻輸入電路安裝在所述網絡化監控裝置機殼的前面板上，通過雙排插座與所述主控制板相連接。
4. 根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的外圍存儲系統包括閃存Flash存儲器，SDRAM存儲器，USB接口電路和SD卡接口電路。
5. 根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述網絡化監控裝置通過嵌入式實時操作系統、嵌入式圖形用戶界面、嵌入式瀏覽器和嵌入式應用軟件來實現生產線上各種信息數據的采集、監控、故障診斷和通信管理。
6. 根據權利要求l-5其中之一所述的裝置，其特征在于，包括多個網絡化監控裝置，其中所述多個網絡化監控裝置通過生產線的局域網相連，且所述多個網絡化監控裝置之間可顯示對方上線的信息。
專利摘要本實用新型實施例提供了一種生產線的網絡化監控裝置。所述的裝置包括用于進行生產線各種信息的處理和網絡通信的主控制板；用于用戶與所述網絡化監控裝置進行交互的輸入輸出系統；用于存儲各種監控數據和嵌入式專用軟件的外圍存儲系統；以及用于提供連接到各種網絡和作為下行通道的以太網接口；其中，所述輸入輸出系統、所述外圍存儲系統和所述以太網接口分別與所述主控制板電連接。通過本申請所述裝置中的輸入輸出系統和以太網接口就可以增強生產企業內部的信息交流與共享能力，并提高產品生產線的監控管理功能，進而降低成本、提高產品質量。
文檔編號G05B19/418GK201508490SQ20092022293
公開日2010年6月16日 申請日期2009年9月22日 優先權日2009年9月22日
發明者夏緒輝, 賀德強 申請人:武漢科技大學;廣西大學