一種基于tcp/ip的嵌入式網絡環境要素控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種控制系統，尤其涉及一種基于TCP/IP的嵌入式網絡環境要素控制系統。
【背景技術】
[0002]目前，人們經常會使用環境參數測量設備采集所需的各種環境參數，比如人們在進行生物實驗時，通常需要記錄下各種環境參數，并填寫實驗報告，實驗報告需要長期保存下來，從而根據各種環境參數信息來判斷實驗室條件是否適合開展當前生物實驗；人們可以使用單獨的測量環境參數的設備測量出各種環境參數，并使用身份識別設備來記錄自己的身份，比如人們可以使用測量溫度的設備測量出實驗室的溫度，用測量濕度的設備測量出實驗室的濕度，用測量紫外光的設備測量出實驗室的紫外光強度；當長時間進行實驗，或實驗人員離開實驗室，涉及遠距離控制實驗環境，基于TCP/IP的嵌入式網絡環境要素控制系統可以實現這個要求；各種環境參數測量設備能夠為人們的各種活動，比如進行生物實驗、避免紫外光強度過大對人體造成傷害等，提供各種有價值的參考數據；但是，在目前，記錄下各種環境參數，并填寫實驗報告都是完全依賴工作人員的工作態度來實施，如果工作人員不細心，就會導致數據記錄不完整，或者因操作人員操作不當，致使數據記錄存在誤差，同時，各種測量過程，人員都需要進入該環境中，如果長時間、多次反復測量，或多多少會對人體產生一定的危害，甚至危及生命。
【發明內容】
[0003]本實用新型為了彌補現有技術的不足，提供一種基于CP/IP的嵌入式網絡環境要素控制系統，該系統結構簡單、操作方便，能夠實時測量多種類型的環境參數，并記錄操作人員的身份信息，規范操作人員操作步驟、減少人為工作失誤、保障工作人員生命安全。
[0004]為實現上述發明目的，本實用新型采用如下的技術方案:
[0005]一種基于TCP/IP的嵌入式網絡環境要素控制系統，其特征在于:包括MCU控制單元、身份識別單元、環境參數測量單元、電源輸出單元、信息提供單元、大容量數據存儲單元、網絡接口芯片、計算機及客戶端；所述MCU控制單元分別與身份識別單元、環境參數測量單元、電源輸出單元、信息提供單元、大容量數據存儲單元及網絡接口芯片連接；所述網絡接口芯片分別與計算機、客戶端連接；
[0006]所述身份識別單元，用于操作者身份，采集操作者的身份信息，并將該信息輸送至MCU控制單元；
[0007]所述環境參數測量單元，用于測量各種環境信息，對環境信息進行采集，同時將采集到的信息輸送至MCU控制單元；
[0008]所述控制MCU單元，接收身份識別單元輸出的身份信息、環境參數測量單元輸出的環境信息，將該信息分別傳送至信息提供單元、大容量數據存儲單元；
[0009]所述大容量數據存儲單元用于將接收到的身份信息、環境信息進行實時存儲，以便需要時進行數據讀取；
[0010]所述信息提供單元用于將接收到的身份信息、環境信息提供給用戶；
[0011]所述電源輸出單元用于控制MCU控制單元的電源輸出，提供MCU控制單元的電源管理控制；
[0012]進一步改進，所述MCU控制單元包括ARM內核處理器，所述ARM內核處理器上設有四個I/o接口、兩個SPI接口、一個IIC接口；一個A/D轉換器；所述四個I/O接口分別與信息提供單元、電源輸出單元、大容量數據存儲單元、網絡接口芯片相連接；所述兩個SPI接口與身份識別單元、環境參數測量單元連接；所述環境參數測量單元還分別與IIC接口、A/D轉換器連接；
[0013]進一步改進，所述ARM內核處理器為32位嵌入式內核處理器；
[0014]進一步改進，所述ARM內核處理器內設有一個TCP/IP網絡協議；
[0015]進一步改進，所述網絡接口芯片為帶有TCP/IP網絡協議的接口 ；所述MCU控制單元通過該TCP/IP網絡協議與計算機進行數據傳輸；
[0016]進一步改進，所述環境參數測量單元包括大氣壓強傳感器、溫度及濕度傳感器、紫外光強度傳感器；所述大氣壓強傳感器通過一個SPI接口與MCU控制單元連接，將采集的大氣壓強信息輸送至MCU控制單元；所述溫度及濕度傳感器通過IIC接口與MCU控制單元連接，將采集到的溫度、濕度信息輸送至MCU控制單元；所述紫外光強度傳感器通過A/D轉換器與MCU控制單元連接，將采集到紫外光強度信號輸送至MCU控制單元，并通過A/D轉換器將光信號轉換成MCU控制單元所需的數字信號；
[0017]進一步改進，所述身份識別單元內設有射頻卡讀寫卡片，用于身份區別，區分不同的操作者；
[0018]進一步改進，所述信息提供單元為液晶顯示屏、LED指示燈或蜂鳴器；
[0019]進一步改進，所述大容量數據存儲單元包括RAM存儲單元及ROM存儲單元；
[0020]進一步改進，所述客戶端為手持式設備；
[0021]與現有技術相比，采用上述方案，本實用新型的有益效果是:本實用新型采用以MCU為核心，控制傳感器采集外部信號及接收遠程PC機的控制命令和數據并根據接收的命令進行相應操作，同時控制芯片的運作以及對各種協議的選取和處理，將數據變換成可以在Internet傳輸的TCP/IP的協議格式，通過網絡接口芯片與Internet進行連接，從而實現與遠程計算機的雙向通信；控制方基于PC平臺或手持設備，主要負責對接收到的數據進行分析和處理，同時負責發送控制命令、傳輸數據和顯示功能等；控制方也可以基于手持設備，通過無線網絡負責對接收到的數據進行分析和處理、發送控制命令和顯示功能等；
[0022]本實用新型的環境參數測量單元能夠同時測量出多種類型的環境參數，如溫度、濕度、大氣壓強、紫外光強度，在進行試驗時，無需采用現有技術中的多個參數采集設備，只要采用本實用新型的系統即可完成多項檢測，從而更快捷、方便的完成試驗，給實驗帶來極大的方便；
[0023]另外，由于本實用新型的基于TCP/IP的嵌入式網絡環境要素控制系統能夠同時記錄操作者的身份識別信息，那么，對工作責任的追宄提供了可靠的數據，而且還可減少人為工作失誤、保障工作人員生命安全；同時本實用新型還可以應用于各種類似的較危險的場合，如生產車間和高檔實驗儀器的管理，大大增加了本實用新型的可靠性。
【附圖說明】
[0024]圖1是本實用新型結構示意圖；
[0025]其中，1、身份識別單元；2、環境參數測量單元；3、MCU控制單元；4、信息提供單元；5、電源輸出單元；6、大容量數據存儲單元6 ;7、網絡接口芯片；8、RJ45總線；9、無線網絡；10、計算機；11、客戶端
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0027]如圖1所示，一種基于TCP/IP的嵌入式網絡環境要素控制系統，包括MCU控制單元3、身份識別單元1、環境參數測量單元2、電源輸出單元5、信息提供單元4、大容量數據存儲單元6、網絡接口芯片7、計算機10及客戶端11 ;所述MCU控制單元3分別與身份識別單元1、環境參數測量單元2、電源輸出單元5、信息提供單元4、大容量數據存儲單元6及網絡接口芯片7連接；所述網絡接口芯片7分別與計算機10、客戶端11連接；其中，所述身份識別單元1，用于操作者身份，采集操作者的身份信息，并將該信息輸送至MCU控制單元3 ;所述環境參數測量單元2，用于測量各種環境信息，對環境信息進行采集，同時將采集到的信息輸送至MCU控制單元3 ;所述控制MCU單元3，接收身份識別單元I輸出的身份信息、環境參數測量單元2輸出的環境信息，將該信息分別傳送至信息提供單元4、大容量數據存儲單元6 ;所述大容量數據存儲單元6用于將接收到的身份信息、環境信息進行實時存儲，以便需要時進行數據讀取；所述信息提供單元4用于將接收到的身份信息、環境信息提供給用戶；所述電源輸出單元5用于控制MCU控制單元3的電源輸出，提供MCU控制單元3的電源管理控制；
[0028]進一步的，所述MCU控制單元3包括ARM內核處理器，所述ARM內核處理器上設有四個I/o接口、兩個SPI接口、一個IIC接口 307 ;—個A/D轉換器308 ；
[0029]優選地，本實施例中，所述ARM內核處理器為32位嵌入式內核處理器；之所以選擇32位的嵌入式內核處理系統，主要考慮到系統資源的擴展；32位系統具有足夠的資源，便于擴充利用，32位系統內本身具有RAM和ROM存儲能力，使整個系統的存儲能力增大，可以將整個TCP/IP協議族設置在ARM內核處理器中，或者內部嵌入一個TCP/IP網絡協議族的操作系統，直接實現Internet的網絡連接；
[0030]優選地，本實施例中，所述MCU控制單元3不間斷地采集環境參數和當前操作者的用戶信息，并將數據輸出至信息提供單元4，同時將數據保存在大容量數據存儲單元6 ;
[0031]所述四個I/O接口，即第一 I/O接口 302、第二 I/O接口 303、第三I/O接口 304、第四I/O接口 305，所述第一 I/O接口 301與大容量數據存儲單元6連接，從而將大容量數據存儲單元6與MCU控制單元3連接在一起；所述第二 /0接口 303與信息提供單元4連接，從而將信息提供單元4與MCU控制單元3連接在一起；所述第三I/O接口 304與網絡接口芯片7連接，從而將網絡芯片7與MCU控制單元3連接在一起；所述第四I/O接口 305與電源輸出單元5連接，從而將電源輸出單元5與MCU控制單元3連接在一起；
[0032]所述第三I/O接口 304為USB接口，ARM內核微處理器通過USB接口與外部計算機進行數據傳遞；
[0033]所述兩個SPI接口，即第一 SPI接口 301、第二 SPI接口 306 ;所述第一 SPI接口301與身份識別單元I連接，從而將身份識別單元I與MCU控制單元3連接在一起；所述第二 SPI接口 306與環境參數測量單元2連接，從而將環境參數測量單元2與MCU控制單元3連接在一起；
[0034]進一步的，所述網絡接口芯片7為帶有TCP/IP網絡協議的接口 ；所述MCU控制單元3通過該TCP/IP網絡協議與計算機進行數據傳輸；
[0035]進一步的，所述環境