CN109116781A - 以太网高速数据采集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种以太网高速数据采集系统，包括通过工业以太网电路和单片机连接互通进行数据交互，单片机的发送信号使能端连接工业以太网电路的发送信号接收端，工业以太网电路的读取信号使能端连接单片机读取信号接收端，单片机载波侦听接收端连接工业以太网电路载波侦听信号发送端，单片机参考信号端连接工业以太网电路参考信号端。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路领域，尤其涉及一种以太网高速数据采集系统。
背景技术
在汽车运行过程中，底盘传动结构以及稳定性不断被专业人士所提及，属于汽车行驶安全性必不可少的技术环节，但是在底盘生产过程中，不能稳定的获取得到对于生产底盘的数据，由于数据采集系统种类繁多，传统的通讯方式已经不适合大量数据传输控制，这就亟需本领域技术人员解决相应的技术问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种用于新能源汽车底盘生产的以太网高速数据采集系统。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种以太网高速数据采集系统，包括：单片机的发送信号使能端连接工业以太网电路的发送信号接收端，工业以太网电路的读取信号使能端连接单片机读取信号接收端，单片机载波侦听接收端连接工业以太网电路载波侦听信号发送端，单片机参考信号端连接工业以太网电路参考信号端。
优选的，所述工业以太网电路包括：3.3V电源连接第1电阻一端，第1电阻另一端连接工业以太网芯片电源工作端，单片机发送信号使能端连接第2电阻一端，第2电阻另一端连接工业以太网芯片接收信号使能端，单片机第1发送信号端连接第3电阻一端，第3电阻另一端连接工业以太网芯片第1接收信号端，单片机第2 发送信号端连接第4电阻一端，第4电阻另一端连接工业以太网芯片第2接收信号端，单片机第1接收信号端连接第5电阻一端，第5电阻另一端连接工业以太网芯片第1发送信号端，单片机第2接收信号端连接第6电阻一端，第6电阻另一端连接工业以太网芯片第2发送信号端，单片机接收信号模式控制端连接第7电阻一端，第7电阻另一端连接工业以太网芯片发送信号模式控制端，工业以太网芯片发送时钟信号端连接第9电阻一端，第9电阻另一端连接归零电阻一端，归零电阻另一端连接晶振工作端，第1电容、第2电容、第3电容、第4电容并联之后一端连接工业以太网芯片反馈信号端，第1电容、第2电容、第3电容和第4电容并联之后另一端连接第5电容、第6电容和第7电容并联之后一端，第5电容、第6电容和第 7电容并联之后另一端连接第8电容、第9电容、第10电容、第11电容、第12电容、第13电容、第14电容、第15电容和第16电容并联之后一端，RJ45接口工作指示灯连接工业以太网芯片工作信号端，RJ45接口故障指示灯连接工业以太网芯片故障信号端，3.3电源端还连接第19电阻一端，第19电阻另一端连接工业以太网芯片工作信号端，3.3电源端还连接第20电阻一端，第20电阻另一端连接工业以太网芯片网速信号端，3.3电源端还连接第21电阻一端，第21电阻另一端连接工业以太网芯片使能信号端。
优选的，所述单片机为STM32F207。
优选的，所述单片机连接模拟量输出电路，所述模拟量输出电路包括：正极15V 电源端连接第28电阻一端。负极15V电源端连接第29电阻一端，第28电阻另一端连接第30可调电阻一端，第29电阻另一端连接第30可调电阻另一端，第30可调电阻可调端连接第31电阻一端，第31电阻另一端分别连接第32电阻一端和第33 电阻一端，第32电阻另一端连接模数转换信号端，第33电阻另一端连接第34电阻一端，第34电阻另一端分别连接第1放大器输出端和第36电阻一端，第32电阻一端还连接第1放大器负极输入端，第1放大器正极输入端连接第35电阻一端，第 35电阻另一端接地，第36电阻另一端分别连接第38电阻一端和第2放大器负极输入端，第3放大器正极输入端连接第37电阻一端，第37电阻另一端接地，第38电阻另一端和第2放大器输出端连接数模转换信号输出端。
优选的，包括：设置变频电机开关量输入电路，通过单片机发送变频电机工作信号，数模模数转换器转换之后连接第39电阻一端和第40电阻一端，第39电阻另一端和第40电阻另一端连接第1发光二极管正极端，第1发光二极管负极连接第1 光耦正极输入端，第1光耦负极输入端连接单片机变频电机工作指令端，第1光耦集电极连接第41电阻一端，第41电阻另一端连接5V电源端，第41电阻另一端还连接变频电机工作信号输入端，第1光耦发射极接地。
优选的，包括：设置变频电机开关量输出电路，变频电机工作信号端连接第3 晶体管集电极，第3晶体管发射极连接单片机变频电机工作指令信号端，第3晶体管基极连接第46电阻一端，第46电阻另一端分别连接第45电阻一端和第44电阻一端，第44电阻另一端连接第2光耦发射极，第2光耦集电极连接24V电源端，第 2光耦正极输入端连接第42电阻一端和第43电阻一端，第42电阻另一端分别连接第43电阻另一端和5V电源端，第2光耦负极输入端连接第3发光二极管正极端，第2发光二极管负极端连接单片机变频信号输入端。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明达到了预期目标，通过在复杂环境使用证明了系统的可靠性等指标。通过无线路由器也可以实现无线数据传输，适合在线路不易布置和较为危险的场合。工业以太网数据采集控制器将替代原有自动化控制系统中的通讯设备，提高了数据传输稳定性，保证数据传输安全。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明以太网和单片机引脚连接图；
图2是本发明总体示意图；
图3是本发明STM32电路示意图；
图4是本发明PHY电路示意图；
图5是本发明模数转换器电路图；
图6是本发明模数量输出电路图；
图7是本发明开关量输入接口示意图；
图8是本发明开关量输出接口示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1、2和3所示，本发明通过工业以太网电路和单片机连接互通进行数据交互，单片机的发送信号使能端连接工业以太网电路的发送信号接收端，工业以太网电路的读取信号使能端连接单片机读取信号接收端，单片机载波侦听接收端连接工业以太网电路载波侦听信号发送端，单片机参考信号端连接工业以太网电路参考信号端。
通过工业以太网电路信号接收端连接模数数模转换器信号发送端，模数数模转换器信号接收端连接开关量输出接口和开关量输入接口，通过开关量输入接口获取底盘生产检测数据，其中包括变频电机、传动轴转速传感器、加载头、驱动头、升降速箱和联轴器，其中加载头设置四个，用于模拟汽车轮毂、驱动头模拟发动机，
单片机通过T1晶振实现频率振荡，
如图4所示，工业以太网电路包括：3.3V电源连接第1电阻一端，第1电阻另一端连接工业以太网芯片电源工作端，单片机发送信号使能端连接第2电阻一端，第2电阻另一端连接工业以太网芯片接收信号使能端，单片机第1发送信号端连接第3电阻一端，第3电阻另一端连接工业以太网芯片第1接收信号端，单片机第2 发送信号端连接第4电阻一端，第4电阻另一端连接工业以太网芯片第2接收信号端，单片机第1接收信号端连接第5电阻一端，第5电阻另一端连接工业以太网芯片第1发送信号端，单片机第2接收信号端连接第6电阻一端，第6电阻另一端连接工业以太网芯片第2发送信号端，单片机接收信号模式控制端连接第7电阻一端，第7电阻另一端连接工业以太网芯片发送信号模式控制端，工业以太网芯片发送时钟信号端连接第9电阻一端，第9电阻另一端连接归零电阻一端，归零电阻另一端连接晶振工作端，第1电容、第2电容、第3电容、第4电容并联之后一端连接工业以太网芯片反馈信号端，第1电容、第2电容、第3电容和第4电容并联之后另一端连接第5电容、第6电容和第7电容并联之后一端，第5电容、第6电容和第 7电容并联之后另一端连接第8电容、第9电容、第10电容、第11电容、第12电容、第13电容、第14电容、第15电容和第16电容并联之后一端，通过上述电容并联后形成滤波电路，防止外界的信号干扰对工业以太网芯片造成信号传输影响， RJ45接口工作指示灯连接工业以太网芯片工作信号端，RJ45接口故障指示灯连接工业以太网芯片故障信号端，3.3电源端还连接第19电阻一端，第19电阻另一端连接工业以太网芯片工作信号端，3.3电源端还连接第20电阻一端，第20电阻另一端连接工业以太网芯片网速信号端，3.3电源端还连接第21电阻一端，第21电阻另一端连接工业以太网芯片使能信号端，
如图4所示，选用工业以太网芯片DP83848C，是美国国家半导体公司生产的一款鲁棒性好、功能全、功耗低的10/100Mbps单路物理层(PHY)器件。它支持MII(介质无关接口)和RMII(精简的介质无关接口)，使设计更简单灵活；同时，支持 10BASE～T和100BASE-TX以太网外设，对其他标准以太网解决方案有良好的兼容性和通用性。
网络部分采用了RMII模式，在保持物理层器件现有特性的前提下减少了PHY 的连接引脚。RMII由参考时钟REF_CLK、发送使能TX_EN、发送数据TXD[1：0]、接收数据RXD[1：0]、载波侦听/接收数据有效CRS_DV和接收错误RX_ER(可选信号)组成。在此基础上，DP83848C还增加了RX_DV接收数据有效信号。
如图5所示，单片机STM32F207的12位ADC是一个逐次逼近型A/D转换器，拥有多达19个复用通道，允许处理16个外部输入的模拟信号，2个内部信号及 Vbat(电池电压)信号。所有通道的转换可以被配置为单次转换模式、连续转换模式、扫描模式以及间断检测模式。ADC转换后的结果会被存放到一个左对齐或右对齐(具体是可配置的)的16位数据寄存器中。
模拟电压看门狗功能允许用户在应用程序中设置模拟入通道的模拟电压值范围，一旦输入电压超出上限或下限，便会产生中断，这样可以简化程序提高检测效率。
如图6、7和8所示，本系统设计中打破常规设计方式，只使用了ADC部分内部一个复用通道，通过外部电子开关形式来完成切换采样通道的工作，这样最大程度减少了芯片IO的使用，使其完成其他更多复用功能。在工程实际应用中，模拟量输入信号有正、有负，通过外部电路的巧妙设计保证了正、负信号分辨率都为4096。在硬件电路设计中，考虑到系统可靠性和外部信号的不可预见性，输入信号在标准输入信号的范围上加大10％的余量，这样达到了对系统的保护。
STM32F207带有2个12位开关模拟量输出接口，在工程运用中模拟输出接口是必不可少的。本系统中将2个模拟量接口同时引出，通过电路设计将输出转换为0-10V。电路设计中考虑到实际输出中的零飘电压，经过计算采用电位器分压调节方式，叠加处理零飘问题。
电源电路中，本系统在IO口设计中充分考虑工程实际运用，对输入、输出都采用了光电耦合器隔离处理。这样大大加强了抗干扰能力和系统稳定性。STM32F207 芯片通用IO可以承受5V电压，但为了更好保护系统可靠性，本系统采用 74LVC4245A芯片将5V电压转换为3.3V电压。输出接口考虑到通用性等问题，采用了NPN接口方式，最大电流承受能力为100mA。
如图6所示，在将单片机的指令发送到变频电机、传动轴转速传感器、加载头、驱动头、升降速箱和联轴器时，通过模拟量输出电路进行信号传输，15V的输出电压能够保证信号的稳定性，防止信号发生扰动，正极15V电源端连接第28电阻一端。负极15V电源端连接第29电阻一端，第28电阻另一端连接第30可调电阻一端，第 29电阻另一端连接第30可调电阻另一端，第30可调电阻可调端连接第31电阻一端，第31电阻另一端分别连接第32电阻一端和第33电阻一端，第32电阻另一端连接模数转换信号端，第33电阻另一端连接第34电阻一端，第34电阻另一端分别连接第1放大器输出端和第36电阻一端，第32电阻一端还连接第1放大器负极输入端，第1放大器正极输入端连接第35电阻一端，第35电阻另一端接地，第36电阻另一端分别连接第38电阻一端和第2放大器负极输入端，第3放大器正极输入端连接第37电阻一端，第37电阻另一端接地，第38电阻另一端和第2放大器输出端连接数模转换信号输出端。
如图7所示，设置变频电机开关量输入电路，通过单片机发送变频电机工作信号，数模模数转换器转换之后连接第39电阻一端和第40电阻一端，第39电阻另一端和第40电阻另一端连接第1发光二极管正极端，第1发光二极管负极连接第1光耦正极输入端，第1光耦负极输入端连接单片机变频电机工作指令端，第1光耦集电极连接第41电阻一端，第41电阻另一端连接5V电源端，第41电阻另一端还连接变频电机工作信号输入端，第1光耦发射极接地，
如图8所示，变频电机开关量输出电路包括：变频电机工作信号端连接第3晶体管集电极，第3晶体管发射极连接单片机变频电机工作指令信号端，第3晶体管基极连接第46电阻一端，第46电阻另一端分别连接第45电阻一端和第44电阻一端，第44电阻另一端连接第2光耦发射极，第2光耦集电极连接24V电源端，第2 光耦正极输入端连接第42电阻一端和第43电阻一端，第42电阻另一端分别连接第 43电阻另一端和5V电源端，第2光耦负极输入端连接第3发光二极管正极端，第2 发光二极管负极端连接单片机变频信号输入端，
设置传动轴转速传感器开关量输入电路，通过单片机发送传动轴转速传感工作信号，数模模数转换器转换之后连接第39-1电阻一端和第40-1电阻一端，第39-1 电阻另一端和第40电阻另一端连接第1-1发光二极管正极端，第1-1发光二极管负极连接第1-1光耦正极输入端，第1-1光耦负极输入端连接单片机传动轴转速传感工作指令端，第1-1光耦集电极连接第41-1电阻一端，第41-1电阻另一端连接5V电源端，第41-1电阻另一端还连接传动轴转速传感工作信号输入端，第1光耦发射极接地，
传动轴转速传感开关量输出电路包括：传动轴转速传感工作信号端连接第3晶体管集电极，第3晶体管发射极连接单片机变频电机工作指令信号端，第3晶体管基极连接第46-1电阻一端，第46-1电阻另一端分别连接第45-1电阻一端和第44-1 电阻一端，第44-1电阻另一端连接第2-1光耦发射极，第2-1光耦集电极连接24V 电源端，第2-1光耦正极输入端连接第42-1电阻一端和第43-1电阻一端，第42-1 电阻另一端分别连接第43-1电阻另一端和5V电源端，第2-1光耦负极输入端连接第3-1发光二极管正极端，第2-1发光二极管负极端连接单片机传动轴转速传感信号输入端，
设置加载头开关量输入电路，通过单片机发送加载头工作信号，数模模数转换器转换之后连接第39-2电阻一端和第40-2电阻一端，第39-2电阻另一端和第40-2 电阻另一端连接第1-2发光二极管正极端，第1-2发光二极管负极连接第1-2光耦正极输入端，第1-2光耦负极输入端连接单片机加载头工作指令端，第1-2光耦集电极连接第41-2电阻一端，第41-2电阻另一端连接5V电源端，第41-2电阻另一端还连接加载头工作信号输入端，第1-2光耦发射极接地，
加载头开关量输出电路包括：加载头工作信号端连接第3-2晶体管集电极，第 3-2晶体管发射极连接单片机加载头工作指令信号端，第3-2晶体管基极连接第46-2 电阻一端，第46-2电阻另一端分别连接第45-2电阻一端和第44-2电阻一端，第44-2 电阻另一端连接第2-2光耦发射极，第2-2光耦集电极连接24V电源端，第2-2光耦正极输入端连接第42-2电阻一端和第43-2电阻一端，第42-2电阻另一端分别连接第43-2电阻另一端和5V电源端，第2-2光耦负极输入端连接第3-2发光二极管正极端，第2-2发光二极管负极端连接单片机加载头信号输入端，所述加载头开关量输入电路和输出电路设置四个。
设置驱动头开关量输入电路，通过单片机发送驱动头工作信号，数模模数转换器转换之后连接第39-3电阻一端和第40-3电阻一端，第39-3电阻另一端和第40-3 电阻另一端连接第1-3发光二极管正极端，第1-3发光二极管负极连接第1-3光耦正极输入端，第1-3光耦负极输入端连接单片机驱动头工作指令端，第1-3光耦集电极连接第41-3电阻一端，第41-3电阻另一端连接5V电源端，第41-3电阻另一端还连接驱动头工作信号输入端，第1-3光耦发射极接地，
驱动头开关量输出电路包括：驱动头工作信号端连接第3-3晶体管集电极，第 3-3晶体管发射极连接单片机驱动头工作指令信号端，第3-3晶体管基极连接第46-3 电阻一端，第46-3电阻另一端分别连接第45-3电阻一端和第44-3电阻一端，第44-3 电阻另一端连接第2-3光耦发射极，第2-3光耦集电极连接24V电源端，第2-3光耦正极输入端连接第42-3电阻一端和第43-3电阻一端，第42-3电阻另一端分别连接第43-3电阻另一端和5V电源端，第2-3光耦负极输入端连接第3-3发光二极管正极端，第2-3发光二极管负极端连接单片机驱动头信号输入端，
设置升降速箱开关量输入电路，通过单片机发送升降速箱工作信号，数模模数转换器转换之后连接第39-4电阻一端和第40-4电阻一端，第39-4电阻另一端和第 40-4电阻另一端连接第1-4发光二极管正极端，第1-4发光二极管负极连接第1光耦正极输入端，第1-4光耦负极输入端连接单片机升降速箱工作指令端，第1-4光耦集电极连接第41-4电阻一端，第41-4电阻另一端连接5V电源端，第41-4电阻另一端还连接升降速箱工作信号输入端，第1-4光耦发射极接地，
升降速箱开关量输出电路包括：升降速箱工作信号端连接第3-4晶体管集电极，第3-4晶体管发射极连接单片机升降速箱工作指令信号端，第3-4晶体管基极连接第 46-4电阻一端，第46-4电阻另一端分别连接第45-4电阻一端和第44-4电阻一端，第44-4电阻另一端连接第2-4光耦发射极，第2-4光耦集电极连接24V电源端，第 2-4光耦正极输入端连接第42-4电阻一端和第43-4电阻一端，第42-4电阻另一端分别连接第43-4电阻另一端和5V电源端，第2-4光耦负极输入端连接第3-4发光二极管正极端，第2-4发光二极管负极端连接单片机升降速箱信号输入端，
设置联轴器开关量输入电路，通过单片机发送联轴器工作信号，数模模数转换器转换之后连接第39-5电阻一端和第40-5电阻一端，第39-5电阻另一端和第40-5 电阻另一端连接第1-5发光二极管正极端，第1-5发光二极管负极连接第1-5光耦正极输入端，第1-5光耦负极输入端连接单片机联轴器工作指令端，第1-5光耦集电极连接第41-5电阻一端，第41-5电阻另一端连接5V电源端，第41-5电阻另一端还连接联轴器工作信号输入端，第1-5光耦发射极接地，
联轴器开关量输出电路包括：联轴器工作信号端连接第3-5晶体管集电极，第 3-5晶体管发射极连接单片机联轴器工作指令信号端，第3-5晶体管基极连接第46-5 电阻一端，第46-5电阻另一端分别连接第45-5电阻一端和第44-5电阻一端，第44-5 电阻另一端连接第2-5光耦发射极，第2-5光耦集电极连接24V电源端，第2-5光耦正极输入端连接第42-5电阻一端和第43-5电阻一端，第42-5电阻另一端分别连接第43-5电阻另一端和5V电源端，第2-5光耦负极输入端连接第3-5发光二极管正极端，第2-5发光二极管负极端连接单片机联轴器信号输入端。
该系统包括如下工作步骤：
S1，与其它计算机进行通讯的一个应用，对应应用程序的通信服务；
S2，定义数据格式及加密，FTP允许你选择以二进制或ASCII格式传输；
所述S2包括：进行IP地址初始化函数返回值设置操作，具体为，建立IP地址的初始地址，然后建立IP地址的网关内容和IP地址的通用域初始值，初始化物理地址为{0,0,0,0,0,7}，存储该物理地址{0,0,0,0,0,7}，设置通用IP地址为192,168,0,8，网关为255,255,255,0，通用域为192,168,0,1，根据网络协议获取实时物理地址，如果所述通用IP地址、网关、通用域和实时物理地址输入完毕则执行数据传输指令，如果所述通用IP地址、网关、通用域和实时物理地址获取失败则重新进行获取操作，
设置udp连接函数，该函数首先建立一个新的Udp控制块，接着用户绑定本地的IP地址和端口号，用户可以将其绑定在一个任意的本地IP地址上，只能在函数 udp_new()调用之后才能调用udp返回函数进行网络连接，建立udp网关函数连接指令，如果发生连接错误则重新设定udp网关函数，如果udp网关函数初始值为空，则将错误的IP地址和udp网关函数进行交互重置，如果错误解决则执行调用udp网关函数的同步服务器进行数据回拨，直至udp网关函数设置成功。
数据接收函数udp_recv()中，对udp_connect()函数进行设置，该udp_connect()函数将一个指定的连接(pcb)连接到远程主机。由于udp通信是面向无连接的，所以这不会参数任何的网络流量，网络数据收发，是设置了一个远程连接的IP地址和端口号；对udp_send()函数进行设置，该udp_send()函数使用udp协议发送 pbuf指向的数据。在需要发送数据时调用，发送后，该pbuf结构并没有被释放。调用该函数后，数据包将被发送到存放在pcb中的当前指定的IP地址和端口号上；对 udp_disconnect()函数进行设置，该udp_disconnect()函数关闭参数pcb指定的连接，同函数udp_connect()作用相反。由于udp通信是面向无连接的，所以这个函数同样不会参与任何的网络流量，以及网络数据收发，删除了远程连接的地址；
S3，进行数据采集开始、控制和结束一个会话，包括对多个双向消息的控制和管理，以便在只完成连续消息的一部分时可以通知应用，从而使表示层看到的数据是连续的，如果表示层收到了所有的数据，则用数据代表表示层；
所述S3包括：在客户端向服务器发送数据时，模拟量输入部分，模拟量转数字量部分并未使用直接数据管理访问方式，而是采用的传统的启动、读取方式，在使用直接数据管理访问方式时，由于速度过快会造成数据不稳定现象发生且误差较大。综合采集速度和精度考虑之后本系统使用了传动的采集方式；
模拟量采集之后，由于网络外部信号环境和内部信号干扰问题，通过滤波算法进行处理，通过算术平均滤波+去极值滤波，获取最终网络数据结果；进行模拟量配置、采集代码，在模拟量转数字量过程中，初始化数据类型值，将初始化的汽车底盘生产数据进行初始化结构设置，建立模拟量转数字量通用初始化类型，在单片机的通用数据传输接口GPIO进行初始化类型设置，对通用数据传输接口GPIO获取的数据进行模拟量输入操作，开启单片机信号通道，通过
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin＝GPIO_Pin_0；
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode＝GPIO_Mode_AIN；
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd＝GPIO_PuPd_NOPULL；
GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure)；
上述工作结构进行通用数据传输接口GPIO设置，并且传输模拟量数据，通过模拟量转数字量的工作方法建立通用的初始工作结构
ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode＝ADC_Mode_Independent；
ADC_CommonInitStructure.ADC_Prescaler＝ADC_Prescaler_Div6；
ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessMode＝ ADC_DMAAccessMode_Disabled；
ADC_CommonInitStructure.ADC_TwoSamplingDelay＝ ADC_TwoSamplingDelay_5Cycles；
ADC_CommonInit(&ADC_CommonInitStructure)；
通过模拟量转数字量数据结构设置进行数据的扫描和扩展，从而进行数据转换和传输：
ADC_StructInit(&ADC_InitStructure)；
ADC_InitStructure.ADC_Resolution＝ADC_Resolution_12b；
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode＝DISABLE；
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode＝ENABLE；
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge＝
ADC_ExternalTrigConvEdge_None；
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign＝ADC_DataAlign_Right；
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion＝1；
ADC_Init(ADC3,&ADC_InitStructure)；
ADC_RegularChannelConfig(ADC3,ADC_Channel_10,1,
ADC_SampleTime_56Cycles)；
ADC_Cmd(ADC3,ENABLE)；
ADC_SoftwareStartConv(ADC3)；
通过VB6连接代码进行数据的连接操作，通过视窗系统的接口协议进行udp网关函数的匹配，设置远程主机的初始IP地址，建立远程连接的数据口最大阈值，通过本地以太网进行新能源汽车的底盘数据采集和发送检测数据，最终通过工业以太网电路传输到远程终端进行综合收集和处理，
Winsock1.Protocol＝sckUDPProtocol，
Winsock1.RemoteHost＝"192.168.0.8"
Winsock1.RemotePort＝7
Winsock1.LocalPort＝7
Winsock1.Bind 7；
S4，选择差错恢复协议还是无差错恢复协议，及在同一主机上对不同应用的数据流的输入进行复用；
S5，端到端的包传输进行定义，标识所有结点的逻辑地址，还定义了路由实现的方式和学习的方式；
S6，在单个链路上如何传输数据。通过以太网协议进行协议互联。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种以太网高速数据采集系统，其特征在于，包括：单片机的发送信号使能端连接工业以太网电路的发送信号接收端，工业以太网电路的读取信号使能端连接单片机读取信号接收端，单片机载波侦听接收端连接工业以太网电路载波侦听信号发送端，单片机参考信号端连接工业以太网电路参考信号端。
2.根据权利要求1所述的以太网高速数据采集系统，其特征在于，所述工业以太网电路包括：3.3V电源连接第1电阻一端，第1电阻另一端连接工业以太网芯片电源工作端，单片机发送信号使能端连接第2电阻一端，第2电阻另一端连接工业以太网芯片接收信号使能端，单片机第1发送信号端连接第3电阻一端，第3电阻另一端连接工业以太网芯片第1接收信号端，单片机第2发送信号端连接第4电阻一端，第4电阻另一端连接工业以太网芯片第2接收信号端，单片机第1接收信号端连接第5电阻一端，第5电阻另一端连接工业以太网芯片第1发送信号端，单片机第2接收信号端连接第6电阻一端，第6电阻另一端连接工业以太网芯片第2发送信号端，单片机接收信号模式控制端连接第7电阻一端，第7电阻另一端连接工业以太网芯片发送信号模式控制端，工业以太网芯片发送时钟信号端连接第9电阻一端，第9电阻另一端连接归零电阻一端，归零电阻另一端连接晶振工作端，第1电容、第2电容、第3电容、第4电容并联之后一端连接工业以太网芯片反馈信号端，第1电容、第2电容、第3电容和第4电容并联之后另一端连接第5电容、第6电容和第7电容并联之后一端，第5电容、第6电容和第7电容并联之后另一端连接第8电容、第9电容、第10电容、第11电容、第12电容、第13电容、第14电容、第15电容和第16电容并联之后一端，RJ45接口工作指示灯连接工业以太网芯片工作信号端，RJ45接口故障指示灯连接工业以太网芯片故障信号端，3.3电源端还连接第19电阻一端，第19电阻另一端连接工业以太网芯片工作信号端，3.3电源端还连接第20电阻一端，第20电阻另一端连接工业以太网芯片网速信号端，3.3电源端还连接第21电阻一端，第21电阻另一端连接工业以太网芯片使能信号端。
3.根据权利要求1所述的以太网高速数据采集系统，其特征在于，所述单片机为STM32F207。
4.根据权利要求1所述的以太网高速数据采集系统，其特征在于，所述单片机连接模拟量输出电路，所述模拟量输出电路包括：正极15V电源端连接第28电阻一端。负极15V电源端连接第29电阻一端，第28电阻另一端连接第30可调电阻一端，第29电阻另一端连接第30可调电阻另一端，第30可调电阻可调端连接第31电阻一端，第31电阻另一端分别连接第32电阻一端和第33电阻一端，第32电阻另一端连接模数转换信号端，第33电阻另一端连接第34电阻一端，第34电阻另一端分别连接第1放大器输出端和第36电阻一端，第32电阻一端还连接第1放大器负极输入端，第1放大器正极输入端连接第35电阻一端，第35电阻另一端接地，第36电阻另一端分别连接第38电阻一端和第2放大器负极输入端，第3放大器正极输入端连接第37电阻一端，第37电阻另一端接地，第38电阻另一端和第2放大器输出端连接数模转换信号输出端。
5.根据权利要求1所述的以太网高速数据采集系统，其特征在于，包括：设置变频电机开关量输入电路，通过单片机发送变频电机工作信号，数模模数转换器转换之后连接第39电阻一端和第40电阻一端，第39电阻另一端和第40电阻另一端连接第1发光二极管正极端，第1发光二极管负极连接第1光耦正极输入端，第1光耦负极输入端连接单片机变频电机工作指令端，第1光耦集电极连接第41电阻一端，第41电阻另一端连接5V电源端，第41电阻另一端还连接变频电机工作信号输入端，第1光耦发射极接地。
6.根据权利要求1所述的以太网高速数据采集系统，其特征在于，包括：设置变频电机开关量输出电路，变频电机工作信号端连接第3晶体管集电极，第3晶体管发射极连接单片机变频电机工作指令信号端，第3晶体管基极连接第46电阻一端，第46电阻另一端分别连接第45电阻一端和第44电阻一端，第44电阻另一端连接第2光耦发射极，第2光耦集电极连接24V电源端，第2光耦正极输入端连接第42电阻一端和第43电阻一端，第42电阻另一端分别连接第43电阻另一端和5V电源端，第2光耦负极输入端连接第3发光二极管正极端，第2发光二极管负极端连接单片机变频信号输入端。
7.根据权利要求1所述的以太网高速数据采集系统，其特征在于，该系统包括如下工作步骤：
S1，与其它计算机进行通讯的一个应用，对应应用程序的通信服务；
S2，定义数据格式及加密，FTP允许你选择以二进制或ASCII格式传输；
所述S2包括：进行IP地址初始化函数返回值设置操作，具体为，建立IP地址的初始地址，然后建立IP地址的网关内容和IP地址的通用域初始值，初始化物理地址为{0,0,0,0,0,7}，存储该物理地址{0,0,0,0,0,7}，设置通用IP地址为192,168,0,8，网关为255,255,255,0，通用域为192,168,0,1，根据网络协议获取实时物理地址，如果所述通用IP地址、网关、通用域和实时物理地址输入完毕则执行数据传输指令，如果所述通用IP地址、网关、通用域和实时物理地址获取失败则重新进行获取操作，
设置udp连接函数，该函数首先建立一个新的Udp控制块，接着用户绑定本地的IP地址和端口号，用户可以将其绑定在一个任意的本地IP地址上，只能在函数udp_new()调用之后才能调用udp返回函数进行网络连接，建立udp网关函数连接指令，如果发生连接错误则重新设定udp网关函数，如果udp网关函数初始值为空，则将错误的IP地址和udp网关函数进行交互重置，如果错误解决则执行调用udp网关函数的同步服务器进行数据回拨，直至udp网关函数设置成功。
数据接收函数udp_recv()中，对udp_connect()函数进行设置，该udp_connect()函数将一个指定的连接(pcb)连接到远程主机。由于udp通信是面向无连接的，所以这不会参数任何的网络流量，网络数据收发，是设置了一个远程连接的IP地址和端口号；对udp_send()函数进行设置，该udp_send()函数使用udp协议发送pbuf指向的数据。在需要发送数据时调用，发送后，该pbuf结构并没有被释放。调用该函数后，数据包将被发送到存放在pcb中的当前指定的IP地址和端口号上；对udp_disconnect()函数进行设置，该udp_disconnect()函数关闭参数pcb指定的连接，同函数udp_connect()作用相反。由于udp通信是面向无连接的，所以这个函数同样不会参与任何的网络流量，以及网络数据收发，删除了远程连接的地址；
S3，进行数据采集开始、控制和结束一个会话，包括对多个双向消息的控制和管理，以便在只完成连续消息的一部分时可以通知应用，从而使表示层看到的数据是连续的，如果表示层收到了所有的数据，则用数据代表表示层；
所述S3包括：在客户端向服务器发送数据时，模拟量输入部分，模拟量转数字量部分并未使用直接数据管理访问方式，而是采用的传统的启动、读取方式，在使用直接数据管理访问方式时，由于速度过快会造成数据不稳定现象发生且误差较大。综合采集速度和精度考虑之后本系统使用了传动的采集方式；
模拟量采集之后，由于网络外部信号环境和内部信号干扰问题，通过滤波算法进行处理，通过算术平均滤波+去极值滤波，获取最终网络数据结果；进行模拟量配置、采集代码，在模拟量转数字量过程中，初始化数据类型值，将初始化的汽车底盘生产数据进行初始化结构设置，建立模拟量转数字量通用初始化类型，在单片机的通用数据传输接口GPIO进行初始化类型设置，对通用数据传输接口GPIO获取的数据进行模拟量输入操作，开启单片机信号通道，通过
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin＝GPIO_Pin_0；
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode＝GPIO_Mode_AIN；
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd＝GPIO_PuPd_NOPULL；
GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure)；
上述工作结构进行通用数据传输接口GPIO设置，并且传输模拟量数据，通过模拟量转数字量的工作方法建立通用的初始工作结构
ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode＝ADC_Mode_Independent；
ADC_CommonInitStructure.ADC_Prescaler＝ADC_Prescaler_Div6；
ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessMode＝ADC_DMAAccessMode_Disabled；
ADC_CommonInitStructure.ADC_TwoSamplingDelay＝ADC_TwoSamplingDelay_5Cycles；
ADC_CommonInit(&ADC_CommonInitStructure)；
通过模拟量转数字量数据结构设置进行数据的扫描和扩展，从而进行数据转换和传输：
ADC_StructInit(&ADC_InitStructure)；
ADC_InitStructure.ADC_Resolution＝ADC_Resolution_12b；
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode＝DISABLE；
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode＝ENABLE；
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge＝
ADC_ExternalTrigConvEdge_None；
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign＝ADC_DataAlign_Right；
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion＝1；
ADC_Init(ADC3,&ADC_InitStructure)；
ADC_RegularChannelConfig(ADC3,ADC_Channel_10,1,
ADC_SampleTime_56Cycles)；
ADC_Cmd(ADC3,ENABLE)；
ADC_SoftwareStartConv(ADC3)；
通过VB6连接代码进行数据的连接操作，通过视窗系统的接口协议进行udp网关函数的匹配，设置远程主机的初始IP地址，建立远程连接的数据口最大阈值，通过本地以太网进行新能源汽车的底盘数据采集和发送检测数据，最终通过工业以太网电路传输到远程终端进行综合收集和处理，
Winsock1.Protocol＝sckUDPProtocol，
Winsock1.RemoteHost＝"192.168.0.8"
Winsock1.RemotePort＝7
Winsock1.LocalPort＝7
Winsock1.Bind 7；
S4，选择差错恢复协议还是无差错恢复协议，及在同一主机上对不同应用的数据流的输入进行复用；
S5，端到端的包传输进行定义，标识所有结点的逻辑地址，还定义了路由实现的方式和学习的方式；
S6，在单个链路上如何传输数据。通过以太网协议进行协议互联。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811016695.7A CN109116781A (zh) | 2018-09-03 | 2018-09-03 | 以太网高速数据采集系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811016695.7A CN109116781A (zh) | 2018-09-03 | 2018-09-03 | 以太网高速数据采集系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109116781A true CN109116781A (zh) | 2019-01-01 |
Family
ID=64861851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811016695.7A Pending CN109116781A (zh) | 2018-09-03 | 2018-09-03 | 以太网高速数据采集系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109116781A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111551212A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-08-18 | 内蒙古中孚明丰农业科技有限公司 | 一种基于物联网的农作物信息采集系统 |
| CN115479672A (zh) * | 2022-09-14 | 2022-12-16 | 中冶焦耐自动化有限公司 | 一种用于焦炉测温的以太网输出信号的红外测温仪变送器 |
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| CN1722681A (zh) * | 2004-07-16 | 2006-01-18 | 安捷伦科技有限公司 | 便携分布式应用框架 |
| CN202454068U (zh) * | 2011-12-27 | 2012-09-26 | 成都众询科技有限公司 | 一种基于千兆以太网高速数据采集系统 |
| CN203149379U (zh) * | 2013-03-25 | 2013-08-21 | 中船重工(武汉)凌久高科有限公司 | 一种四路模拟量输出控制装置 |
| CN106371346A (zh) * | 2015-07-25 | 2017-02-01 | 江西恒盛晶微技术有限公司 | 一种基于arm的next系列实时监控系统 |
-
2018
- 2018-09-03 CN CN201811016695.7A patent/CN109116781A/zh active Pending
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