基于TCP／IP的遠(yuǎn)程雷達(dá)配電系統(tǒng)
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2 硬件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的雷達(dá)設(shè)備端采用以太網(wǎng)數(shù)字IO(EIO)控制模塊作為服務(wù)器。EIO控制模塊是同時(shí)集成I／O控制和RS 232／RS 485串口服務(wù)器的以太網(wǎng)設(shè)備，具備開關(guān)量輸出、開關(guān)量采集、串口服務(wù)器等功能，可同時(shí)替代I／O卡和串口服務(wù)器，客戶端監(jiān)控計(jì)算機(jī)按照Socket標(biāo)準(zhǔn)，通過TCP／IP連接與EIO控制模塊進(jìn)行通信。電力監(jiān)控儀以及溫濕度傳感器等設(shè)備和EIO控制模塊通過串口連接。
2．1 EIO控制模塊
現(xiàn)代數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域中，越來越多的現(xiàn)場(chǎng)采集設(shè)備需要擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)功能以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)傳輸。以太網(wǎng)以其低成本，易于集成，傳輸距離遠(yuǎn)的優(yōu)勢(shì)使其得到了廣泛應(yīng)用。
EIO控制模塊選用芯片W5100作為網(wǎng)絡(luò)控制芯片，該芯片集成了高度成熟的TCP／IP協(xié)議棧、以太網(wǎng)MAC層、PHY層等，支持TCP，UDP，IPV 4，ICMP，ARP和IGMP等協(xié)議，這些協(xié)議已經(jīng)在很多領(lǐng)域經(jīng)過了多年的驗(yàn)證。同時(shí)它支持4個(gè)獨(dú)立的Socket通信，內(nèi)部1 6 KB的發(fā)送／接收緩沖區(qū)可快速進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，最大有效通信速率可達(dá)25 Mb／s。使用W5100不需要考慮以太網(wǎng)的控制，只需要進(jìn)行簡單的端口Socket編程，像訪問外部存儲(chǔ)器一樣簡單。它提供兩種并行總線接口(直接總線與間接總線)以及串行SPI接口。W5100大大減少了硬件接口設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)編程的工作量，并且可以實(shí)現(xiàn)可靠穩(wěn)定運(yùn)行的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。
EIO控制模塊包括以下資源：
(1)輸入：提供32路開關(guān)量輸入(光電隔離)；
(2)輸出：提供16路繼電器開關(guān)量輸出；
(3)控制通信：以太網(wǎng)TCP／IP或RS 485，RS 232；
(4)UART轉(zhuǎn)TCP／IP：1路RS 485轉(zhuǎn)TOP／IP等功能。
EIO控制模塊結(jié)構(gòu)系統(tǒng)框圖如圖2所示。通過單片CPU的串口協(xié)議轉(zhuǎn)換后，EIO控制模塊可以實(shí)現(xiàn)串口服務(wù)器功能，串口服務(wù)器是將來自TCP／IP協(xié)議的數(shù)據(jù)包，解析為串口數(shù)據(jù)流；反之，也可以將串口數(shù)據(jù)流打包成TCP／IP協(xié)議的數(shù)據(jù)包，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/153986.htm
EIO控制模塊上電之初需要對(duì)內(nèi)部器件進(jìn)行初始化操作，當(dāng)然需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)芯片進(jìn)行初始化，包括設(shè)置本機(jī)IP地址、子網(wǎng)掩碼，發(fā)送緩沖區(qū)和接收緩沖區(qū)的大小設(shè)置等，然后設(shè)置Socket工作模式，具體如下：
(1)初始化芯片，在W5100內(nèi)部寄存器中設(shè)置MAC地址、IP地址、子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關(guān)等；
(2)建立Socket連接，可以設(shè)置為Server方式或者Client方式；
(3)建立1個(gè)TCP連接，或者UDP連接；
(4)通過TCP Socket接收和發(fā)送數(shù)據(jù)；
(5)關(guān)閉Socket。
2．2 配電開關(guān)與傳感器
選擇可以通過開關(guān)量進(jìn)行控制，同時(shí)可以提供狀態(tài)指示的開關(guān)作為被控設(shè)備配電開關(guān)。
主進(jìn)線開關(guān)選用施耐德Compact NS100塑殼斷路器，該開關(guān)為模塊化設(shè)計(jì)，提供可靠的觸頭指示，具有隔離功能，符合IEC60947-1，2標(biāo)準(zhǔn)。配有電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，可自動(dòng)化進(jìn)行開合閘控制。它具有過載保護(hù)、短路保護(hù)、接地保護(hù)等保護(hù)功能。裝有輔助觸頭模塊，可提供以O(shè)F(指示斷路器的觸頭位置)、SD(脫扣指示)、SDE(故障顯示)等。
各支路開關(guān)選用施耐德Multi9系列C65N型小型斷路器，它具有短路保護(hù)及過載保護(hù)功能。裝配有OF狀態(tài)指示接點(diǎn)和SD報(bào)警接點(diǎn)，可為系統(tǒng)提供開關(guān)狀態(tài)指示及報(bào)警指示。配有遠(yuǎn)動(dòng)控制附件Tm，Tm遠(yuǎn)動(dòng)控制附件通過控制指令可實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的通斷控制。
采用維博公司生產(chǎn)的WB51GR01智能電量傳感器對(duì)供電系統(tǒng)電力參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以及選用WB43RS智能溫適度傳感器對(duì)環(huán)境溫度和濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，電力監(jiān)控儀和溫濕度傳感器都采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的RS 485通信接口和MODBUS通信協(xié)議。
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