CN110442096B - 一种数据采集控制工作站及其数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据采集控制工作站，包括机壳和安装于机壳上的液晶触摸屏，机壳内有电源模块、以及分别与电源模块连接的主控制模块、通讯模块、用以驱动液晶触摸屏的显示驱块模块，主控制模块包括主处理器和与主处理器通讯连接的存储器，通讯模块包括串口管理器、报文监听器和用以与从站通讯连接的通讯电路，通讯模块的串口管理器、报文监听器和通讯电路两两间通讯连接，通讯模块的串口管理器和显示驱块模块均与主控制模块的主处理器通讯连接，本发明可与各具有不同校验格式的从站自适应通讯，突破了传统同一通讯电路接口下只可与具有相同校验方式的各从站进行通讯的局限性，且其通讯效率高。

Description

一种数据采集控制工作站及其数据传输方法

技术领域

本发明涉及工业自动化采集与组网控制领域，特别是指一种数据采集控制工作站及其数据传输方法。

背景技术

随着工业生产管控的系统化，各类工业控制系统应运而生，较为常见的有DCS、FCS、PLC和组态控制系统等，这些系统集成了工业传感器信号的采集、记录、分析、外部设备的控制等众多功能，为形成完整的采集与控制系统，其配备了工业电脑进行组网，组网时为使工业电脑可与各公司的不同工业仪表进行通讯，工业电脑上需安装上位机编程软件，编程软件中收录众多公司开放的通讯规约，这使得该类工业控制系统成本高昂，门槛高，需要专业的人士进行编程开发，且开发周期长，后续维护难度大。

中小工厂受成本、人才的约束，常常对上述系统望而却步，取而代之的是采用以主、从站结构为基础的采集控制系统，主站，也即数据采集控制工作站，数量为一个，从站，为测控产品，根据工业工艺设置，通常为若干个，数据采集控制工作站与各从站通讯联网后，即可完成工业数据的采集、记录和控制，其无需配备工业电脑，无需专业编程开发，成本低，具有当前流行的工业控制系统的大部分功能。然而，数据采集控制工作站实现与各从站的通讯，要求各从站具有与数据采集控制工作站相同的通讯协议，以及连接于数据采集控制工作站同一通讯接口下的各从站具有相同的通讯校验方式。数据采集控制工作站与从站虽然大都采用了标准的MODBUS协议，但各从站采用的通讯校验方式却差次不齐，各从站的生产企业按各自的开发配套，有的采用奇校验，有的采用偶校验，有的采用无校验，由于数据采集控制工作站的通讯接口有限，每个通讯接口又只能满足一种通讯校验方式的从站，这大大限制了可与之通讯兼容的从站范围。

发明内容

本发明的目的一在于提供一种数据采集控制工作站。

一种数据采集控制工作站，包括机壳和安装于机壳上的液晶触摸屏，机壳内有电源模块、以及分别与电源模块连接的主控制模块、通讯模块、用以驱动液晶触摸屏的显示驱块模块，主控制模块包括主处理器和与主处理器通讯连接的存储器，通讯模块包括串口管理器、报文监听器和用以与从站通讯连接的通讯电路，通讯模块的串口管理器、报文监听器和通讯电路两两间通讯连接，通讯模块的串口管理器和显示驱块模块均与主控制模块的主处理器通讯连接，其中：

主控制模块的主处理器用于接收由液晶触摸屏输入的操作信号，完成参数设置；发送通讯报文给串口管理器；接收由串口管理器输送来的解析后的应答报文；将应答报文中所包含的工业数据信息实时存入存储器，同时传输给显示驱块模块，以驱动液晶触摸屏进行显示；其中，通讯报文指由数据采集控制工作站向从站发送的报文，应答报文指由从站向数据采集控制工作站发送的报文；

通讯模块的串口管理器用于接收主处理器发送来的通讯报文；根据通讯报文中所涉及的从站的地址，记录与所涉及的从站的通讯次数，并将与从站的通讯次数信息发送给报文监听器；将通讯报文发送给通讯电路；接收并记录报文监听器发送来的从站所做出的应答报文的校验格式信息；接收报文监听器发送来的源于从站所做出的应答报文；按记录的应答报文的校验格式，对源于从站所做出的应答报文进行解析，并将解析后的应答报文发送给主控制模块的主处理器；

通讯模块的报文监听器用于接收串口管理器发送来的与从站的通讯次数信息；接收通讯电路传输来的源于从站所做出的应答报文；根据串口管理器发送来的与从站的通讯次数信息，判断与从站的通讯是否为首次通讯，如果与从站的通讯为首次通讯，判断出从站所做出的应答报文的校验格式，并将从站所做出的应答报文的校验格式信息以及应答报文发送给串口管理器，如果与从站的通讯并非为首次通讯，则直接将从站所做出的应答报文发送给串口管理器，而无需判断从站所做出的应答报文的校验格式；

通讯模块的通讯电路用于接收串口管理器发送来的通讯报文，并将通讯报文发送给从站；接收从站发送来的应答报文，将应答报文发送给报文监听器。

进一步地，通讯电路包括串口通讯电路和以太网通讯电路。该结构下，使得数据采集控制工作站与从站可通过以下三种方式进行数据交互：1、数据采集控制工作站通过串口通讯电路与从站形成一对多的局域网进行通讯，数据采集控制工作站做为服务端，从站作为客户端直接互连；2、数据采集控制工作站通过以太网通讯电路与从站进行通讯，数据采集控制工作站作为服务端，从站作为客户端，通过配对相同的网络端口号直接通讯；3、数据采集控制工作站通过以太网通讯电路连接网络路由器，以服务端的方式接入广域网，从站以客户端的方式同样接入广域网，数据采集控制工作站通过网络端口号以及从站IP地址的寻址方式找寻从站客户端，实现广域网通讯。多种不同的通讯方式，使之可适应各种不同的应用场合。

进一步地，还包括与电源模块连接的采集控制模块，所述采集控制模块包括采集电路、采集处理器和控制输出模块，采集电路和控制输出模块均与采集处理器通讯连接，采集处理器与主控制模块的主处理器通讯连接。采集电路可接入各类工业传感器信号，接入的工业传感器信号由采集电路进行采样、运放和模数转换，变换成采集处理器可识别的数字信号，采集处理器对变换后的数字信号进行处理，并同步输送给主控制模块的主处理器，主控制模块的主处理器对信号值处理计算，并传输给显示驱块模块，以驱动液晶触摸屏进行显示，根据计算结果，主控制模块的主处理器发送输出控制信号给采集处理器，经采集处理器传输给控制输出模块，通过控制输出模块实现控制输出。本发明通过采集控制模块的设置，可直接实现工业传感器信号的采集与外部执行器的控制，以便适应更多场合的应用。

进一步地，采集控制模块的控制输出模块包括模拟量输出模块和开关量输出模块。模拟量输出模块可同步输出mA、V的模拟量信号，以满足其它设备或系统同步显示采集值的需求；开关量输出模块可输出开关量信号，如通断信号、SSR、SCR等。

进一步地，采集控制模块的采集处理器与主控制模块的主处理器间的通讯连接采用I2C总线。采集处理器与主处理器间的通讯连接可采用SPI总线、I2C总线等，由于I2C总线只需要一根时钟线（SCL）和一根数据线（SDA），即可连接，相比至少有一根时钟线（SCLK）、一根数据输入线（SDI）和一根数据输出（SDO）的SPI总线，其口线资源占用相对较少。

进一步地，电源模块、主控制模块、通讯模块各自设于一独立的PCB板上，分别形成电源板、主板和通讯板。电源模块、主控制模块和通讯模块可共同设于同一PCB板上，也可设于多个PCB板上，为方便更换，较佳地，电源模块、主控制模块、通讯模块各自设于一独立的PCB板上，分别形成电源板、主板和通讯板。

本发明的目的二在于提供一种数据采集控制工作站的数据传输方法。

一种数据采集控制工作站的数据传输方法，包括以下步骤：

S1.在数据采集控制工作站的通讯电路与从站间建立通讯连接通道；

S2.数据采集控制工作站的主处理器向串口管理器发出通讯报文；

S3.串口管理器接收到主处理器发送来的通讯报文后，一方面，根据通讯报文中所涉及的从站的地址，记录数据采集控制工作站与通讯报文中所涉及的从站的通讯次数，并将与从站的通讯次数信息发送给报文监听器，另一方面，将通讯报文发送给通讯电路，由通讯电路送至从站；

S4.从站接收到通讯报文后，自动响应，向数据采集控制工作站的通讯电路发出应答报文，数据采集控制工作站的通讯电路接收到应答报文后，将应答报文传输给报文监听器；

S5.报文监听器接收到通讯电路传输来的源于从站所做出的应答报文后，根据串口管理器发送来的与从站的通讯次数信息，判断本次与从站的通讯是否为首次通讯，如果本次与从站的通讯为首次通讯，报文监听器对本次从站所做出的应答报文的校验格式进行判断，判断时，报文监听器首先判断应答报文的校验位是否为空，如果应答报文的校验位为空，则判断出应答报文的校验格式为“无校验”，如果应答报文的校验位并非为空，将应答报文的数据位的数值转化为二进制，在二进制下，判断应答报文数据位的数值中“1”的个数，如果“1”的个数为奇数，则判断出应答报文的校验格式为“奇校验”，如果“1”的个数为偶数，则判断出应答报文的校验格式为“偶校验”，报文监听器判断出从站所做出的应答报文的校验格式后，将从站所做出的应答报文的校验格式信息以及应答报文发送给串口管理器，串口管理器接收并记录从站所做出的应答报文的校验格式信息；如果本次与从站的通讯并非为首次通讯，报文监听器则直接将从站所做出的应答报文发送给串口管理器，而无需判断从站所做出的应答报文的校验格式；

S6.串口管理器接收报文监听器发送来的源于从站所做出的应答报文后，根据记录的从站所做出的应答报文的校验格式信息，按记录的该应答报文的校验格式，对源于从站所做出的应答报文进行解析，并将解析后的应答报文发送给主控制模块的主处理器。

本发明数据采集控制工作站，通过串口管理器和报文监听器的设置，以便其与从站首次通讯时，报文监听器对从站所做出的应用报文的校验格式进行判断，串口管理器记录下报文监听器判断出的应答报文的校验格式信息，从而在与该从站后序不中断的通讯中，串口管理器可按记录的应答报文的校验格式，对源于从站所做出的应答报文进行解析，使本发明数据采集控制工作站与从站成功通讯。本发明数据采集控制工作站，无论从站的应答报文具有何种校验格式，因串口管理器均可对从站的应答报文进行解析，使得其实现了与各具有不同校验格式的从站的自适应通讯，突破了传统同一通讯电路接口下只可与具有相同校验方式的各从站进行通讯的局限性，如此，以致数据采集控制工作站在有限通讯电路接口的前提下，可更好的兼容各从站进行通讯管理，使数据采集控制工作站替代现有控制系统成为了可能，大大降低工业数据采集与控制的成本与门槛。且，本发明数据采集控制工作站与从站通讯时，仅首次通讯需判断从站的校验格式，因串口管理器记录了从站的校验格式信息，后序与从站的通讯中，报文监听器无需再判断从站的校验格式，即报文监听器无需次次判断从站的校验格式，其通讯效率高。另，市场上流行的从站大都采用无校验方式，对此，本发明报文监听器判断从站的校验格式步骤中，首先判断从站是否为无校验方式，相比首先判断从站是采用有效验的方式，其从概率上来说，一开始即可判断出结果的概率更大，而这从时间上可以大大节省判断时间，提高通讯效率。

附图说明

图1是本发明数据采集控制工作站的分解结构示意图；

图2是本发明数据采集控制工作站的电路结构图；

图3是本发明数据采集控制工作站的电源模块的电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明数据采集控制工作站的具体实施方式作详细的说明。

如图2所示，一种数据采集控制工作站，包括机壳100和安装于机壳100上的液晶触摸屏41，机壳100内有电源模块1、以及分别与电源模块1连接的主控制模块2、通讯模块3、用以驱动液晶触摸屏41的显示驱块模块4，主控制模块2包括主处理器21和与主处理器21通讯连接的存储器22，通讯模块3包括串口管理器31、报文监听器32和用以与从站200通讯连接的通讯电路33，通讯模块3的串口管理器31、报文监听器32和通讯电路33两两间通讯连接，通讯模块3的串口管理器31和显示驱块模块4均与主控制模块2的主处理器21通讯连接，其中：

主控制模块2的主处理器21用于接收由液晶触摸屏41输入的操作信号，完成参数设置；发送通讯报文给串口管理器31；接收由串口管理器31输送来的解析后的应答报文；将应答报文中所包含的工业数据信息实时存入存储器22，同时传输给显示驱块模块4，以驱动液晶触摸屏41进行显示；其中，通讯报文指由数据采集控制工作站向从站发送的报文，应答报文指由从站向数据采集控制工作站发送的报文；

通讯模块3的串口管理器31用于接收主处理器21发送来的通讯报文；根据通讯报文中所涉及的从站200的地址，记录与所涉及的从站200的通讯次数，并将与从站200的通讯次数信息发送给报文监听器32；将通讯报文发送给通讯电路33；接收并记录报文监听器32发送来的从站200所做出的应答报文的校验格式信息；接收报文监听器32发送来的源于从站200所做出的应答报文；按记录的应答报文的校验格式，对源于从站200所做出的应答报文进行解析，并将解析后的应答报文发送给主控制模块2的主处理器21；

通讯模块3的报文监听器32用于接收串口管理器31发送来的与从站200的通讯次数信息；接收通讯电路33传输来的源于从站200所做出的应答报文；根据串口管理器31发送来的与从站200的通讯次数信息，判断与从站200的通讯是否为首次通讯，如果与从站200的通讯为首次通讯，判断出从站200所做出的应答报文的校验格式，并将从站200所做出的应答报文的校验格式信息以及应答报文发送给串口管理器31，如果与从站200的通讯并非为首次通讯，则直接将从站200所做出的应答报文发送给串口管理器31，而无需判断从站200所做出的应答报文的校验格式；

通讯模块3的通讯电路33用于接收串口管理器31发送来的通讯报文，并将通讯报文发送给从站200；接收从站200发送来的应答报文，将应答报文发送给报文监听器32。

本发明数据采集控制工作站，较佳地，通讯电路33包括串口通讯电路331和以太网通讯电路332。该结构下，使得数据采集控制工作站与从站200可通过以下三种方式进行数据交互：1、数据采集控制工作站通过串口通讯电路331与从站200形成一对多的局域网进行通讯，数据采集控制工作站做为服务端，从站200作为客户端直接互连；2、数据采集控制工作站通过以太网通讯电路332与从站200进行通讯，数据采集控制工作站作为服务端，从站200作为客户端，通过配对相同的网络端口号直接通讯；3、数据采集控制工作站通过以太网通讯电路332连接网络路由器，以服务端的方式接入广域网，从站200以客户端的方式同样接入广域网，数据采集控制工作站通过网络端口号以及从站200 IP地址的寻址方式找寻从站200客户端，实现广域网通讯。多种不同的通讯方式，使之可适应各种不同的应用场合。

本发明数据采集控制工作站，较佳地，还包括与电源模块1连接的采集控制模块5，所述采集控制模块5包括采集电路51、采集处理器52和控制输出模块53，采集电路51和控制输出模块53均与采集处理器52通讯连接，采集处理器52与主控制模块2的主处理器21通讯连接。采集电路51可接入各类工业传感器信号，接入的工业传感器信号由采集电路51进行采样、运放和模数转换，变换成采集处理器52可识别的数字信号，采集处理器52对变换后的数字信号进行处理，并同步输送给主控制模块2的主处理器21，主控制模块2的主处理器21对信号值处理判断，并传输给显示驱块模块4，以驱动液晶触摸屏41进行显示，根据判断结果，主控制模块2的主处理器21发送输出控制信号给采集处理器52，经采集处理器52传输给控制输出模块53，通过控制输出模块53实现控制输出。本发明通过采集控制模块5的设置，可直接实现工业传感器信号的采集与外部执行器的控制，以便适应更多场合的应用。

本发明数据采集控制工作站，较佳地，采集控制模块5的控制输出模块53包括模拟量输出模块531和开关量输出模块532。模拟量输出模块531可同步输出mA、V的模拟量信号，以满足其它设备或系统同步显示采集值的需求；开关量输出模块532可输出开关量信号，如通断信号、SSR、SCR等。

本发明数据采集控制工作站，如图1所示，采集控制模块5可单独设于一PCB板上，形成采集控制板50，采集控制板50可按需扩展。

本发明数据采集控制工作站，较佳地，采集控制模块5的采集处理器52与主控制模块2的主处理器21间的通讯连接采用I2C总线。采集处理器52与主处理器21间的通讯连接可采用SPI总线、I2C总线等，由于I2C总线只需要一根时钟线（SCL）和一根数据线（SDA），即可连接，相比至少有一根时钟线（SCLK）、一根数据输入线（SDI）和一根数据输出（SDO）的SPI总线，其口线资源占用相对较少。

本发明数据采集控制工作站，较佳地，电源模块1、主控制模块2、通讯模块3各自设于一独立的PCB板上，分别形成电源板10、主板20和通讯板30。电源模块1、主控制模块2和通讯模块3可共同设于同一PCB板上，也可设于多个PCB板上，为方便更换，较佳地，电源模块1、主控制模块2、通讯模块3各自设于一独立的PCB板上，分别形成电源板10、主板20和通讯板30。

本发明数据采集控制工作站，电源模块1用以将市电转化为主控制模块2、通讯模块3和显示驱块模块4所适应的电源，从而为主控制模块2、通讯模块3和显示驱块模块4供电。电源模块1的结构众多，如图3所示，通常包括依次连接的AC输入整流滤波电路11、DC输入滤波电路12、功率变换电路13和输出整流电路14，功率变换电路13和输出整流电路14间还连接反馈电路15，交流市电接入电源模块1的AC输入整流滤波电路11，经过AC输入整流滤波电路11整流滤波后，得到直流电，整流后的直流电输出给DC输入滤波电路12，进行消除电磁噪声及杂波，之后直流电再输出给功率变换电路13，进行功率转换，转换后经输出整流电路14得到若干组输出电压，输出电压再依次输出给主控制模块2、通讯模块3和液晶触摸屏41等进行供电，同时输出电压还输出给反馈电路15，反馈电路15不断对输出电压进行取样，将输出电压与基准电压进行比较，当输出电压异常时反馈电路15实时对功率变换电路13进行调节输出功率使输出电压始终维持稳定。

本发明数据采集控制工作站，液晶触摸屏41通常由触摸屏和液晶屏组成。显示驱块模块4可由液晶触摸屏41自带于液晶触摸屏41的背面，对于不带显示驱块模块4的液晶触摸屏41，显示驱块模块4也可自行设置，该结构下，较佳地，显示驱块模块4单独设于一PCB板上，形成显示驱块板40，如图1所示。

本发明数据采集控制工作站，如图1所示，可采用一总线转接板60作为电源板10、主板20、通讯板30和显示驱块板40的线路转接桥。具体地，电源板10、主板20、通讯板30、显示驱块板40和采集控制板50均与总线转接板60通过公母连接器连接。

本发明数据采集控制工作站，电源板10、主板20、通讯板30、显示驱块板40可通过螺栓固定于机壳100内，也可安装于机壳100的滑槽内，实现固定，如图1所示。

本发明数据采集控制工作站，通讯模块3的报文监听器32通常包括数据缓存器321和校验码计算器322。数据缓存器321用于报文监听器32接收到的数据的缓存，如通讯模块3的串口管理器31发送来的从站200的通讯次数信息；校验码计算器322则用于判断应答报文的校验格式。根据报文监听器32的作用与功能，其包括数据缓存器321和校验码判断器322的结构是清楚的，本发明不再做过多阐述。

本发明数据采集控制工作站，与从站200的通讯中断后，再次通讯时需重新判断从站200的检验格式。

本发明还提供一种数据采集控制工作站的数据传输方法。

一种数据采集控制工作站的数据传输方法，包括以下步骤：

S1. 在数据采集控制工作站的通讯电路33与从站200间建立通讯连接通道；

S2. 数据采集控制工作站的主处理器21向串口管理器31发出通讯报文；

S3. 串口管理器31接收到主处理器21发送来的通讯报文后，一方面，根据通讯报文中所涉及的从站200的地址，记录数据采集控制工作站与通讯报文中所涉及的从站200的通讯次数，并将与从站200的通讯次数信息发送给报文监听器32，另一方面，将通讯报文发送给通讯电路33，由通讯电路33送至从站200；

S4.从站200接收到通讯报文后，自动响应，向数据采集控制工作站的通讯电路33发出应答报文，数据采集控制工作站的通讯电路33接收到应答报文后，将应答报文传输给报文监听器32；

S5.报文监听器32接收到通讯电路33传输来的源于从站200所做出的应答报文后，根据串口管理器31发送来的与从站200的通讯次数信息，判断本次与从站200的通讯是否为首次通讯，如果本次与从站200的通讯为首次通讯，报文监听器32对本次从站200所做出的应答报文的校验格式进行判断，判断时，报文监听器32首先判断应答报文的校验位是否为空，如果应答报文的校验位为空，则判断出应答报文的校验格式为“无校验”，如果应答报文的校验位并非为空，将应答报文的数据位的数值转化为二进制，在二进制下，判断应答报文数据位的数值中“1”的个数，如果“1”的个数为奇数，则判断出应答报文的校验格式为“奇校验”，如果“1”的个数为偶数，则判断出应答报文的校验格式为“偶校验”，报文监听器32判断出从站200所做出的应答报文的校验格式后，将从站200所做出的应答报文的校验格式信息以及应答报文发送给串口管理器31，串口管理器31接收并记录从站200所做出的应答报文的校验格式信息；如果本次与从站200的通讯并非为首次通讯，报文监听器32则直接将从站200所做出的应答报文发送给串口管理器31，而无需判断从站200所做出的应答报文的校验格式；

S6. 串口管理器31接收报文监听器32发送来的源于从站200所做出的应答报文后，根据记录的从站200所做出的应答报文的校验格式信息，按记录的该应答报文的校验格式，对源于从站200所做出的应答报文进行解析，并将解析后的应答报文发送给主控制模块2的主处理器21。

本发明数据采集控制工作站，通过串口管理器31和报文监听器32的设置，以便其与从站200首次通讯时，报文监听器32对从站200所做出的应用报文的校验格式进行判断，串口管理器31记录下报文监听器32判断出的应答报文的校验格式信息，从而在与该从站200后序不中断的通讯中，串口管理器31可按记录的应答报文的校验格式，对源于从站200所做出的应答报文进行解析，使本发明数据采集控制工作站与从站200成功通讯。本发明数据采集控制工作站，无论从站200的应答报文具有何种校验格式，因串口管理器31均可对从站200的应答报文进行解析，使得其实现了与各具有不同校验格式的从站200的自适应通讯，突破了传统同一通讯电路33接口下只可与具有相同校验方式的各从站进行通讯的局限性，如此，以致数据采集控制工作站在有限通讯电路33接口的前提下，可更好的兼容各从站进行通讯管理，使数据采集控制工作站替代现有控制系统成为了可能，大大降低工业数据采集与控制的成本与门槛。且，本发明数据采集控制工作站与从站200通讯时，仅首次通讯需判断从站200的校验格式，因串口管理器31记录了从站200的校验格式信息，后序与从站200的通讯中，报文监听器32无需再判断从站200的校验格式，即报文监听器32无需次次判断从站200的校验格式，其通讯效率高。另，市场上流行的从站200大都采用无校验方式，对此，本发明报文监听器32判断从站200的校验格式步骤中，首先判断从站200是否为无校验方式，相比首先判断从站200是采用有效验的方式，其从概率上来说，一开始即可判断判断出结果的概率更大，而这从时间上可以大大节省判断时间，提高通讯效率。

本发明数据采集控制工作站，各电路模块属功能模块，在实际的电路设计中，各功能模块可由各不同芯片实现，也可以由同一芯片实现，如主控制模块2的主处理器21可采用stm32M系列的ARM芯片，而stm32M系列的ARM芯片也可实现通讯模块3的串口管理器31和报文监听器32的校验码计算器322的功能，所以实际设置中，可将通讯模块3的串口管理器31和报文监听器32的校验码计算器322同主控制模块2的主处理器21集成于同一芯片上；通讯电路33的串口通讯电路331可采用串行芯片MAX485或MAX232等，以太网通讯电路332可采用以太网接口芯片ws5500或enc28j60等；采集控制模块5的采集处理器52可采用各种单片机，如89c51单片机或stm32F系列ARM。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种数据采集控制工作站，其特征在于：包括机壳和安装于机壳上的液晶触摸屏，机壳内有电源模块、以及分别与电源模块连接的主控制模块、通讯模块、用以驱动液晶触摸屏的显示驱块模块，主控制模块包括主处理器和与主处理器通讯连接的存储器，通讯模块包括串口管理器、报文监听器和用以与从站通讯连接的通讯电路，通讯模块的串口管理器、报文监听器和通讯电路两两间通讯连接，通讯模块的串口管理器和显示驱块模块均与主控制模块的主处理器通讯连接，其中：

主控制模块的主处理器用于接收由液晶触摸屏输入的操作信号，完成参数设置；发送通讯报文给串口管理器；接收由串口管理器输送来的解析后的应答报文；将应答报文中所包含的工业数据信息实时存入存储器，同时传输给显示驱块模块，以驱动液晶触摸屏进行显示；其中，通讯报文指由数据采集控制工作站向从站发送的报文，应答报文指由从站向数据采集控制工作站发送的报文；

通讯模块的串口管理器用于接收主处理器发送来的通讯报文；根据通讯报文中所涉及的从站的地址，记录与所涉及的从站的通讯次数，并将与从站的通讯次数信息发送给报文监听器；将通讯报文发送给通讯电路；接收并记录报文监听器发送来的从站所做出的应答报文的校验格式信息；接收报文监听器发送来的源于从站所做出的应答报文；按记录的应答报文的校验格式，对源于从站所做出的应答报文进行解析，并将解析后的应答报文发送给主控制模块的主处理器；

通讯模块的报文监听器用于接收串口管理器发送来的与从站的通讯次数信息；接收通讯电路传输来的源于从站所做出的应答报文；根据串口管理器发送来的与从站的通讯次数信息，判断与从站的通讯是否为首次通讯，如果与从站的通讯为首次通讯，判断出从站所做出的应答报文的校验格式，并将从站所做出的应答报文的校验格式信息以及应答报文发送给串口管理器，如果与从站的通讯并非为首次通讯，则直接将从站所做出的应答报文发送给串口管理器，而无需判断从站所做出的应答报文的校验格式；

通讯模块的通讯电路用于接收串口管理器发送来的通讯报文，并将通讯报文发送给从站；接收从站发送来的应答报文，将应答报文发送给报文监听器。

2.根据权利要求1所述的数据采集控制工作站，其特征在于：通讯电路包括串口通讯电路和以太网通讯电路。

3.根据权利要求1所述的数据采集控制工作站，其特征在于：还包括与电源模块连接的采集控制模块，所述采集控制模块包括采集电路、采集处理器和控制输出模块，采集电路和控制输出模块均与采集处理器通讯连接，采集处理器与主控制模块的主处理器通讯连接。

4.根据权利要求3所述的数据采集控制工作站，其特征在于：采集控制模块的控制输出模块包括模拟量输出模块和开关量输出模块。

5.根据权利要求3所述的数据采集控制工作站，其特征在于：采集控制模块的采集处理器与主控制模块的主处理器间的通讯连接采用I2C总线。

6.根据权利要求1所述的数据采集控制工作站，其特征在于：电源模块、主控制模块、通讯模块各自设于一独立的PCB板上，分别形成电源板、主板和通讯板。

7.一种数据采集控制工作站的数据传输方法，其特征在于：用于权利要求1至权利要求6所述的任一数据采集控制工作站与从站间的通讯中，包括以下步骤：

S1.在数据采集控制工作站的通讯电路与从站间建立通讯连接通道；

S2.数据采集控制工作站的主处理器向串口管理器发出通讯报文；

S3.串口管理器接收到主处理器发送来的通讯报文后，一方面，根据通讯报文中所涉及的从站的地址，记录数据采集控制工作站与通讯报文中所涉及的从站的通讯次数，并将与从站的通讯次数信息发送给报文监听器，另一方面，将通讯报文发送给通讯电路，由通讯电路送至从站；

S4.从站接收到通讯报文后，自动响应，向数据采集控制工作站的通讯电路发出应答报文，数据采集控制工作站的通讯电路接收到应答报文后，将应答报文传输给报文监听器；

S5.报文监听器接收到通讯电路传输来的源于从站所做出的应答报文后，根据串口管理器发送来的与从站的通讯次数信息，判断本次与从站的通讯是否为首次通讯，如果本次与从站的通讯为首次通讯，报文监听器对本次从站所做出的应答报文的校验格式进行判断，判断时，报文监听器首先判断应答报文的校验位是否为空，如果应答报文的校验位为空，则判断出应答报文的校验格式为“无校验”，如果应答报文的校验位并非为空，将应答报文的数据位的数值转化为二进制，在二进制下，判断应答报文数据位的数值中“1”的个数，如果“1”的个数为奇数，则判断出应答报文的校验格式为“奇校验”，如果“1”的个数为偶数，则判断出应答报文的校验格式为“偶校验”，报文监听器判断出从站所做出的应答报文的校验格式后，将从站所做出的应答报文的校验格式信息以及应答报文发送给串口管理器，串口管理器接收并记录从站所做出的应答报文的校验格式信息；如果本次与从站的通讯并非为首次通讯，报文监听器则直接将从站所做出的应答报文发送给串口管理器，而无需判断从站所做出的应答报文的校验格式；

S6.串口管理器接收报文监听器发送来的源于从站所做出的应答报文后，根据记录的从站所做出的应答报文的校验格式信息，按记录的该应答报文的校验格式，对源于从站所做出的应答报文进行解析，并将解析后的应答报文发送给主控制模块的主处理器。