一种便于维护的通讯板卡组件的制作方法

1.本发明涉及系统集成、通信以及测控技术领域，具体为一种便于维护的通讯板卡组件。


背景技术：

2.控制板卡是一种印制电路板，简称pcb板，制作时带有插芯，可以插入计算机的主电路板的插槽中，用来控制硬件的运行，比如显示器、采集卡等设备，安装驱动程序后，即可实现相应的硬件功能，控制板卡的种类有很多，伴随着工业控制技术的发展，人们对于工业控制板卡的需求也在不断提高，工业控制板卡是工业测量和控制系统中的重要部分。
3.在传统的工业控制板卡设计中，大都采用一体化设计，根据功能的要求，采用通用的分离元件和集成电路进行设计，使得现有的工业控制板卡功能相对单一，只能实现基本固定的功能，缺乏灵活性，因此我们提出了一种便于维护的通讯板卡组件。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种便于维护的通讯板卡组件，解决了现有的工业控制板卡功能相对单一，只能实现基本固定的功能，缺乏灵活性的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种便于维护的通讯板卡组件包括边缘测控机箱，所述边缘测控机箱内部设置有多个边缘测控单元和poe交换机，且所述边缘测控机箱的外侧安装有边缘测控前面板；
8.所述边缘测控单元主要包括测控主控模块，且测控主控模块配置有a/d并行输入模块、d/a并行输出模块、d/i并行输入模块和d/o并行输出模块；
9.所述边缘测控前面板的内部设置有主控模块、ad模块、da模块、矩阵模块和供电模块。
10.优选的，所述边缘测控单元采用dhcp方式获取ip，软件层面定义板卡识别报文信息。
11.优选的，所述测控主控模块由zynq底板和poe受电模块组成，zynq底板通过以太网phy或光纤接口挂接在以太网总线上。
12.优选的，所述zynq底板通过高速板载连接器与功能模块连接，zynq的pl端通过axi总线挂载多个功能ip核，控制多路功能板卡。
13.优选的，所述边缘测控单元通过网口挂载到poe交换机，poe交换机通过10g网口与笔记本或工控机连接，用于终端控制或显示。
14.优选的，所述主控模块由zynq处理器作为主控制器，输入5v作为供电电源，上位机通过网口将控制数据发送给zynq处理器，zynq解析控制数据中的地址判断当前数据是否接收，接收后控制对应的功能模块ip，通信协议采用自定义报文帧。
15.优选的，所述ad模块由ad7606作为模数转换器，输入5v、
±
15v作为供电电源，外部连接器采用j30j连接器对外连接，外部信号经过降压、隔离、阻抗匹配送入ad芯片，ad芯片通过板载连接器接收主控模块的控制及数据处理。
16.优选的，所述da模块由ad9767作为模数转换器，输入5v、
±
15v作为供电电源，外部连接器采用j30j连接器对外连接，da模块通过板载连接器与主控模块连接，接受主控模块功能ip的控制，经过数模转换，差分放大、阻抗匹配、滤波电路等对外输出。
17.优选的，所述矩阵模块采用继电器矩阵的设计结构，继电器矩阵有32个双刀双掷继电器开关，采用j30j连接器对外接口，另一端采用高速连接器与主控模块底板对插，矩阵模块宽度与主控模块宽度一致，对插后可视做一块板卡。
18.包括以下步骤：
19.步骤s1、在进行测试时，主调程序首先启动测试界面，运行软件主界面，板卡初始化是边缘测控单元主控模块与上位机建立通信连接并发送初始化指令；
20.步骤s2、初始化完成后获取板卡id、描述等信息，用于软件显示；
21.步骤s3、根据具体测试需求启动测试，获取测试参数，分析测试内容，测控指令发送通用仪器驱动程序，驱动程序再控制硬件电路完成相关测试操作，最终返回测试结果数据；
22.步骤s4、主调程序接收到测试结果数据以后即对其进行相应的处理、显示；
23.步骤s5、所有参数测试完成以后，可形成测试报告，如果需要对测试结果进行打印即可现场打印，也可以以后通过启动打印程序再进行打印。
24.本发明公开了一种便于维护的通讯板卡组件，其具备的有益效果如下：
25.1、该便于维护的通讯板卡组件，每个边缘测控单元为独立架构，从而方便对各个边缘测控单元进行拆卸维护，边缘测控单元内部采用扩展卡设计同样模块设计即可替代，zynq底板通过高速板载连接器与功能模块连接，zynq的pl端通过axi总线挂载多个功能ip核，控制多路功能板卡，每个边缘测控单元采用dhcp方式获取ip，软件层面定义板卡识别等报文信息。
26.2、该便于维护的通讯板卡组件，边缘测控前面板的内部设置有主控模块、ad模块、da模块、矩阵模块和供电模块，均主控模块、ad模块、da模块、矩阵模块和供电模块均由不同的j30j连接器组成，j30j连接器采用不同针、针座互换等方式实现防插座处理，后面板为ac220v插座及poe网口组成，上位机通过网口将控制数据发送给zynq处理器，zynq解析控制数据中的地址判断当前数据是否接收，接收后控制对应的功能模块ip，通信协议采用自定义报文帧。
27.3、该便于维护的通讯板卡组件，软件框架中的主调程序负责完成参数获取、解释、处理显示，实现与通用驱动程序之间的数据通信以及与用户之间信息交互等功能；在进行测试时，主调程序首先启动测试界面，运行软件主界面，板卡初始化是边缘测控单元主控模块与上位机建立通信连接并发送初始化指令；初始化完成后获取板卡id、描述等信息，用于软件显示；根据具体测试需求启动测试，获取测试参数，分析测试内容，测控指令发送通用仪器驱动程序，驱动程序再控制硬件电路完成相关测试操作，最终返回测试结果数据；主调程序接收到测试结果数据以后即对其进行相应的处理、显示；所有参数测试完成以后，可形成测试报告，如果需要对测试结果进行打印即可现场打印，也可以以后通过启动打印程序
再进行打印。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明边缘测控机箱的结构示意图；
30.图2为本发明边缘测控前面板的结构示意图
31.图3为本发明测试流程示意图。
具体实施方式
32.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.本技术实施例通过提供一种便于维护的通讯板卡组件，解决了现有的工业控制板卡功能相对单一，只能实现基本固定的功能，缺乏灵活性的问题，实现每个边缘测控单元为独立架构，从而方便对各个边缘测控单元进行拆卸维护，边缘测控单元内部采用扩展卡设计同样模块设计及可替代。
34.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
35.本发明实施例公开一种便于维护的通讯板卡组件。
36.根据附图1-3所示，包括边缘测控机箱，所述边缘测控机箱内部设置有多个边缘测控单元和poe交换机，且所述边缘测控机箱的外侧安装有边缘测控前面板；
37.所述边缘测控单元主要包括测控主控模块，且测控主控模块配置有a/d并行输入模块、d/a并行输出模块、d/i并行输入模块和d/o并行输出模块；
38.所述边缘测控前面板的内部设置有主控模块、ad模块、da模块、矩阵模块和供电模块。
39.优选的，所述边缘测控单元采用dhcp方式获取ip，软件层面定义板卡识别报文信息。
40.优选的，所述测控主控模块由zynq底板和poe受电模块组成，zynq底板通过以太网phy或光纤接口挂接在以太网总线上。
41.优选的，所述zynq底板通过高速板载连接器与功能模块连接，zynq的pl端通过axi总线挂载多个功能ip核，控制多路功能板卡。
42.优选的，所述边缘测控单元通过网口挂载到poe交换机，poe交换机通过10g网口与笔记本或工控机连接，用于终端控制或显示。
43.优选的，所述主控模块由zynq处理器作为主控制器，输入5v作为供电电源，上位机通过网口将控制数据发送给zynq处理器，zynq解析控制数据中的地址判断当前数据是否接
收，接收后控制对应的功能模块ip，通信协议采用自定义报文帧。
44.优选的，所述ad模块由ad7606作为模数转换器，输入5v、
±
15v作为供电电源，外部连接器采用j30j连接器对外连接，外部信号经过降压、隔离、阻抗匹配送入ad芯片，ad芯片通过板载连接器接收主控模块的控制及数据处理。
45.优选的，所述da模块由ad9767作为模数转换器，输入5v、
±
15v作为供电电源，外部连接器采用j30j连接器对外连接，da模块通过板载连接器与主控模块连接，接受主控模块功能ip的控制，经过数模转换，差分放大、阻抗匹配、滤波电路等对外输出。
46.优选的，所述矩阵模块采用继电器矩阵的设计结构，继电器矩阵有32个双刀双掷继电器开关，采用j30j连接器对外接口，另一端采用高速连接器与主控模块底板对插，矩阵模块宽度与主控模块宽度一致，对插后可视做一块板卡。
47.供电模块选用lmf200-23b05uh机壳开关电源，宽电压输入范围：85-305vac/120-430vdc，工作温度-40℃～70℃，150％峰值功率持续1s输出，4000vac高隔离电压，输出电压5v(精度
±
2.0％)，最大输出电流40a，短路保护，过流保护，过压保护。
48.软件框架中的主调程序负责完成参数获取、解释、处理显示，实现与通用驱动程序之间的数据通信以及与用户之间信息交互等功能。
49.包括以下步骤：
50.步骤s1、在进行测试时，主调程序首先启动测试界面，运行软件主界面，板卡初始化是边缘测控单元主控模块与上位机建立通信连接并发送初始化指令；
51.步骤s2、初始化完成后获取板卡id、描述等信息，用于软件显示；
52.步骤s3、根据具体测试需求启动测试，获取测试参数，分析测试内容，测控指令发送通用仪器驱动程序，驱动程序再控制硬件电路完成相关测试操作，最终返回测试结果数据；
53.步骤s4、主调程序接收到测试结果数据以后即对其进行相应的处理、显示；
54.步骤s5、所有参数测试完成以后，可形成测试报告，如果需要对测试结果进行打印即可现场打印，也可以以后通过启动打印程序再进行打印。
55.每个边缘测控单元为独立架构，从而方便对各个边缘测控单元进行拆卸维护，边缘测控单元内部采用扩展卡设计同样模块设计即可替代，zynq底板通过高速板载连接器与功能模块连接，zynq的pl端通过axi总线挂载多个功能ip核，控制多路功能板卡，每个边缘测控单元采用dhcp方式获取ip，软件层面定义板卡识别等报文信息。
56.边缘测控前面板的内部设置有主控模块、ad模块、da模块、矩阵模块和供电模块，均主控模块、ad模块、da模块、矩阵模块和供电模块均由不同的j30j连接器组成，j30j连接器采用不同针、针座互换等方式实现防插座处理，后面板为ac220v插座及poe网口组成，上位机通过网口将控制数据发送给zynq处理器，zynq解析控制数据中的地址判断当前数据是否接收，接收后控制对应的功能模块ip，通信协议采用自定义报文帧。
57.软件框架中的主调程序负责完成参数获取、解释、处理显示，实现与通用驱动程序之间的数据通信以及与用户之间信息交互等功能。
58.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变
化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种便于维护的通讯板卡组件，包括边缘测控机箱，其特征在于：所述边缘测控机箱内部设置有多个边缘测控单元和poe交换机，且所述边缘测控机箱的外侧安装有边缘测控前面板；所述边缘测控单元主要包括测控主控模块，且测控主控模块配置有a/d并行输入模块、d/a并行输出模块、d/i并行输入模块和d/o并行输出模块；所述边缘测控前面板的内部设置有主控模块、ad模块、da模块、矩阵模块和供电模块。2.根据权利要求1所述的一种便于维护的通讯板卡组件，其特征在于：所述边缘测控单元采用dhcp方式获取ip，软件层面定义板卡识别报文信息。3.根据权利要求1所述的一种便于维护的通讯板卡组件，其特征在于：所述测控主控模块由zynq底板和poe受电模块组成，zynq底板通过以太网phy或光纤接口挂接在以太网总线上。4.根据权利要求3所述的一种便于维护的通讯板卡组件，其特征在于：所述zynq底板通过高速板载连接器与功能模块连接，zynq的pl端通过axi总线挂载多个功能ip核，控制多路功能板卡。5.根据权利要求1所述的一种便于维护的通讯板卡组件，其特征在于：所述边缘测控单元通过网口挂载到poe交换机，poe交换机通过10g网口与笔记本或工控机连接，用于终端控制或显示。6.根据权利要求1所述的一种便于维护的通讯板卡组件，其特征在于：所述主控模块由zynq处理器作为主控制器，输入5v作为供电电源，上位机通过网口将控制数据发送给zynq处理器，zynq解析控制数据中的地址判断当前数据是否接收，接收后控制对应的功能模块ip，通信协议采用自定义报文帧。7.根据权利要求1所述的一种便于维护的通讯板卡组件，其特征在于：所述ad模块由ad7606作为模数转换器，输入5v、
±
15v作为供电电源，外部连接器采用j30j连接器对外连接，外部信号经过降压、隔离、阻抗匹配送入ad芯片，ad芯片通过板载连接器接收主控模块的控制及数据处理。8.根据权利要求1所述的一种便于维护的通讯板卡组件，其特征在于：所述da模块由ad9767作为模数转换器，输入5v、
±
15v作为供电电源，外部连接器采用j30j连接器对外连接，da模块通过板载连接器与主控模块连接，接受主控模块功能ip的控制，经过数模转换，差分放大、阻抗匹配、滤波电路等对外输出。9.根据权利要求1所述的一种便于维护的通讯板卡组件，其特征在于：所述矩阵模块采用继电器矩阵的设计结构，继电器矩阵有32个双刀双掷继电器开关，采用j30j连接器对外接口，另一端采用高速连接器与主控模块底板对插，矩阵模块宽度与主控模块宽度一致，对插后可视作一块板卡。10.根据权利要求1-9任一项所述的边缘测控单元的软件测试流程，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1、在进行测试时，主调程序首先启动测试界面，运行软件主界面，板卡初始化是边缘测控单元主控模块与上位机建立通信连接并发送初始化指令；步骤s2、初始化完成后获取板卡id、描述等信息，用于软件显示；步骤s3、根据具体测试需求启动测试，获取测试参数，分析测试内容，测控指令发送通
用仪器驱动程序，驱动程序再控制硬件电路完成相关测试操作，最终返回测试结果数据；步骤s4、主调程序接收到测试结果数据以后即对其进行相应的处理、显示；步骤s5、所有参数测试完成以后，可形成测试报告，如果需要对测试结果进行打印即可现场打印，也可以以后通过启动打印程序再进行打印。

技术总结
本发明公开一种便于维护的通讯板卡组件，涉及系统集成、通信以及测控领域。该便于维护的通讯板卡组件，包括边缘测控机箱，所述边缘测控机箱内部设置有多个边缘测控单元和POE交换机，且所述边缘测控机箱的外侧安装有边缘测控前面板；所述边缘测控单元主要包括测控主控模块，且测控主控模块配置有A/D并行输入模块、D/A并行输出模块、D/I并行输入模块和D/O并行输出模块；所述边缘测控前面板的内部设置有主控模块、AD模块、DA模块、矩阵模块和供电模块。该便于维护的通讯板卡组件，实现每个边缘测控单元为独立架构，从而方便对各个边缘测控单元进行拆卸维护，边缘测控单元内部采用扩展卡设计同样模块设计即可替代。计同样模块设计即可替代。计同样模块设计即可替代。


技术研发人员：于志民 冯翠萍
受保护的技术使用者：上海垚智电子科技有限公司
技术研发日：2023.05.27
技术公布日：2023/8/24