基于cortex-M3的工业物联网网络管理控制器的制作方法

基于cortex-m3的工业物联网网络管理控制器
技术领域
1.本发明涉及工业物联网技术领域，尤其涉及一种基于cortex-m3的工业物联网网络管理控制器。


背景技术：

2.工业物联网可帮助企业从复杂分布在各处的传感器收集数据，汇集到 cpu处理器后进行数据分析，并根据设计的算法再计算出当前机器运行状态，从而可最大限度提高及其工作效率，及整个车间的工作吞吐量。工业网物联网的应用包括运动控制、机器与机器之间的通信，预测性评估，智能新能源/太阳能、大数据分析以及智能互联医疗系统等。在这种大环境下，工业物联网网络管理控制器也就应运而生。目前，工业物联网奇数在国内发展相对缓慢。
3.现有的工业物联网控制，往往是通过一些独立的控制器进行组网搭建，网络设备和不同控制器之间通过各种通信协议进行信息交互。设备的增多往往造成了成本较高、稳定性降低，分布的灵活性和通用性较差，同时造成集成度偏低等缺点。综上所述，对于现有的工业物联网中网络管理还没有更好的设计方案。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种基于cortex-m3的工业物联网网络管理控制器，具有架构简单、成本可控、模块化分工、通用性强和便于维护的优点。
5.为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是，基于cortex-m3的工业物联网网络管理控制器，包括基于cortex-m3内核的cpu处理器、网络管理模块、通信模块和触摸显示屏，基于cortex-m3内核的cpu处理器和网络管理模块通过总线连接，网络管理模块用于完成网络数据的转发和传输，通信模块和触摸显示屏分别与基于cortex-m3内核的cpu处理器相连接，基于cortex-m3内核的cpu处理器通过通信模块与外部网络客户端连接，外部网络客户端通过web网络服务器登录基于cortex-m3的工业物联网网络管理控制器完成网络连接。
6.作为本发明的优化方案，基于cortex-m3内核的cpu处理器和网络管理模块集成在同一块芯片中。
7.作为本发明的优化方案，通信模块包括wifi网络模块、有线以太网模块、4g/5g网络模块中的一种或几种组合。
8.作为本发明的优化方案，基于cortex-m3的工业物联网网络管理控制器还包括数字量输入输出单元和模拟量输入输出单元，数字量输入输出单元用于接收和发送数字量数据，模拟量输入输出单元用于接收和发送模拟量数据。
9.作为本发明的优化方案，基于cortex-m3的工业物联网网络管理控制器还包括uart串口、spi接口和i2c接口，uart串口、spi接口和i2c 接口均与基于cortex-m3内核的cpu处理器，uart串口用于建立与本地 pc监控终端的交互通信连接，spi接口与通信模块进
行网络数据的传输，i2c接口用于与外部存储器建立数据交互。
10.作为本发明的优化方案，基于cortex-m3的工业物联网网络管理控制器还包括电源单元、电池单元和存储器单元，电源单元用于为各个单元供电，电池单元用于电源掉电时作为实时时钟的备用电源，存储器单元用于存储数据。
11.作为本发明的优化方案，触摸显示屏用于实现数据图形显示，人机对话，实时数据显示分析，历史数据查找和设备异常告警信息。
12.本发明具有积极的效果：1)本发明具备实时性好，集成度高，通用性好，实用性强的优点；
13.2)本发明的cpu处理器和网络管理模块，即通过硬件处理，快速实现报文转发和数据传输；
14.3)本发明外部客户端通过登录该web网络服务器，可以实时控制设备运行和获取设备实时状态。通过浏览器提供更好的用户体验，也更容易让客户随时随地的掌握需要监控的网络管理控制器的实时运行状态；
15.4)本发明的本地pc监控终端通过串口，可以进行程序下载，升级用户程序和底层程序；
16.5)本发明利用集成在控制器内部的网络管理模块实现报文快速转发和处理；利用通信模块，实现和外部网络客户端建立通信连接，使用者和研究人员能够对存储的大量数据进行分析研究；利用集成于控制器的触摸显示屏显示来自设备内部输入输出信息，告警信息，实时数据信息，历史数据信息，能够直观的让使用者直观与控制设备进行人机交互；
17.6)本发明采用模块化设计，可根据用户需求配置灵活改变，增删模块即可。
附图说明
18.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
19.图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
20.如图1所示，本发明公开了一种基于cortex-m3的工业物联网网络管理控制器，包括基于cortex-m3内核的cpu处理器、网络管理模块、通信模块和触摸显示屏，基于cortex-m3内核的cpu处理器和网络管理模块通过总线连接，网络管理模块用于完成网络数据的转发和传输，通信模块和触摸显示屏分别与基于cortex-m3内核的cpu处理器相连接，基于 cortex-m3内核的cpu处理器通过通信模块与外部网络客户端连接，外部网络客户端通过web网络服务器登录基于cortex-m3的工业物联网网络管理控制器完成网络连接。
21.外部网络客户端可以通过web网络服务器，web网络服务器又称网页服务器，主要功能是提供网上信息浏览服务，客户可以登录该基于cortex
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m3的工业物联网网络管理控制器的网页ip地址，完成网络连接。基于c ortex-m3内核的cpu处理器通过通信模块和外部网络客户端建立通信连接，传输设备实时的运行状态、非实时的运行数据、设备实时操作按钮等。
22.基于cortex-m3内核的cpu处理器和网络管理模块集成在同一块芯片中，网络管理模块与cpu集成，直接通过内部总线连接，通过软硬件协同，完成网络报文的快速转发和传
输，基于cortex-m3内核的cpu处理器和网络管理模块通过内部总线通信，基于cortex-m3内核的cpu处理器可以通过指令集，以访问物理地址的方式，直接读或者写，操作相关功能寄存器，根据模块单元设计的的硬件和软件处理流程，报文从光口进入物理层，通过二层数据链路层确定mac地址信息，如果需要进一步上送到再交给三层ip层处理，查找ip和路由等信息，从而控制报文的转发和传输。
23.通信模块包括wifi网络模块、有线以太网模块、4g/5g网络模块中的一种或几种组合。
24.基于cortex-m3的工业物联网网络管理控制器还包括数字量输入输出单元和模拟量输入输出单元，数字量输入输出单元用于接收和发送数字量数据，模拟量输入输出单元用于接收和发送模拟量数据。
25.基于cortex-m3的工业物联网网络管理控制器还包括uart串口、spi 接口和i2c接口，uart串口、spi接口和i2c接口均与基于cortex-m3 内核的cpu处理器，uart串口用于建立与本地pc监控终端的交互通信连接，spi接口与通信模块进行网络数据的传输，i2c接口用于与外部存储器建立数据交互。
26.基于cortex-m3的工业物联网网络管理控制器还包括电源单元、电池单元和存储器单元，电源单元用于为各个单元供电，电池单元用于电源掉电时作为实时时钟的备用电源，存储器单元用于存储数据。
27.触摸触摸显示屏用于实现数据图形显示，人机对话，实时数据显示分析，历史数据查找和设备异常告警信息。
28.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。