基于ch375的塔機安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲技術(shù)

1、基于基于CH375CH375的塔機安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲技術(shù)的塔機安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲技術(shù)李東博，殷晨波，繆彬彬（南京工業(yè)大學(xué)機械與動力工程學(xué)院，江蘇南京（南京工業(yè)大學(xué)機械與動力工程學(xué)院，江蘇南京210009210009）摘要：摘要：在塔機安全監(jiān)控系統(tǒng)中，所采集數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)儲與分析是重要的環(huán)節(jié)之一。介紹了一種以USB接口芯片CH375為核心U盤為存儲介質(zhì)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存技術(shù)給出了該系統(tǒng)硬軟件的具體實現(xiàn)?，F(xiàn)場應(yīng)用表明，該方案具有成本低、方法簡單、便于

2、操作、可靠性高等特點，實現(xiàn)對128M片上存儲數(shù)據(jù)進行一次性轉(zhuǎn)儲。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：塔機，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲，CH375，USB，U盤DataDatatransmissiontransmissiontechnologytechnologybasedbasedononCH375CH375ffTowerTowerCraneCranesafetysafetymonitingmonitingcontrolcontrolsystemsystemLIDongbo

3、，YINChenbo，MIAOBinbin(SchoolofMechanicalPowerEngineerofNJUTNanjing210009China)AbstractAbstract:IntheTowerCranesafetymonitingcontrolsystemdatatransmissionanalysisisaimptantpart.Introduceadatatransmissiontechnologywiththef

4、lashdiskasthestagemediawhichUSBinterfacechipCH375isce.Thesystemofsoftwarehardwareispresentedindetailprospectismade.Thefaultdataisstedthattheschemefeatureslowcostssimplemethodoperatedeasilygoodreliabilitythistechnologyhas

5、beenappliedtothelocomotivefaultrecdersuccessfully.Keywds:Keywds:TowerCranedatatransmissionCH375，MicroControllerUnit，USBflashdisk在塔機安全檢測中為了更好地管理和分析數(shù)據(jù)信息常常需要把采集到的數(shù)據(jù)上傳到計算機因此需要兩者之間進行通訊。由于塔機安全監(jiān)控系統(tǒng)是安裝于塔機上傳統(tǒng)的方式是基于一犯接口的串行通信這種方式依賴

6、于計算機環(huán)境給數(shù)據(jù)的傳輸帶來很大的不便。基于的接口盤讀寫方案把盤作為中間數(shù)據(jù)的傳輸介質(zhì)克服了對計算機的依賴可以方便快捷的傳輸數(shù)據(jù)。盤在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的最大優(yōu)點是它具有良好的通用性、方便、廉價同時它的抗震性和穩(wěn)定性也使得在特殊環(huán)境中的數(shù)據(jù)存儲更加可靠。1塔機安全監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)塔機安全監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)塔機安全監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)是要實時采集起吊重量、力矩、回轉(zhuǎn)角、吊壁位移、限位等運行數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上實時判別是否超限，作出報警

7、或停機等處理。采集到的數(shù)據(jù)一方面通過液晶屏在駕駛倉操作臺上實時顯示，另一方面通過無線通信模塊傳送到監(jiān)控中心。它主要由CAN總線、人機接口節(jié)點、無線收發(fā)模塊、起重量檢測節(jié)點、幅度檢測節(jié)點、高度檢測節(jié)點、角度檢測節(jié)點組成，系統(tǒng)以STC89C516為核心。第1011管腳為UD、UD為USB總線的D和D數(shù)據(jù)線端。第15～第22端為8位雙向數(shù)據(jù)總線。第24管腳為ACT#端在內(nèi)置固件的USB設(shè)備方式下USB設(shè)備配置完成狀態(tài)輸出低電平有效。3硬件設(shè)計

8、硬件設(shè)計系統(tǒng)連接U盤存儲模塊，在主板上預(yù)留了連接U盤的排線接口。外部U盤存儲數(shù)據(jù)的存儲內(nèi)容為塔機每次工作的年份、日期、開始時間、結(jié)束時間、開始高度、結(jié)束高度、開始角度、最大載重、最大幅度、最大力矩和警告。當(dāng)發(fā)生安全事故或需要評估塔機的使用壽命時，可導(dǎo)出數(shù)據(jù)進行分析。U盤存儲模塊使用CH375為主控芯片，CH375是一個USB總線的通用接口芯片，支持USBHOST主機方式和USBDEVICESLAVE設(shè)備方式。在本地端，CH375具有8位

9、數(shù)據(jù)總線和讀、寫、片選控制線以及中斷輸出，可以方便地掛接到單片機DSPMCUMPU等控制器的系統(tǒng)總線上。在USB主機方式下，CH375還提供了串行通訊方式，通過串行輸入、串行輸出和中斷輸出與單片DSPMCUMPU等相連接。CH375的USB主機方式支持常用的12Mbs全速USB設(shè)備，外部單片機可以通過CH375按照相應(yīng)的USB協(xié)議與USB設(shè)備通訊。CH375還內(nèi)置了處理MassStage海量存儲設(shè)備的專用通訊協(xié)議的固件，外部單片機可以直

10、接以扇區(qū)為基本單位讀寫常用的USB存儲設(shè)備（包括USB硬盤USB閃存盤U盤）。其并行接口包含8位數(shù)據(jù)總線，4線控制：讀選通寫選通、片選輸入、中斷輸出。支持5V電源電壓和3.3電源電壓，CH375芯片還支持低功耗模式。芯片內(nèi)置電源上電復(fù)位電路，一般情況下，不需要外部提供復(fù)位其正常工作時需要外部為其提供12MHz的時鐘信號。U盤存儲模塊的電路圖如圖2所示。INT#1RSTI2WR#3RD#4TXD5RXD6NC7A08V39UD10UD11

11、GND12XI13XO14D015D116D217D318D419D520D621D722GND23ACT#24RST25RST#26CS#27VCC28U1CH3751234USBJ2VCCR12KVCCINT_UC30.47uFVCCWRRDA15C40.01uF12CR112MHz12C115pF12C215pFAD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7R21KD1LEDCS_UVCC1122C5100uF1122C6100

12、uFC70.1uF圖2U盤存儲模塊的電路圖CH375的TXD引腳通過1kΩ左右的下拉電阻接地或者直接接地，使CH375工作于并口方式。電容C4用于CH375內(nèi)部電源節(jié)點退耦，C4是容量為0.01μF的獨石或高頻瓷片電容。電容C5和C7用于外部電源退耦，C7是容量為0.1μF的獨石或高頻瓷片電容。晶體X1、電容C1和C2組成CH375的時鐘振蕩電路。USBHOST主機方式要求時鐘頻率比較準(zhǔn)確，X1的頻率為12MHz0.4‰，C1和C2是容

13、量約為15pF的獨石或高頻瓷片電容。如果電源上電過程較慢并且電源斷電后放電時間較長，將導(dǎo)致CH375不能可靠復(fù)位。所以在RSTI引腳與VCC之間跨接一個容量為0.47μF的電容C3，并且可以減少干擾。在設(shè)計印刷線路板PCB時，需要注意：退耦電容C5和C7盡量靠近CH375的相連引腳；使UD和UD信號線貼近平行布線，盡量在兩側(cè)提供地線或者覆銅，減少來自外界的信號干擾；盡量縮短XI和XO引腳相關(guān)信號線的長度，減少高頻時鐘對外界的干擾，并應(yīng)該