基于ch375的塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)技術(shù)

1、基于基于CH375CH375的塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)技術(shù)的塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)技術(shù)李東博，殷晨波，繆彬彬（南京工業(yè)大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，江蘇南京（南京工業(yè)大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，江蘇南京210009210009）摘要：摘要：在塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)中，所采集數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)儲(chǔ)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(pán)為存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，該方案具有成本低、方法簡(jiǎn)單、便于

2、操作、可靠性高等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)128M片上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行一次性轉(zhuǎn)儲(chǔ)。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：塔機(jī)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)，CH375，USB，U盤(pán)DataDatatransmissiontransmissiontechnologytechnologybasedbasedononCH375CH375ffTowerTowerCraneCranesafetysafetymonitingmonitingcontrolcontrolsystemsystemLIDongbo

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

4、lashdiskasthestagemediawhichUSBinterfacechipCH375isce.Thesystemofsoftwarehardwareispresentedindetailprospectismade.Thefaultdataisstedthattheschemefeatureslowcostssimplemethodoperatedeasilygoodreliabilitythistechnologyhas

5、beenappliedtothelocomotivefaultrecdersuccessfully.Keywds:Keywds:TowerCranedatatransmissionCH375，MicroControllerUnit，USBflashdisk在塔機(jī)安全檢測(cè)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(jì)算機(jī)因此需要兩者之間進(jìn)行通訊。由于塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)是安裝于塔機(jī)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(lài)

6、于計(jì)算機(jī)環(huán)境給數(shù)據(jù)的傳輸帶來(lái)很大的不便?；诘慕涌诒P(pán)讀寫(xiě)方案把盤(pán)作為中間數(shù)據(jù)的傳輸介質(zhì)克服了對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴(lài)可以方便快捷的傳輸數(shù)據(jù)。盤(pán)在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的最大優(yōu)點(diǎn)是它具有良好的通用性、方便、廉價(jià)同時(shí)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(chǔ)更加可靠。1塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)塔機(jī)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(shí)時(shí)采集起吊重量、力矩、回轉(zhuǎn)角、吊壁位移、限位等運(yùn)行數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上實(shí)時(shí)判別是否超限，作出報(bào)警

7、或停機(jī)等處理。采集到的數(shù)據(jù)一方面通過(guò)液晶屏在駕駛倉(cāng)操作臺(tái)上實(shí)時(shí)顯示，另一方面通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信模塊傳送到監(jiān)控中心。它主要由CAN總線(xiàn)、人機(jī)接口節(jié)點(diǎn)、無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊、起重量檢測(cè)節(jié)點(diǎn)、幅度檢測(cè)節(jié)點(diǎn)、高度檢測(cè)節(jié)點(diǎn)、角度檢測(cè)節(jié)點(diǎn)組成，系統(tǒng)以STC89C516為核心。第1011管腳為UD、UD為USB總線(xiàn)的D和D數(shù)據(jù)線(xiàn)端。第15～第22端為8位雙向數(shù)據(jù)總線(xiàn)。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(jì)

8、硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)連接U盤(pán)存儲(chǔ)模塊，在主板上預(yù)留了連接U盤(pán)的排線(xiàn)接口。外部U盤(pán)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)內(nèi)容為塔機(jī)每次工作的年份、日期、開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、開(kāi)始高度、結(jié)束高度、開(kāi)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(píng)估塔機(jī)的使用壽命時(shí)，可導(dǎo)出數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。U盤(pán)存儲(chǔ)模塊使用CH375為主控芯片，CH375是一個(gè)USB總線(xiàn)的通用接口芯片，支持USBHOST主機(jī)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(xiàn)和讀、寫(xiě)、片選控制線(xiàn)以及中斷輸出，可以方便地掛接到單片機(jī)DSPMCUMPU等控制器的系統(tǒng)總線(xiàn)上。在USB主機(jī)方式下，CH375還提供了串行通訊方式，通過(guò)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(jī)方式支持常用的12Mbs全速USB設(shè)備，外部單片機(jī)可以通過(guò)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(chǔ)設(shè)備的專(zhuān)用通訊協(xié)議的固件，外部單片機(jī)可以直

10、接以扇區(qū)為基本單位讀寫(xiě)常用的USB存儲(chǔ)設(shè)備（包括USB硬盤(pán)USB閃存盤(pán)U盤(pán)）。其并行接口包含8位數(shù)據(jù)總線(xiàn)，4線(xiàn)控制：讀選通寫(xiě)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(shí)需要外部為其提供12MHz的時(shí)鐘信號(hào)。U盤(pán)存儲(chǔ)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(pán)存儲(chǔ)模塊的電路圖CH375的TXD引腳通過(guò)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(diǎn)退耦，C4是容量為0.01μF的獨(dú)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(dú)石或高頻瓷片電容。晶體X1、電容C1和C2組成CH375的時(shí)鐘振蕩電路。USBHOST主機(jī)方式要求時(shí)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(dú)石或高頻瓷片電容。如果電源上電過(guò)程較慢并且電源斷電后放電時(shí)間較長(zhǎng)，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(gè)容量為0.47μF的電容C3，并且可以減少干擾。在設(shè)計(jì)印刷線(xiàn)路板PCB時(shí)，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(hào)線(xiàn)貼近平行布線(xiàn)，盡量在兩側(cè)提供地線(xiàn)或者覆銅，減少來(lái)自外界的信號(hào)干擾；盡量縮短XI和XO引腳相關(guān)信號(hào)線(xiàn)的長(zhǎng)度，減少高頻時(shí)鐘對(duì)外界的干擾，并應(yīng)該