CN202383574U - 嵌入式工业控制器主板 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种嵌入式工业控制器主板，包括CPU模块、IDE硬盘、内存、显示模块、电源模块，还包括以太网连接模块，外接WiFi的无线网络模块，触摸屏接口模块、USB接口模块，所述以太网连接模块、无线网络模块、触摸屏接口模块、USB接口模块均与CPU连接。本实用新型克服了现有的工控主板普遍存在功能单一、功耗偏高、性能偏低、提供的接口有限、分辨率支持不够等不足，内嵌Windows CE操作***，可以进行各类应用程序的开发和使用，适用于各行各业，具有适用范围广、功耗低、操作方便等优点。

Description

嵌入式工业控制器主板
技术领域
本实用新型涉及一种嵌入式工业控制器主板。
背景技术
随着信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式***出现了很多新模式、新方法，主要在硬件和操作***两个方面。硬件目前使用较多的有ARM芯片和PC/104主板：ARM芯片具有功耗低、体积小、价格低的优势，但ARM嵌入式***开发中涉及到ARM仿真器与ARM编译器的使用，编译后的最终程序需要导入芯片中，对于没有相关开发经验的工程师，熟悉ARM芯片开发需要一定时间，设计周期也自然会延长很多。此外，ARM芯片规格较为固定，其各种配置不能灵活改动；PC/104主板能很好地与Windows***兼容，但功耗高、体积大、价格高。
操作***常用的有VxWorks、Linux、Windows：VxWorks因出现较早、实时性强、内核很小、可靠性较高等，但VxWorks因价格很高；Linux是一种免费、开源的操作***，支持软件多，可用资源丰富，但是一般开发人员不太熟悉Linux，开发难度较大。
现有的工控主板还存在对大流量信息处理速度慢、接口能力有限、视频解码功能不全等缺点。
实用新型内容
针对现有的工控主板普遍存在功能单一，功耗偏高，性能偏低，提供的接口有限，分辨率支持不够等不足，本实用新型在研究现有嵌入式控制***技术基础之上，提供一种多功能、多接口、可扩展在多功能媒体播放器、移动信息娱乐设备、家庭数字媒体适配器、移动导航设备以及工业平板液晶电脑上的嵌入式工业控制器主板，适用于工业控制各行各业。
本实用新型采用的技术方案是：嵌入式工业控制器主板，包括CPU模块、IDE硬盘、内存、显示模块、电源模块，还包括以太网连接模块，外接WiFi的无线网络模块，触摸屏接口模块、USB接口模块，所述以太网连接模块、无线网络模块、触摸屏接口模块、USB接口模块均与CPU连接。
所述IDE硬盘内嵌有Windows CE操作***。
所述CPU模块还连接有红外遥控模块。
所述CPU模块还连接有摄像头连接模块。
所述CPU模块还连接有音频模块。
所述CPU模块还连接有外置存储器。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
本实用新型采用Windows CE操作***，其VC++环境为大众所熟悉，方便快速，它的开发难度远低于嵌入式Linux，与WindowXP、Win2000的同族性，保证了原来在PC机上开发的程序可容易移植到嵌入式***中。内嵌Windows CE操作***，可以进行各类应用程序的开发和使用，应用到各行各业。如工业过程控制、数控机床、电力***、电网安全、电网设备监测、石油化工；如交通管理，应用于车辆导航、流量控制、信息监测与汽车服务方面；如信息家电，冰箱、空调等的网络化、智能化；如家庭智能管理***，安全防火、防盗***；如POS网络及电子商务，如公共交通无接触智能卡(ContactlessSmartcard，CSC)发行***、自动售货机等各种智能ATM终端；如环境工程与自然，应用于水文资料实时监测、防洪体系及水土质量监测、堤坝安全，地震监测网，实时气象信息网，水源和空气污染监测等等。
附图说明
图1是本实用新型嵌入式工业控制器主板的结构框图；
图2是本实用新型嵌入式工业控制器主板的操作***网络通信框架结构示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式，并结合附图对本实用新型作进一步说明。
参见图1—2，本实用新型的嵌入式工业控制器主板包括CPU模块1、IDE硬盘、内存9、显示模块2、电源模块，还包括以太网连接模块3，外接WiFi的无线网络模块4，触摸屏接口模块12、USB接口模块5、红外遥控模块7、摄像头连接模块6、音频模块11、外置存储器8、声卡10，上述模块或外设均与CPU连接。在IDE硬盘内嵌有Windows CE操作***。主板采用RMI公司AU1250处理器，以3.5英寸(146mm x 102mm)主板作为工业控制器整套***最底层的支撑件，内嵌Windows CE操作***，可以进行各类应用程序的开发和使用，应用到各行各业。RMI公司的Alchemy Au1250系列处理器，是一个低功耗、高性能的片上***解决方案，面向多功能便携式媒体播放器(mPMP)、移动信息娱乐设备、家庭数字媒体适配器(DMA)、导航设备、医疗电子以及工业应用，Au1250处理器支持MPEG-1、MPEG-2、4wmv9、DivX和Xvid全D1(720x480)视频30fps流畅播放，处理器接口丰富，功能强大，支持最大1280x1024分辨率，特别适合于一般ARM处理器无法满足的高性能应用，其SoC架构整合了大部分***设备，因而极大地降低了材料成本。
主板上集成以下硬件或接口：电源、CPU、RTC、FLASH、DDR2SDRAM、以太网、WiFi无线网络、USB 2.0、RS232/RS485串口、CF/SDHC/MMC/xD/MS卡、IDE硬盘、声卡、功放、触摸屏控制器、8×8键盘、红外遥控、VGA、LCD驱动、背光控制、摄像头等，可扩展在多功能媒体播放器、移动信息娱乐设备、家庭数字媒体适配器、移动导航设备以及工业平板液晶电脑等方面的应用，支持液晶屏、摄像、视频、音频、触摸屏、USB、232总线/485总线设备、CF/SDHC/MMC/xD/MS等多种外置存储卡、以太网、WiFi无线网络等多种外设。主板使用高性能DDR2内存，CPU主频支持400-700MHZ，使单片主板功耗仅4瓦。支持NAND Boot，***启动时间大大缩短，同时为用户应用程序提供了有效加密保护手段。显示输出支持VGA和单/双通道LVDS驱动，双通道LVDS能够支持15英寸以上的LCD屏，LCD屏支持320×240到1280×1024的各种分辨率，所有分辨率支持视频全屏播放(无黑边)，分辨率和刷新率可以轻松地通过板上跳线设置。主板支持几乎所有类型存储卡，提供一个非常完善的存储解决方案。内置触摸屏控制器、8×8键盘接口和红外接收。主板内置802.11bg WiFi接口，完整无线传输解决方案。主板设置多个接口，可扩展性强，使主板除了具备现有PC机的所有接口之外，用户还可以轻松扩展GPRS/CDMA1X、GPS、存储卡、HD/DVD-ROM、WiFi、蓝牙、传感器、USB等外设。支持Hive based registry，可以长期保存注册表信息，不受关机的影响。
操作***采用Microsoft公司的Windows CE***，该***是可伸缩的32位的操作***，可根据实际需要作功能裁剪，具有的多线程、多任务、完全抢占式的特点，界面的通用性，用户容易接收；同时，可以将Windows通用操作***下的应用程序移植到嵌入式应用***中。
在本实用新型的嵌入式工业控制器主板中，操作***访问硬件层通过OEM硬件抽象层完成，OEM层提供了硬件和操作***之间的接口，操作***要访问具体的硬件就可以通过OEM层提供的API进行访问，而不必直接与硬件打交道。操作***层中有Windows CE的组件，用户可以根据自己的***的需要进行定制，选择需要的组件，去掉不必要的组件，这样可以减小内存需求，使***性能达到最佳。应用程序层是用户为特定的嵌入式***开发的应用程序。在操作***层中，设备管理器提供对可安装设备的支持，允许在***中安装诸如PC卡存储器和调制解调器之类的设备已扩充功能，内核提供最基本的操作***功能，例如进程调度、内存管理、进程通信等。图形、窗口事件处理模块将用户的击键、鼠标移动和控件选择转换为消息，传送给应用程序和操作***来处理用户的输入。对象存储、文件***、数据库和注册表提供存储数据的能力。附加技术模块指由CE操作***提供的一些可选择的专用功能模块，如Java语言支持模块、手写体输入识别模块等。用户界面模块为***提供一个与PC电脑上的视窗操作***类似的图形化操作界面。对***设计者而言，需要自行开发的是应用程序和直接与硬件有关的部分，包括硬件***本身、OAL、设备驱动程序。其中，OAL是指建立在硬件设备与***内核之间的一层代码，主要任务是为内核管理具体的硬件设备时钟、中断和实施电源管理提供支持。设备驱动程序负责支持操作***对目标硬件的访问。OAL和驱动程序都要针对具体的硬件设备编写。
本实用新型的嵌入式工业控制器主板具有能耗低、支持分辨率广、接口多、适应性强的优点，在硬件设备内嵌入Windows CE***后，可以应用到各行各业，进行各类应用的开发和使用，具体如下特点：
(1).支持7到15英寸以上手写触摸屏；通过扩展可同时接入多个设备，支持USB接口，RS232/RS485，以太网口，及无线传输功能。
(2).低功耗，能耗约为普通PC的1/10，大大节约电能，相对一般PC，每台每年能为企业节约电费约2000元人民币。
(3).硬件体积小，可安放在工作台中，也可安装在设备中，节约工厂场地空间。
(4).可防病毒侵入，维护方便，稳定性高，比普通PC具有更高的安全防护等级。
(5).与普通PC相比较，维护成本低廉，***有自我保护机制，基本实现零维护。

Claims (6)

1.嵌入式工业控制器主板，包括CPU模块、IDE硬盘、内存、显示模块、电源模块，其特征在于：还包括以太网连接模块，外接WiFi的无线网络模块，触摸屏接口模块、USB接口模块，所述以太网连接模块、无线网络模块、触摸屏接口模块、USB接口模块均与CPU连接。
2.根据权利要求1所述的嵌入式工业控制器主板，其特征在于：所述IDE硬盘内嵌有Windows CE操作***。
3.根据权利要求2所述的嵌入式工业控制器主板，其特征在于：所述CPU模块还连接有红外遥控模块。
4.根据权利要求2所述的嵌入式工业控制器主板，其特征在于：所述CPU模块还连接有摄像头连接模块。
5.根据权利要求2所述的嵌入式工业控制器主板，其特征在于：所述CPU模块还连接有音频模块。
6.根据权利要求2所述的嵌入式工业控制器主板，其特征在于：所述CPU模块还连接有外置存储器。
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