方案概述
分布式IO设备主要是连接现场设备,实现现场设备的状态感知和控制,通过现场总线和标准协议连接PLC控制器或工业互联网关设备。
IO设备的接口关系如图1所示。
图1:图1:IO设备的接口关系
IO设备的核心特性是:
(1)实时性:满足工业设备的状态采集及实时控制需求。
(2)可靠性:设备的稳定性与可靠是IO设备的关键特性。
(3)灵活性:工业现场设备各类多、接口复杂,需要灵活的接入方式。
产品说明
支持分布式IO设备解决方案的产品如下:
(1) Szx-code-hal-io:提供IO硬件接口功能,支持不同硬件和操作系统的适配。
(2) Szx-code-rt-io:提供IO的基本操作、定时器、计数器、中断、滤波等功能,可与协议模块及PLC控制模块无缝链接。
(3) Szx-code-rt-ext协议模块:支持modbus-tcp、modbus-rtu、CANOpen、EtherCat、profinet、Ethernet/IP等,协议栈模块可以无缝与Szx-code-rt-io及Szx-code-hal-plc链接。
(4) Szx-code-web-view基于web的上位机软件支持设备参数配置及状态监控。
(5) 硬件平台支持arm32位、arm64位,如Allwinner T507\H3\H5\H6等,16位、32位MCU等。
(6) 操作系统支持linux-rt、FreeRTOS、RT-Thread及Win CE 等。
(7) 系列化的aFAR嵌入式平台加上szx-code系列软件,可以提供完整的嵌入式IO设备解决方案。
解决方案:使用szx-code系列软件+szx-aFAR系列硬件平台
(1) 服务对象:IO设备制造商/终端客户
(2) 产品目标:IO设备集成
(3) 条件:工业控制系统集成
(4) 解决方案:参见图2~图5所示。
图2:aFAR系列硬件平台的IO设备解决方案
图3:aFAR-mini导轨硬件
图4:aFAR-书本式硬件
方案提供的基本用例如图5所示。
图5:IO设备工程用例图
表1:szx-aFAR系列硬件规格
szx-aFAR系列硬件(szx-afar2101h)规格 |
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组件 |
规格参数 |
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结构 |
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afar-mt7621a主板
afar-mt7621a主板
afar-mt7621a主板 |
(1)基础系统 |
(1)CPU:MT7621A,MIPS,双核,主频880M (2)RAM:256M (3)Flash:32M (4)TF:32G (5)RTC |
(2)电源 |
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接口 |
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LED |
(1)除接口灯外10个 |
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扩展板位 |
(1)扩展板位2个 |
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WIFI模块插槽 |
1个,可以选配WIFI模块 |
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4G及GPS插槽 |
1个,可选配4G模块 |
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操作系统 |
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边缘网关软件 |
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afar-t507主板
afar-t507主板
afar-t507主板
afar-t507主板
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(1)基础系统 |
(1)CPU:全志T507,CotexA53,,4核64位,1.5G (2)RAM:2GB (3)EMMC:8G (4)TF:32G (5)RTC |
(2)电源 |
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接口 |
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LED |
(1)除接口灯外10个 |
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扩展板位 |
(1)扩展板位2个 |
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WIFI模块插槽 |
1个,可以选配WIFI模块 |
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4G及GPS插槽 |
1个,可双选配WIFI及4G模块 |
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操作系统 |
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边缘网关软件 |
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WIFI模块
WIFI模块
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WIFI |
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4G/GPS 模块
4G/GPS 模块
4G/GPS 模块
4G/GPS 模块
4G/GPS 模块
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4G及GPS |
l Class 4 (33dBm±2dB) for GSM900 l Class 1 (30dBm±2dB) for DCS1800 l Class E2 (27dBm±3dB) for GSM900 8-PSK l Class E2 (26dBm±3dB) for DCS1800 8-PSK l Class 3 (24dBm+2/-1dB) for CDMA BC0 l Class 3 (24dBm+1/-3dB) for WCDMA bands l Class 2 (24dBm+1/-3dB) for TD-SCDMA bands l Class 3 (23dBm±2dB) for LTE-FDD bands l Class 3 (23dBm±2dB) for LTE-TDD bands
l 最大支持 3GPP R8 non-CA Cat 4 FDD 和 TDD l 支持 1.4MHz~20MHz 射频带宽 l 下行支持 MIMO l LTE-FDD:最大下行速率 150Mbps,最大上行速率 50Mbps l LTE-TDD:最大下行速率 130Mbps,最大上行速率 35Mbps
l 支持 3GPP R8 DC-HSDPA,HSPA+,HSDPA,HSUPA 和 WCDMA l 支持 QPSK,16-QAM 和 64-QAM 调制 l DC-HSDPA:最大下行速率 42Mbps l HSUPA:最大上行速率 5.76Mbps l WCDMA:最大下行速率 384Kbps,最大上行速率 384Kbps
l 支持 CCSA Release 3 TD-SCDMA l 最大下行速率 4.2Mbps,最大上行速率 2.2Mbps
l 支持 3GPP2 CDMA2000 1X Advanced 和 1xEV-DO Rev.A l EVDO:最大下行速率 3.1Mbps,最大上行速率 1.8Mbps l 1X Advanced:最大下行速率 307.2Kbps,最大上行速率 307.2Kbps
GPRS: l 支持 GPRS 多时隙等级 33(默认为 33) l 编码格式:CS-1/CS-2/CS-3/CS-4 l 最大下行速率 107Kbps,最大上行速率 85.6Kbps EDGE: l 支持 EDGE 多时隙等级 33(默认为 33) l 支持 GMSK 和 8-PSK 的调制编码方式 l 下行编码格式:CS 1-4 和 MCS 1-9 l 上行编码格式:CS 1-4 和 MCS 1-9 l 最大下行速率 296Kbps,最大上行速率 236.8Kbps
l 支持 TCP/UDP/PPP/FTP/HTTP/NTP/PING/QMI/NITZ/CMUX/ l HTTPS/SMTP/MMS/FTPS/SMTPS/SSL/FILE 协议 l 支持 PAP (Password Authentication Protocol) 和 CHAP (Challenge l Handshake Authentication Protocol) |
主板IO模块
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SM-D0808P |
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SM-D0808N |
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SM-D0808R |
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主板IO模块
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SM-Customer |
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扩展板
扩展板
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EXIO-AC0800 |
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EXIO-AV0800 |
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EXIO-C4S4 |
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EXIO-S08 |
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EXCPU-T507 |
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EXAIU-ATLAS |
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EXAIU-NVIDIA-NX |
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EXIO-Customer |
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功能特性
本方案功能特性如表1所示。
表2:szx-code+自研硬件平台解决方案功能特性
产品 |
特性名称 |
特性说明 |
备注 |
IO设备集成开发环境 (Szx-code-ide-io)
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设备厂家属性 |
(1)厂家名称 (2)设备型号 (3)定制日期 (4)硬件版本 (5)厂家LOGO |
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IO规格配置 |
(1)接口类型 (2)接口数量 (3)总线类型及协议 (4)IO周期 (5)定时器数量及属性 (6)计数器数量 (7)高速IO配置 (8)中断配置 (9)过滤器配置 (10)IO可选功能模块配置 |
根据软件不同,规格有差异 |
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CPU类型配置 |
指定CPU架构,支持MCU、arm32、arm64、x86、amd64 |
需要进行RT-HAL适配 |
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生成批量生产包 |
用于批量生产灌装 |
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生成生产测试包 |
用于生产测试 |
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生成升级包 |
用于现场升级 |
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设备软件包 (Szx-code-rt-hal-io/Szx-code-rt-io/Szx-code-rt-ext) |
低层依赖包 |
提供适配服务 |
需要适配 |
IO应用包 |
提供IO应用及管理功能 |
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协议包 |
根据配置,提供现场总线协议 |
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Szx-code-web-view |
上位机软件 |
用于设备的升级及状态调试、监控等 |
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方案特点
零开发,只需要简单配置,周期短,系统灵活