起重机边缘计算控制电路的制作方法

1.本实用新型属于起重机技术领域，具体涉及一种起重机边缘计算控制电路。


背景技术：

2.随着起重机自动化控制发展，起重机自动化控制程序也逐渐成为起重机运行中最重要的部分，尤其是起重机防摇算法、自动控制算法等核心算法。
3.但由于plc程序保密性差，很容易导致核心算法被窃取从而对公司产生较大损失。
4.故此，以嵌入式为基础开发一款作为起重机边缘计算的产品将会显得尤为重要。


技术实现要素：

5.针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了一种能够有效避免核心算法被窃取的起重机边缘计算控制电路。
6.本实用新型的技术方案为：起重机边缘计算控制电路，包括：
7.mcu控制电路；
8.以太网接口电路，所述以太网接口电路与所述mcu控制电路连接，用于与起重机的plc进行通讯；
9.sd卡接口电路，所述sd卡接口电路与所述mcu控制电路连接，用于数据存储；
10.背板总线电路，所述背板总线电路与所述mcu控制电路连接，用于进行拓展；
11.电源电路，所述电源电路用于所述起重机边缘计算控制电路的供电。
12.所述以太网接口电路具有以太网接口芯片，所述太网接口芯片通过spi接口与所述mcu控制电路连接。
13.所述以太网接口芯片采用 w5500以太网接口芯片。
14.所述mcu控制电路具有stm32f427vit6 单片机。
15.所述sd卡接口电路具有microsd 卡，所述microsd 卡通过sdio 接口与所述mcu控制电路连接。
16.所述背板总线电路具有max485芯片，所述max485芯片通过 uart 串口与所述mcu控制电路连接。
17.所述电源电路具有隔离电源电路及断电检测电路；所述隔离电源电路具有输入滤波电路，所述输入滤波电路中连接有过压保护二极管；所述断电检测电路掉电检测芯片，所述掉电检测芯片与所述mcu控制电路连接。
18.起重机边缘计算控制电路，还包括usb下载接口电路，所述usb下载接口电路与所述mcu控制电路连接，用于所述mcu控制电路的程序更新。
19.起重机边缘计算控制电路，还包括rs-485电路，所述rs-485电路与所述mcu控制电路连接。
20.所述rs-485电路具有自带电源的隔离式rs-485芯片，所述自带电源的隔离式rs-485芯片与所述mcu控制电路连接。
21.本实用新型的有益效果：
22.（1）本实用新型中的起重机边缘计算控制电路通过以太网接口电路与plc 进行通讯，plc 将采集到的数据传输至mcu控制电路，通过mcu控制电路对接收到的数据进行计算处理后，再将指令传达至 plc，plc 再将指令传输至各子模块实现对起重机的控制；
23.（2）sd卡接口电路用于存储起重机的数据，核心算法可加密存储至mcu控制电路内部，能够有效避免核心算法被窃取。
附图说明
24.图1为本实用新型中起重机边缘计算控制电路的原理框图。
25.图2为本实用新型中以太网接口电路的电路图。
26.图3为本实用新型中mcu控制电路的电路图。
27.图4为本实用新型中sd卡接口电路的电路图。
28.图5为本实用新型中背板总线电路的电路图。
29.图6为本实用新型中隔离电源电路的电路图。
30.图7为本实用新型中断电检测电路的电路图。
31.图8为本实用新型中usb下载接口电路的电路图。
32.图9为本实用新型中rs-485电路的电路图。
具体实施方式
33.现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。本实用新型可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本实用新型透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本实用新型的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
34.本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0035] 如图1所示，起重机边缘计算控制电路，包括：mcu控制电路；以太网接口电路，以太网接口电路与mcu控制电路连接，用于与起重机的plc进行通讯；sd卡接口电路，sd卡接口电路与mcu控制电路连接，用于数据存储；背板总线电路，背板总线电路与mcu控制电路连接，用于进行拓展；电源电路，电源电路用于起重机边缘计算控制电路的供电；本实施例中的起重机边缘计算控制电路通过以太网接口电路与plc 进行通讯，plc 将采集到的数据传输至mcu控制电路，通过sd卡接口电路对接收到的数据进行计算处理后，再将指令传达至 plc，plc 再将指令传输至各子模块实现对起重机的控制；sd卡接口电路用于存储起重机的数据，核心算法可加密存储至mcu控制电路内部，能够有效避免核心算法被窃取。
[0036] 作为以太网接口电路具体的一种实施方式，如图2所示，以太网接口电路具有以
太网接口芯片u4，太网接口芯片u4通过spi接口与mcu控制电路连接；具体的，以太网接口芯片采用 w5500以太网接口芯片，该芯片内部集成以太网物理口及软件协议，通过 spi 接口与mcu控制电路中的单片机进行数据交互，大大减少电路硬件设计及软件程序设计的工作量。
[0037]
作为mcu控制电路具体的一种实施方式，如图3所示，mcu控制电路具有stm32f427vit6 单片机u11，其主频达 180mhz，用于起重机核心算法的运行，调试接口则采用 st-link 接口。
[0038]
作为sd卡接口电路具体的一种实施方式，如图4所示，sd卡接口电路具有microsd 卡u6，microsd 卡u6通过sdio 接口与mcu控制电路连接。
[0039]
作为背板总线电路具体的一种实施方式，如图5所示，背板总线电路具有max485芯片u3，max485芯片u3通过 uart 串口与mcu控制电路连接，背板总线用于后续模块扩展使用，通过该总线与扩展模块进行通讯。
[0040]
作为电源电路具体的一种实施方式，电源电路具有隔离电源电路及断电检测电路；如图6所示，隔离电源电路具有输入滤波电路，减少输入谐波，输入滤波电路由电容c5、电容c23、电容c24、电感l1 构成，输入滤波电路中连接有过压保护二极管tvs2及过压保护二极管tvs3，减少外部浪涌对电路造成损伤；如图7所示，断电检测电路掉电检测芯片u9，掉电检测芯片u9与mcu控制电路连接；lt111三端稳压器u8与reg113电源管理芯片u10作为线性稳压，为共同为后端模块供电，掉电检测芯片u9当检测到电压值过低时，及时发送信号至mcu控制电路的单片机，此时mcu控制电路的单片机系统由法拉电容 c6 供电，mcu控制电路的单片机将重要数据存储完毕之后，发送断电信号至电源管理芯片 u10，由此完成断电检测流程。
[0041]
在一些实施例中，如图1和8所示，起重机边缘计算控制电路，还包括usb下载接口电路，usb下载接口电路与mcu控制电路连接，用于mcu控制电路的程序更新，usb下载接口电路采用 ch340g usb 接口芯片u1，其具有可配置输出接口，可通过输出接口配置单片机启动状态及复位状态，无需手动调整。
[0042]
如图1和9所示，起重机边缘计算控制电路，还包括rs-485电路，rs-485电路与mcu控制电路连接；具体的，rs-485电路具有自带电源的隔离式rs-485芯片，自带电源的隔离式rs-485芯片与mcu控制电路连接；rs-485电路采用自带电源的隔离式rs-485芯片，mcu控制电路的单片机将 ttl 信号传输至自带电源的隔离式rs-485芯片 u2，自带电源的隔离式rs-485芯片u2 对通过绝缘栅隔离，对信号进行调整为 rs-485 差分信号；其中带电源的隔离 rs-485 芯片可采用tda51s485hc芯片。
[0043]
至此，已经详细描述了本实用新型的各实施例。为了避免遮蔽本实用新型的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
[0044]
以上所述实施例仅表达了本实用新型的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。