本实用新型涉及分布式控制信息平台技术领域，特别是一种基于分布式数据库同步的云芯片及云平台模块和云平台系统。
背景技术：
当前世界上是以协议通讯来整合dcs数据，以此实现数据平台功能：上世纪80年代美国制定rs232\rs485通讯标准，后又补充modbus协议；欧洲90年代制定can现场总线通讯标准；21世纪又制定了工业以太网协议通讯标准。
协议通讯虽然占领世界市场，但缺点突出：一是通讯速度慢；二是平台容量小；三是协议通讯需人工编程及联调，工程浩大；四是平台数据流量大，做云平台用卫星无线数据流量费太大，是天文数字无法实用。这4个缺点阻碍了信息技术进步。
有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的通讯方式，以便克服现有通讯方式存在的上述缺陷。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种基于分布式数据库同步的云芯片及云平台模块和系统，通过引入分布式数据库技术，克服了协议通讯需人工编程及联调，工程浩大的缺点。
本实用新型提供的一种基于分布式数据库同步的云芯片，其特征在于，包含分布数据库模块和用户接口模块；所述分布数据库模块包含双口静态ram；所述用户接口模块包含由静态ram并行接口构成的芯片内接口，所述云芯片通过所述芯片内接口与节点处理器连接；所述用户接口模块还包含芯片外接口；所述芯片外接口由以太网口、为所述云芯片提供电源的供电口和提示所述云芯片工作状态的信号灯口构成；所述分布数据库模块通过所述以太网口连接到由以太网承载的autonet云现场总线协议，从而连接到其它所述云芯片。
进一步地，所述静态ram并行接口是容量为4096字节的8位静态ram并行接口。
进一步地，所述云芯片采用44脚qfn64封装。
进一步地，所述节点处理器是单片机、工作站电脑或者服务器。
本实用新型还提供一种集成所述的云芯片的云平台模块，其特征在于，所述云平台模块是支持布尔代数逻辑可编程语言的可编程逻辑控制器，包含2个所述云芯片、1个所述节点处理器以及模拟量模块、开关量模块和控制模型模块；所述节点处理器通过所述芯片内接口与2个所述云芯片的所述分布数据库模块交换数据，同时也与所述模拟量模块、所述开关量模块和所述控制模型模块连接，还包含可编程硬件接口与上位机连接；所述模拟量模块、所述开关量模块和所述控制模型模块均布置有用于收发数据的串口，通过所述串口与传感器或控制器连接；所述可编程逻辑控制器通过所述云芯片的所述以太网口同步所述分布数据库模块的数据。
进一步地，所述可编程逻辑控制器还包含用于指示工作状态的信号灯，所述信号灯与所述云芯片的所述信号灯口或者所述节点处理器连接。
本实用新型还提供一种集成所述的云芯片的云平台模块，其特征在于，所述云平台模块是压缩罐，包含4个所述云芯片、2个所述节点处理器、220v交流电源接口和24v直流电源接口；每个所述节点处理器与2个所述云芯片通过所述芯片内接口连接；所述云芯片之间通过所述以太网口连接；所述压缩罐通过所述220v交流电源接口或者所述24v直流电源接口获得电源，所述电源连接到所述云芯片的所述供电口。
本实用新型还提供一种集成所述的云芯片的云平台模块，其特征在于，所述云平台模块是采集路由器，包含所述云芯片和所述节点处理器；所述节点处理器通过rs485、rs232或以太网udp三种串行连接方式连接到信息采集设备，同时通过所述用户接口模块中的所述芯片内接口与所述云芯片连接。
本实用新型还提供一种使用所述云平台模块构成的云平台系统，其特征在于，包含由所述云平台模块或者集成所述云芯片的定制模块构成的云平台节点、网关或交换机和具有加解密功能调制解调器；所述云平台节点与所述网关或交换机、所述调制解调器之间通过以太网承载的所述autonet云现场总线完成本区段的相互连接，并通过所述网关或交换机编码后连接卫星网，通过所述调制解调器编码后连接4g移动网或者宽带网，利用所述卫星网、4g移动网或者宽带网承载的所述autonet云现场总线与其它区段的所述云平台节点连接；所述云平台系统中的全部所述云平台节点，均通过所述autonet云现场总线自动交换分布式数据库的信息。
本实用新型的基于分布式数据库同步的云芯片及云平台模块和云平台系统，通过引入分布式数据库技术，同时采用了针对采集数据特征的压缩技术，与现有技术相比，其显著特点有：
1、将通信协议层隐藏在分布式数据库中，从而避免了通信编程和联调的工作，将资源投入到具体的业务逻辑上去，提高了工程效率。
2、大幅的节约了云平台间的通信数据量，使得利用卫星无线数据实时同步数据成为可能。
附图说明
图1是本实用新型云芯片的一个较佳实施例的内部结构示意图；
图2是本实用新型云芯片的一个较佳实施例的控制模块接口示意图；
图3是本实用新型云模块（可编程逻辑控制器）的系统示意图；
图4是本实用新型云模块（压缩罐）的系统示意图；
图5是本实用新型云系统的一个系统示意图。
其中，1-云芯片，2-节点处理器，3-可编程逻辑控制器，4-压缩罐，5-采集路由器，6-autonet云现场总线，7-工业电脑，8-云芯片专用模块，9-采集路由器，10-信息采集设备，11-网关及交换机，12-调制解调器；
101-分布数据库模块，102-芯片内接口，103-芯片外接口；1031-以太网口，1032-信号灯口；301-串口，302-可编程硬件接口，303-模拟量模块，304-开关量模块，305-控制模型模块，306-信号灯；401-交流电压接口，402-直流电源接口。
具体实施方式
以下将结合附图说明本实用新型的具体实施例。
实施例
请参阅图1和图2，本实用新型的一个较佳实施例的一种基于分布式数据库同步的云芯片，包含分布数据库模块101和用户接口模块。分布数据库模块101包含一个容量为4096字节的8位双口静态ram，用于保存分布数据库的数据。用户接口模块提供云芯片对外的接口，包含与节点处理器连接的静态ram并行接口（芯片内接口102）和芯片外接口103。芯片外接口103由以太网口1031、为云芯片提供电源的供电口和提示云芯片工作状态的信号灯口1032构成。
节点处理器2（例如单片机、工作站电脑或者服务器等）从节点处理器2的外设得到开关量输入输出、模拟量输入输出或者脉冲量输入输出，经过格式转换后，通过芯片内接口102直接访问静态ram的数据，从而将数据读出或者写入分布式数据库。分布数据库模块101通过以太网口1031连接到由以太网承载的autonet云现场总线6，从而连接到其它云芯片，完成与其它云平台节点中的分布式数据库的数据同步，并在格式转换后，通过双口静态ram的另一个并行接口并发访问保存在静态ram中的数据，完成将数据读出或者写入分布式数据库。本实施例中的云芯片采用44脚qfn64封装。
本实用新型的一个较佳实施例的还包含多种集成云芯片的云平台模块，包含可编程逻辑控制器、压缩罐和采集路由器。
请参阅图3，可编程逻辑控制器3支持布尔代数逻辑可编程语言，集成2个云芯片1、1个节点处理器2以及模拟量模块303、开关量模块304和控制模型模块305。节点处理器2通过芯片内接口102同时与2个云芯片1的分布数据库模块交换数据，也与模拟量模块303、开关量模块304和控制模型模块305连接，还包含可编程硬件接口302与上位机连接。节点处理器2通过可编程硬件接口302接收来自上位机的编程指令，具备布尔代数逻辑可编程能力，可以依据不同的需求管理模拟量模块303、开关量模块304和控制模型模块305。模拟量模块303、开关量模块304和控制模型模块305均布置有用于收发数据的串口301，通过串口301与传感器或控制器连接，完成传递传感器采集的数据到节点处理器2并进一步输入分布式数据库的工作，或者传递由节点处理器2依据分布式数据库里的信息生成的控制指令到控制器的工作。可编程逻辑控制器3通过云芯片1的以太网口1031，利用autonet云现场总线6同步分布数据库模块的数据。可编程逻辑控制器3还包含用于指示工作状态的信号灯306，信号灯306与云芯片1的信号灯口1032连接，指示云芯片1的工作状态，或者与节点处理器2连接，指示节点处理器2的工作状态。2个云芯片1可以配置成冗余备份，运行同样的业务逻辑，从而增加灾备能力，提高可编程逻辑控制器3的可靠性。
请参阅图4，压缩罐包含4个云芯片1、2个节点处理器2、220v交流电源接口401和24v直流电源接口402。压缩罐的供电有220v交流电源接口401或者24v直流电源接口402两种选择，电源经过电压转换后，进一步连接到云芯片的供电口。其中，优先使用220v交流电源，当220v交流电源失效的时候，自动转至24v直流电源。每个节点处理器2与2个云芯片1通过芯片内接口102连接，同时处理2个云芯片1中分布式数据库提供的数据。云芯片1之间通过以太网口1031连接，云芯片1内的分布式数据库通过autonet云现场总线6完成同步更新。节点处理器2具有增加精度控制、变化发送、变化率滤波三项功能，还具有ai人工智能，自动判断进来的数据是模拟量或开关量，自动判断数据变化速率，选用合适的压缩方法。每台压缩罐4的4个云芯片1可以分别执行4种不同的压缩业务，流水线处理，能同时对2千个实时数据进行压缩。
采集路由器包含云芯片和节点处理器。节点处理器通过rs485、rs232和以太网udp三种串行连接方式连接到信息采集设备，接收信息采集设备的输入，完成格式转换后，通过芯片内接口写入云芯片的分布式数据库中，并通过autonet云现场总线完成分布式数据库间的同步更新。
请参阅图5，本实施例还包含了一种使用云平台模块构成的云平台系统，包含多个云平台节点、网关及交换机11和包含加解密功能的调制解调器12。云平台节点由可编程逻辑控制器3、云芯片专用模块8、采集路由器9和工业电脑7构成。云芯片专用模块8是集成云芯片的定制模块，用于高效完成特定的业务，例如与特殊接口的传感器、控制器连接等。采集路由器9和信息采集设备10通过串口连接，将来自信息采集设备10的数据转换成分布式数据库的格式，并保存在分布式数据库中。各个云平台节点、网关及交换机11、调制解调器12之间通过由以太网承载的autonet云现场总线6相互连接。在各个云平台节点和网关及交换机11之间，布置一个或者多个压缩罐4，对数据进行压缩，减少云平台的数据量。网关及交换机11和调制解调器12对以太网数据包进行编码后，通过以卫星网、4g移动网或者宽带网承载的autonet云现场总线6与其它区段的云平台节点连接。调制解调器12具备加解密功能，可以在发送前对数据包加密，在接收后对数据包解密，从而保证数据包在云平台的不同区段间传递时的数据安全性。云平台系统中的全部云平台节点，均通过autonet云现场总线6自动交换和同步分布式数据库的信息。
综上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本实用新型的技术范畴。
1.一种基于分布式数据库同步的云芯片，其特征在于，包含分布数据库模块和用户接口模块；所述分布数据库模块包含双口静态ram；所述用户接口模块包含由静态ram并行接口构成的芯片内接口，所述云芯片通过所述芯片内接口与节点处理器连接；所述用户接口模块还包含芯片外接口；所述芯片外接口由以太网口、为所述云芯片提供电源的供电口和提示所述云芯片工作状态的信号灯口构成；所述分布数据库模块通过所述以太网口连接到由以太网承载的autonet云现场总线协议，从而连接到其它所述云芯片。
2.如权利要求1所述的基于分布式数据库同步的云芯片，其特征在于，所述静态ram并行接口是容量为4096字节的8位静态ram并行接口。
3.如权利要求1所述的基于分布式数据库同步的云芯片，其特征在于，所述云芯片采用44脚qfn64封装。
4.如权利要求1所述的基于分布式数据库同步的云芯片，其特征在于，所述节点处理器是单片机、工作站电脑或者服务器。
5.一种集成如权利要求1所述的云芯片的云平台模块，其特征在于，所述云平台模块是支持布尔代数逻辑可编程语言的可编程逻辑控制器，包含2个所述云芯片、1个所述节点处理器以及模拟量模块、开关量模块和控制模型模块；所述节点处理器通过所述芯片内接口与2个所述云芯片的所述分布数据库模块交换数据，同时也与所述模拟量模块、所述开关量模块和所述控制模型模块连接，还包含可编程硬件接口与上位机连接；所述模拟量模块、所述开关量模块和所述控制模型模块均布置有用于收发数据的串口，通过所述串口与传感器或控制器连接；所述可编程逻辑控制器通过所述云芯片的所述以太网口同步所述分布数据库模块的数据。
6.如权利要求5所述的云平台模块，其特征在于，所述可编程逻辑控制器还包含用于指示工作状态的信号灯，所述信号灯与所述云芯片的所述信号灯口或者所述节点处理器连接。
7.一种集成如权利要求1所述的云芯片的云平台模块，其特征在于，所述云平台模块是压缩罐，包含4个所述云芯片、2个所述节点处理器、220v交流电源接口和24v直流电源接口；每个所述节点处理器与2个所述云芯片通过所述芯片内接口连接；所述云芯片之间通过所述以太网口连接；所述压缩罐通过所述220v交流电源接口或者所述24v直流电源接口获得电源，所述电源连接到所述云芯片的所述供电口。
8.一种集成如权利要求1所述的云芯片的云平台模块，其特征在于，所述云平台模块是采集路由器，包含所述云芯片和所述节点处理器；所述节点处理器通过rs485、rs232或以太网udp三种串行连接方式连接到信息采集设备，同时通过所述用户接口模块中的所述芯片内接口与所述云芯片连接。
9.一种使用如权利要求5或6或7或8所述云平台模块构成的云平台系统，其特征在于，包含由所述云平台模块或者集成所述云芯片的定制模块构成的云平台节点、网关或交换机和具有加解密功能调制解调器；所述云平台节点与所述网关或交换机、所述调制解调器之间通过以太网承载的所述autonet云现场总线完成本区段的相互连接，并通过所述网关或交换机编码后连接卫星网，通过所述调制解调器编码后连接4g移动网或者宽带网，利用所述卫星网、4g移动网或者宽带网承载的所述autonet云现场总线与其它区段的所述云平台节点连接；所述云平台系统中的全部所述云平台节点，均通过所述autonet云现场总线自动交换分布式数据库的信息。
技术总结