[發(fā)明專利]多協(xié)議數(shù)據(jù)集成控制通信網(wǎng)關(guān)及其工作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810017138.7
• 申請日: 2008-06-26
• 公開（公告）號: CN101309236A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邢建平;張傳香;陳崗;張德敬;李長慶
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: H04L12/66
• 分類號: H04L12/66;H04L12/26
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 許德山

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多協(xié)議數(shù)據(jù)集成控制通信網(wǎng)關(guān)及其工作方法，屬于電子通信技術(shù)領(lǐng)域。

二、背景技術(shù)

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集，如對倉庫中溫度傳感器、門磁、水浸傳感器、紅外傳感器、報警輸出等相關(guān)終端設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，由于各類傳感器參數(shù)輸出各異且一般通過因特網(wǎng)向監(jiān)控中心匯集數(shù)據(jù)，因此就需要進行各種協(xié)議格式數(shù)據(jù)到因特網(wǎng)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。現(xiàn)有的傳統(tǒng)方法及技術(shù)是為每個終端設(shè)備安裝通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器，由于安裝的協(xié)議轉(zhuǎn)換器僅僅是從一種協(xié)議轉(zhuǎn)換到因特網(wǎng)協(xié)議的一對一轉(zhuǎn)換，所以隨著終端的增多，轉(zhuǎn)換器也相應(yīng)增加，組網(wǎng)復(fù)雜度和成本也成倍增長。此外，傳統(tǒng)方法中必須經(jīng)過遠端控制中心的轉(zhuǎn)發(fā)才能實現(xiàn)終端與終端之間的通信及控制，這樣網(wǎng)絡(luò)的速度、質(zhì)量就會影響通信控制的實時性、可靠性。

三、發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)和使用的缺點，本發(fā)明提供一種集多協(xié)議集成、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分發(fā)、控制輸出、本地控制管理、遠程控制管理等功能于一體的多協(xié)議數(shù)據(jù)集成控制通信網(wǎng)關(guān)。

一種多協(xié)議數(shù)據(jù)集成控制通信網(wǎng)關(guān)，包括多協(xié)議接口、嵌入式微處理器、網(wǎng)絡(luò)接口、繼電器組和用戶接口，其特征在于嵌入式微處理器與多協(xié)議接口電連接；網(wǎng)絡(luò)接口與微處理器電連接；用戶接口由LCD顯示屏和矩陣按鍵組成，與微處理器電連接；多協(xié)議接口包括CAN總線接口、8路串口擴展接口、2路485/422總線接口、A/D轉(zhuǎn)換器、開關(guān)量輸入裝置；網(wǎng)絡(luò)接口由網(wǎng)絡(luò)多接口處理器和備用網(wǎng)絡(luò)接口組成；其中：CAN總線接口、8路串口擴展接口、A/D轉(zhuǎn)換器、開關(guān)量輸入裝置、網(wǎng)絡(luò)多接口、備用網(wǎng)絡(luò)接口、LCD顯示屏、矩陣鍵盤和繼電器組分別與微處理器電連接；8路串口擴展接口與2路485/422總線接口電連接。

多協(xié)議接口由以下全開放可裁剪模塊化設(shè)計的功能接口組成：CAN總線接口，8路串口擴展接口，2路485/422總線接口，A/D轉(zhuǎn)換器，開關(guān)量輸入裝置。其中CAN總線接口采用SJA1000和82C250，8路串口擴展接口采用TL16C554，2路485/422總線接口采用MAX485/422，A/D轉(zhuǎn)換器采用MCP3208，開關(guān)量輸入裝置由電壓比較器和與門電路組成，可以判別電壓范圍。

所述的嵌入式微處理器外圍配置連接有SDRAM和FLASH存儲器。

所述的網(wǎng)絡(luò)接口由專用網(wǎng)絡(luò)多接口和備用網(wǎng)絡(luò)接口組成，專用網(wǎng)絡(luò)多接口采用KS8995A，備用網(wǎng)絡(luò)接口采用ENC28J60。在專用網(wǎng)絡(luò)多接口連接的網(wǎng)絡(luò)不通時，網(wǎng)關(guān)啟用備用網(wǎng)絡(luò)接口。

所述的繼電器組由三極管開關(guān)、二極管和繼電器組成。

所述的用戶接口由LCD顯示屏和矩陣按鍵組成。

使用中負責(zé)多協(xié)議接口、網(wǎng)絡(luò)接口以及用戶接口的配置、傳輸控制以及數(shù)據(jù)分析的嵌入式微處理器是整個網(wǎng)關(guān)的控制中心。多協(xié)議接口的各功能接口相互獨立，可以根據(jù)現(xiàn)場的應(yīng)用需要按需裁減。網(wǎng)絡(luò)接口負責(zé)收集的數(shù)據(jù)向因特網(wǎng)的發(fā)送，同時負責(zé)接收因特網(wǎng)上的控制信息，備用網(wǎng)絡(luò)接口負責(zé)在主網(wǎng)絡(luò)故障時，通過備用網(wǎng)絡(luò)向因特網(wǎng)發(fā)送信息。用戶接口向本地用戶提供各連接設(shè)備狀態(tài)查詢等其他信息，并通過矩陣鍵盤接受用戶的控制輸入。數(shù)據(jù)的處理上，采用基于緩沖池的數(shù)據(jù)處理技術(shù)進行數(shù)據(jù)的處理轉(zhuǎn)發(fā)和相應(yīng)的本地控制。數(shù)據(jù)處理緩沖池為一數(shù)據(jù)處理執(zhí)行模塊，內(nèi)部由多個數(shù)據(jù)處理塊組成，每個塊對應(yīng)相應(yīng)的協(xié)議接口。

多協(xié)議數(shù)據(jù)集成通信網(wǎng)關(guān)的工作方法，步驟如下：

(1)微處理器初始化；

(2)按默認(rèn)配置數(shù)據(jù)配置多協(xié)議接口、網(wǎng)絡(luò)接口；

(3)監(jiān)測多協(xié)議接口、網(wǎng)絡(luò)接口和用戶接口的接收數(shù)據(jù)：檢測到有接收數(shù)據(jù)，送數(shù)據(jù)處理緩沖池中相應(yīng)的塊，然后繼續(xù)執(zhí)行步驟(3)；沒有檢測到則直接繼續(xù)執(zhí)行步驟(3)；

上述步驟(3)中數(shù)據(jù)處理緩沖池的工作方法如圖5所示，步驟如下：

(3、1)數(shù)據(jù)處理緩沖池初始化；

(3、2)檢測池中各單元塊中是否有待處理數(shù)據(jù)：若有則進行處理，然后繼續(xù)檢測單元塊；沒有則持續(xù)檢測。

本發(fā)明的優(yōu)點是把常用總線集中到一個系統(tǒng)中，在工程及其它應(yīng)用中方便、快捷，可以降低成本，并提高系統(tǒng)的可靠性。既可以滿足本地配置和管理控制的要求，也可以滿足遠程配置和管理控制的要求。

四、附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本發(fā)明中繼電器組中一個繼電器單元的原理圖。

圖3是本發(fā)明中開關(guān)量輸入裝置的原理圖。

圖4是本發(fā)明中的工作方法流程圖。

圖5是本發(fā)明中數(shù)據(jù)處理緩沖池的工作方法