[發明專利]一種多路并發型智能網關及其工作方法

在審

• 申請號: 201611189985.2
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106789608A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 張衛東;鐘瑾瑜
• 申請（專利權）人: 成都弘典自動化控制技術有限公司
• 主分類號: H04L12/66
• 分類號: H04L12/66
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 趙雷

1.一種多路并發型智能網關，其特征在于，包括HART通信模塊，微控制單元、上層通信接口模塊和電源，其中，

所述多路并發型智能網關的每個HART回路對應設有一個HART通信模塊，所述HART通信模塊一端外接HART設備，另一端連接微控制單元，實現HART設備數字量信號與微控制單元之間的數據轉換；所述HART通信模塊設有隔離單元，用于避免HART通信模塊對HART設備模擬量信號的干擾；

所述微控制單元與上層通信接口模塊和HART通信模塊均電連接，用于控制每路HART通信模塊與上層通信網絡之間的數據處理并傳送；

所述上層通信接口模塊外接上層網絡，用于上層網絡與微控制單元之間數據交換；

所述電源與HART通信模塊，微控制單元、上層通信接口模塊均電連接，用于給上述模塊供電。

2.根據權利要求1所述的多路并發型智能網關，其特征在于，所述上層通信接口模塊包括以太網接口模塊和RS485總線接口模塊，所述以太網接口模塊和RS485總線接口模塊分別外接以太網和RS485總線，用于微控制單元分別與以太網和RS485總線與之間數據交換。

3.根據權利要求2所述的多路并發型智能網關，其特征在于，所述以太網接口模塊包括以太網接口、浪涌保護電路、隔離變壓器和以太網協處理器。

4.根據權利要求2所述的多路并發型智能網關，其特征在于，所述RS485總線接口模塊包括RS485電平轉換電路和浪涌保護電路。

5.根據權利要求1所述的多路并發型智能網關，其特征在于，所述HART通信模塊包括直流隔離單元、電壓保護單元和信號調理單元。

6.一種如權利要求1至5任一所述的多路并發型智能網關的工作方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

A、微控制單元發出HART設備自檢指令，建立每個HART通道對應的HART設備地址數據庫；

B、上位系統發出訪問HART設備命令數據包，依次經上層通信接口模塊、微控制單元、HART通信模塊將其發送至HART設備；

C、HART設備接收訪問HART設備命令數據包，并發出反饋HART設備命令數據包，依次經HART通信模塊、微控制單元、上層通信接口模塊將其發送至上層網絡，進一步通過上層網絡發送至上位系統；

其中，所述步驟B具體包括：

B1、上位系統發出訪問HART設備命令數據包；

B2、上層通信接口模塊接收訪問HART設備命令數據包，并將其發送至微控制單元；

B3、微控制單元檢查接收到的訪問HART設備命令數據包，若數據包合法，則解構訪問HART設備命令數據包，并從中提取目標HART設備地址信息，與HART設備地址數據庫中信息進行匹配，若匹配則執行步驟B4，若不匹配或數據包不合法，則丟棄該訪問HART設備命令數據包；

B4、重構訪問HART設備命令數據包，并將重構的訪問HART設備命令數據包經HART通信模塊發送至匹配地址的目標HART設備；

其中，所述步驟C具體包括：

C1、目標HART設備接收重構的訪問HART設備命令數據包，并將反饋HART設備命令數據包經HART通信模塊發送至微控制單元；

C2、微控制單元檢查接收到的反饋HART設備命令數據包，若數據包合法，則解構反饋HART設備命令數據包，并從中提取HART設備地址信息，核對后重構反饋HART設備命令數據包，并將重構的反饋HART設備命令數據包發送至上層通信接口模塊，進一步通過上層網絡發送至上位系統。

7.根據權利要求6所述的多路并發型智能網關的工作方法，其特征在于，所述步驟C1還包括若微控制單元超時未收到反饋HART設備命令數據包，則HART通信模塊向微控制單元發送超時信號。

8.根據權利要求6所述的多路并發型智能網關的工作方法，其特征在于，還包括步驟D，所述步驟D具體為微控制單元對訪問HART設備命令數據包和反饋HART設備命令數據包相關參數進行統計，并將統計結果發送到上位系統，所述參數包括數據包完好率、收發次數及已探測到接入網關的HART設備地址信息。