[發明專利]一種多功能串口服務器及數據傳輸方法

有效

• 申請號: 201710567900.8
• 申請日: 2017-07-13
• 公開（公告）號: CN107204992B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 錢衛香;崔建鵬;劉波;張輝
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: H04L69/08
• 分類號: H04L69/08;H04Q1/02;G05B19/04;G06F13/42
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

1.一種多功能串口服務器的數據傳輸方法，其特征在于，所述多功能串口服務器包括依次連接的微控制器（5）、矩陣開關裝置（6）和用于連接外部設備（3）的串口接口電路（7），微控制器（5）上連接有用于與用戶計算機（1）通信的網絡接口（4），微控制器（5）內置多個UART模塊，所述矩陣開關裝置（6）為具有2N個信號輸入端口和2N個信號輸出端口的矩陣開關裝置，串口接口電路（7）的數量不大于N，其中，N為不小于2的正整數，外部設備（3）的數量與串口接口電路（7）的數量相等且外部設備（3）與串口接口電路（7）一一對應；

該方法包括：

定向數據傳輸，用戶計算機（1）通過網絡接口（4）控制UART模塊向外發送數據，該數據經過所述UART模塊傳送給矩陣開關裝置（6）的信號輸入端口，再通過矩陣開關裝置（6）的信號輸出端口發送至串口接口電路（7），最后發送至與串口接口電路（7）連接的外部設備（3），實現用戶計算機（1）向外部設備（3）發送數據；外部設備（3）發送的數據，經過串口接口電路（7）傳輸至矩陣開關裝置（6）的信號輸入端口，再通過矩陣開關裝置（6）的信號輸出端口發送至微控制器（5）的UART模塊中，最后通過網絡接口（4）傳輸至用戶計算機（1），實現外部設備（3）向用戶計算機（1）發送數據；

串口監測數據傳輸，一個外部設備（3）發送的數據經過與該外部設備（3）連接的串口接口電路（7）傳輸至矩陣開關裝置（6）的信號輸入端口，再通過矩陣開關裝置（6）的信號輸出端口分兩路，一路發送至與另一個外部設備（3）連接的串口接口電路（7），另一路發送至UART模塊后與用戶計算機（1）通信，實現兩個外部設備（3）之間的數據傳輸，并實現用戶計算機（1）對外部設備（3）的監控；

通過微控制器（5）控制矩陣開關裝置（6）的第一信號輸入端口in01與第三信號輸出端口out03和第五信號輸出端口out05均導通，通過微控制器（5）控制矩陣開關裝置（6）的第三信號輸入端口in03與第一信號輸出端口out01和第七信號輸出端口out07均導通；外部設備一（3-1）發送的數據，經過串口接口電路一（7-1）的發送接口tx11傳輸到矩陣開關裝置（6）的第一信號輸入端口in01，再通過矩陣開關裝置（6）的第三信號輸出端口out03發送給串口接口電路三（7-3）的接收接口rx13，進而發送到外部設備三（3-3），同時還通過矩陣開關裝置（6）的第五信號輸出端口out05發送給UART1的接收接口rx01向用戶計算機（1）傳輸數據；外部設備三（3-3）發送的數據，經過串口接口電路三（7-3）的發送接口tx13傳輸到矩陣開關裝置（6）的第三信號輸入端口in03，再通過矩陣開關裝置（6）的第一信號輸出端口out01發送給串口接口電路一（7-1）的接收接口rx11，進而發送到外部設備一（3-1），同時還通過矩陣開關裝置（6）的第七信號輸出端口out07發送給UART3的接收接口rx03向用戶計算機（1）傳輸數據；實現外部設備一（3-1）與外部設備三（3-3）的信號互傳的同時實現用戶計算機（1）對外部設備一（3-1）和外部設備三（3-3）之間傳輸數據的監控和調試，可作為串口調試器使用；

通過微控制器（5）還可控制矩陣開關裝置（6）的第一信號輸入端口in01、第二信號輸入端口in02、第三信號輸入端口in03、第四信號輸入端口in04分別與第一信號輸出端口out01、第二信號輸出端口out02、第三信號輸出端口out03、第四信號輸出端口out04的任意排列組合順序實現導通，實現任意兩個外部設備（3）之前的數據互傳，作為可以實時切換的串口調試器使用；

數據廣播，用戶計算機（1）通過網絡接口（4）控制微控制器（5）內的一個UART模塊向外發送數據，該數據傳送至矩陣開關裝置（6）的信號輸入端口，再通過矩陣開關裝置（6）的信號輸出端口發送至串口接口電路（7），最后傳輸至外部設備（3），實現用戶計算機（1）向外部設備（3）的數據廣播；外部設備（3）通過與外部設備（3）連接的串口接口電路（7）向矩陣開關裝置（6）的信號輸入端口發送數據，矩陣開關裝置（6）的信號輸出端口通過多個UART模塊將數據傳輸至微控制器（5），微控制器（5）將接收的數據通過網絡接口（4）傳輸至用戶計算機（1），實現用戶計算機（1）與外部設備（3）的信息交互。

2.按照權利要求1所述的一種多功能串口服務器的數據傳輸方法，其特征在于：所述矩陣開關裝置（6）為模擬矩陣開關或FPGA模塊。