專利名稱：一種以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器，更具體地說(shuō)，涉及一種可將多個(gè)RS-485接口模塊設(shè)備連接到以太網(wǎng)、并對(duì)它們進(jìn)行控制管理的以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器。
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間、或計(jì)算機(jī)與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。在串行通訊方面，RS-232接口(又稱EIA RS-232)是比較常用的一種串行通訊接口。由于RS-232存在一些技術(shù)上的不足，例如接口的信號(hào)電平值較高、傳輸速率較低、抗噪聲干擾性弱、傳輸距離有限等，于是就不斷出現(xiàn)了一些新的接口標(biāo)準(zhǔn)，RS-485就是其中之一。
RS-485接口模塊的信號(hào)電平比RS-232降低了，不易損壞接口電路的芯片，其數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps、抗噪聲干擾性好、且最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為4000英尺。這些述優(yōu)點(diǎn)使得RS-485接口模塊逐漸成為首選的串行接口。習(xí)慣上將使用RS-485接口模塊實(shí)現(xiàn)通訊的設(shè)備稱為485設(shè)備，例如485臺(tái)式消費(fèi)機(jī)、485掛式節(jié)能控制器等。
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)485設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，需在485設(shè)備與以太網(wǎng)之間進(jìn)行通訊。現(xiàn)有技術(shù)中大都是采用簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換電路、或采用51單片機(jī)技術(shù)，進(jìn)行簡(jiǎn)單的485-TCP(傳輸控制協(xié)議)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，而不能進(jìn)行任何數(shù)據(jù)分析、存儲(chǔ)和處理，特別是在多路通訊方面，更顯得功能單一。
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型要解決現(xiàn)有產(chǎn)品只能在485設(shè)備與以太網(wǎng)之間進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、傳送，無(wú)法進(jìn)行更多智能控制的問(wèn)題。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器，其中包括以太網(wǎng)接口模塊和RS-485接口模塊，還包括CPU、與所述CPU連接用于實(shí)現(xiàn)信號(hào)的隔離傳送的光電隔離模塊、以及與所述CPU連接用于存儲(chǔ)程序和/或數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器；所述以太網(wǎng)接口模塊與所述CPU連接，所述光電隔離模塊連接于所述RS-485接口模塊與CPU之間；所述以太網(wǎng)接口模塊和RS-485接口模塊之間可通過(guò)所述CPU、光電隔離模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。
本實(shí)用新型中的所述存儲(chǔ)器可包括由大容量可擦寫(xiě)FLASH組成的程序存儲(chǔ)器、由大容量可擦寫(xiě)FLASH組成的重要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、以及普通數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型的以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器采用了網(wǎng)絡(luò)單片機(jī)技術(shù)、FLASH技術(shù)、光電隔離技術(shù)和多任務(wù)技術(shù)。與傳統(tǒng)同類產(chǎn)品相比，具有抗干擾性強(qiáng)、信息承載量大、智能化高等特點(diǎn)。它與上層計(jì)算機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)的方式進(jìn)行通訊，與被控制設(shè)備采用RS-485的方式進(jìn)行通訊。通訊服務(wù)器可以設(shè)定獨(dú)立IP地址，主控計(jì)算機(jī)可以通過(guò)IP地址對(duì)通訊服務(wù)器進(jìn)行控制。控制器上具有大容量可擦除的FLASH芯片，可以存儲(chǔ)大量信息，通過(guò)監(jiān)控程序?qū)?85設(shè)備進(jìn)行智能管理。由于采用以太網(wǎng)連接方式，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)信息的共享，實(shí)時(shí)通過(guò)通訊服務(wù)器對(duì)所有485設(shè)備進(jìn)行管理，并獲取485設(shè)備的數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中圖1是本實(shí)用新型以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器的原理框圖；圖2是本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中以太網(wǎng)接口模塊的電路圖圖3是三種存儲(chǔ)器的電路圖；圖4是光電隔離模塊的電路圖；圖5是RS-485接口模塊的電路圖；圖6是CPU部分的電路圖；圖7是以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器的多任務(wù)處理示意圖；
圖8是以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器從485設(shè)備讀取數(shù)據(jù)時(shí)的流程圖；圖9是以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器上傳數(shù)據(jù)時(shí)的流程圖；圖10是計(jì)算機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器來(lái)控制485設(shè)備時(shí)的流程圖；圖11是以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器的在線下載流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示為本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器的原理框圖。其中包括CPU 1、以太網(wǎng)接口模塊2、由大容量FLASH模塊組成的程序存儲(chǔ)器3、同樣由大容量FLASH模塊組成的重要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器4、光電隔離模塊5、RS-485接口模塊6、電源模塊7、以及普通數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器8。其中還采用了硬件看門(mén)狗9，以確保本服務(wù)器能長(zhǎng)期安全可靠地運(yùn)行。
其中，除RS-485接口模塊6和電源模塊7之外，其它模塊都受CPU直接控制。CPU通過(guò)光電隔離模塊與RS-485接口模塊連接，從而實(shí)現(xiàn)與外部485設(shè)備的通訊，包括傳送控制命令和數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)485設(shè)備的智能管理。具體實(shí)施時(shí)，其中的CPU可采用型號(hào)為RABBIT2000的單片機(jī)。
如圖2至圖6所示為本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器的電路圖。其中，圖2是以太網(wǎng)接口模塊的電路圖，它由以太網(wǎng)接口模塊芯片U7(型號(hào)為RTL8019)、網(wǎng)絡(luò)變壓器T1、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)指示燈、接插件JP4、以及相應(yīng)的電電容電阻等組成。CPU通過(guò)數(shù)據(jù)總線、控制總線與本電路連接，并通過(guò)以太網(wǎng)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
如圖3所示為三種存儲(chǔ)器的電路圖，其中的芯片U3(型號(hào)為HM628100)為圖1中的普通數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器8。芯片U5(型號(hào)為39SF020)為圖1中的程序存儲(chǔ)器3，芯片U6(型號(hào)為39SF020)為圖1中的重要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器4，芯片U5、U6均為大容量可擦寫(xiě)FLASH，具有擦寫(xiě)速度快、容量大、指令簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，并可以永久保存數(shù)據(jù)。
如圖4所示光電隔離模塊的電路圖，其中采用了兩個(gè)型號(hào)為T(mén)LP521-4的模塊，其作用是可以把CPU等關(guān)鍵器件與外部的485設(shè)備從電路上完全隔開(kāi)，有效地防止外部電信號(hào)對(duì)關(guān)鍵器件的干擾和破壞。圖中上部的電路供計(jì)算機(jī)向485設(shè)備傳送信號(hào)，下部的電路供485設(shè)備向計(jì)算機(jī)傳送信號(hào)。
如圖5所示為RS-485接口模塊的電路圖，其中示出了兩個(gè)RS-485接口模塊，都采用的MAXIM公司的抗靜電RS-485控制芯片MAX485，具有外圍電路簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜等特點(diǎn)。圖6所示為CPU的電路圖，從圖中可以看出，本實(shí)施例中的CPU采用的是RABBIT2000芯片。
本實(shí)施例中的以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器的軟件工作流程如圖7所示，從圖中可以看出，整個(gè)系統(tǒng)軟件采用多任務(wù)處理方式，程序全部為模塊化設(shè)計(jì)，方便功能修改和擴(kuò)展。其中，TCP/IP任務(wù)的優(yōu)先級(jí)最高，485任務(wù)次之，智能管理任務(wù)為第三優(yōu)先級(jí)，而其他任務(wù)則為最低優(yōu)先級(jí)。當(dāng)同時(shí)有多種類型的任務(wù)需要處理時(shí)，任務(wù)調(diào)度模塊會(huì)優(yōu)先處理級(jí)別在前的任務(wù)。
本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器從485設(shè)備讀取數(shù)據(jù)時(shí)的流程如圖8所示。當(dāng)服務(wù)器上電開(kāi)始工作時(shí)，會(huì)讀取485設(shè)備列表中的第一個(gè)設(shè)備號(hào)，然后與該第一個(gè)485設(shè)備進(jìn)行握手通訊，如果握手通訊成功，則采集該485設(shè)備中的數(shù)據(jù)，如果采集數(shù)據(jù)成功，則將采集到的數(shù)據(jù)送到TCP/IP任務(wù)處理的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；然后，服務(wù)器會(huì)讀取485設(shè)備列表中的下一個(gè)設(shè)備號(hào)，進(jìn)而與該下一個(gè)485設(shè)備進(jìn)行握手通訊，再進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)采集處理。
其中，如果與某一485設(shè)備的握手通訊不成功，則再判斷是否已連續(xù)三次發(fā)生此種情況，如果是則判定該設(shè)備處于離線狀態(tài)并記錄，然后讀取485設(shè)備列表中的下一個(gè)設(shè)備號(hào)，如果未達(dá)到三次則直接讀取485設(shè)備列表中的下一個(gè)設(shè)備號(hào)。另外，對(duì)于任一485設(shè)備，如果對(duì)其進(jìn)行的數(shù)據(jù)采集不成功，則直接讀取485設(shè)備列表中的下一個(gè)設(shè)備號(hào)。
如圖9所示為以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器上傳數(shù)據(jù)(即TCP/IP任務(wù)發(fā)送數(shù)據(jù))時(shí)的流程圖。從圖中可以看出，服務(wù)器先檢查數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，如果其中有待處理的數(shù)據(jù)，則讀取該數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到指定的數(shù)據(jù)服務(wù)器，然后返回等待后續(xù)的數(shù)據(jù)；如果沒(méi)有待處理的數(shù)據(jù)則直接返回等待后續(xù)的數(shù)據(jù)。
如圖10所示為計(jì)算機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器來(lái)控制485設(shè)備時(shí)的流程圖。從圖中可以看出，服務(wù)器先檢查來(lái)自計(jì)算機(jī)的命令，判斷是否要與485設(shè)備進(jìn)行通訊，如果是則解開(kāi)TCP/IP數(shù)據(jù)包，取出485設(shè)備命令，并將命令發(fā)給相應(yīng)的485設(shè)備，然后等待485設(shè)備的反饋；如果有反饋，則將485設(shè)備反饋命令打包成TCP/IP數(shù)據(jù)，上傳給原計(jì)算機(jī)。其中，如果485設(shè)備無(wú)反饋，則將反饋失敗信息發(fā)送給計(jì)算機(jī)。
如圖11所示為以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器的在線下載流程圖。從圖中可以看出，該服務(wù)器可通過(guò)以太網(wǎng)搜索網(wǎng)控設(shè)備，如果搜索到網(wǎng)控設(shè)備，則從中選擇要下載的程序文件，然后從網(wǎng)控設(shè)備處下載所選擇的程序文件。
由上面的描述可知，本實(shí)施例中的以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器具有以下特點(diǎn)1)、低成本，由于采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通訊，而且支持多達(dá)4個(gè)串行通訊端口，每個(gè)端口可以支持32個(gè)485設(shè)備，所以成本非常低，是一種經(jīng)濟(jì)型以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器。
2)、具有強(qiáng)大的智能控制功能，由于采用了大容量的FLASH及多任務(wù)、模塊化的程序設(shè)計(jì)，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置，實(shí)現(xiàn)靈活、強(qiáng)大的智能控制功能。所述智能管理包括2.1)智能黑名單網(wǎng)控設(shè)備在每天預(yù)先設(shè)定的時(shí)間段內(nèi)給485設(shè)備進(jìn)行黑名單的更新，確保485設(shè)備黑名單的正確性和準(zhǔn)確性，當(dāng)網(wǎng)控設(shè)備收到計(jì)算機(jī)傳送過(guò)來(lái)的新黑名單時(shí)，將向所有的485設(shè)備進(jìn)行廣播5次，確保485設(shè)備黑名單的實(shí)時(shí)性；2.2)智能數(shù)據(jù)提取網(wǎng)控設(shè)備內(nèi)保存著一張485設(shè)備列表，并一直根據(jù)設(shè)備列表中的設(shè)備號(hào)對(duì)設(shè)備進(jìn)行掃描，如果設(shè)備在線，則進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并把采集到的數(shù)據(jù)上報(bào)到計(jì)算機(jī)，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性；2.3)智能狀態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)控設(shè)備內(nèi)保存的485設(shè)備列表中包括設(shè)備的號(hào)碼、最新黑名單的版本、設(shè)備的在線離線狀態(tài)以及設(shè)備是否正常標(biāo)記等信息，計(jì)算機(jī)可以隨時(shí)通過(guò)讀取該設(shè)備列表來(lái)了解485設(shè)備的情況；
2.4)智能時(shí)間同步網(wǎng)控設(shè)備在每天預(yù)先設(shè)定的時(shí)間段內(nèi)，取系統(tǒng)時(shí)間給485設(shè)備進(jìn)行時(shí)間的同步，確保485設(shè)備的時(shí)間與系統(tǒng)時(shí)間保持同步。
3)、強(qiáng)抗干擾性，由于采用了光電隔離模塊，有效地屏蔽了外界電信號(hào)對(duì)系統(tǒng)的干擾；并且采用硬件看門(mén)狗，使得本服務(wù)器能長(zhǎng)期安全可靠地運(yùn)行。
4、在線下載程序功能，本實(shí)用新型的通訊服務(wù)器可以通過(guò)以太網(wǎng)接口模塊連接以太網(wǎng)，下載、更新程序存儲(chǔ)器中的控制程序，通過(guò)不同的控制程序，可完成完全不同的控制功能。
權(quán)利要求1.一種以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器，其中包括以太網(wǎng)接口模塊和RS-485接口模塊，其特征在于，還包括CPU、與所述CPU連接用于實(shí)現(xiàn)信號(hào)的隔離傳送的光電隔離模塊、以及與所述CPU連接用于存儲(chǔ)程序和/或數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器；所述以太網(wǎng)接口模塊與所述CPU連接，所述光電隔離模塊連接于所述RS-485接口模塊與CPU之間；所述以太網(wǎng)接口模塊和RS-485接口模塊之間可通過(guò)所述CPU、光電隔離模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器，其特征在于，所述存儲(chǔ)器包括由大容量可擦寫(xiě)FLASH組成的程序存儲(chǔ)器、由大容量可擦寫(xiě)FLASH組成的重要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器，其特征在于，所述存儲(chǔ)器還包括一個(gè)普通數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器，其特征在于，還包括一個(gè)與所述CPU連接、用于確保長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行的硬件看門(mén)狗模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器，其特征在于，所述程序存儲(chǔ)器采用型號(hào)為39SF020的芯片，所述重要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用型號(hào)為39SF020的芯片，所述普通數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用型號(hào)為HM628100的芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器，其特征在于，所述以太網(wǎng)接口模塊采用型號(hào)為RTL8019AS的芯片，所述光電隔離模塊采用型號(hào)為T(mén)LP521-4的器件，所述RS-485接口模塊采用型號(hào)為MAX485的芯片。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種采用以太網(wǎng)通訊的多路通訊服務(wù)器，為解決現(xiàn)有產(chǎn)品只能在485設(shè)備與以太網(wǎng)之間進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、傳送的問(wèn)題，本實(shí)用新型的以太網(wǎng)多路通訊服務(wù)器中包括以太網(wǎng)接口模塊和RS－485接口模塊，還包括CPU、光電隔離模塊和存儲(chǔ)器；所述以太網(wǎng)接口模塊與CPU連接，光電隔離模塊連接于RS－485接口模塊與CPU之間；使得以太網(wǎng)接口模塊和RS－485接口模塊之間可通過(guò)所述CPU、光電隔離模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。與傳統(tǒng)同類產(chǎn)品相比，本實(shí)用新型的服務(wù)器具有抗干擾性強(qiáng)、信息承載量大、智能化高等特點(diǎn)。它與上層計(jì)算機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)的方式進(jìn)行通訊，與被控制設(shè)備采用RS－485的方式進(jìn)行通訊。
文檔編號(hào)H04L12/26GK2930117SQ20062001758
公開(kāi)日2007年8月1日 申請(qǐng)日期2006年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月23日
發(fā)明者程朋勝, 鄭平凡 申請(qǐng)人:深圳達(dá)實(shí)智能股份有限公司