[发明专利]多协议数据集成控制通信网关及其工作方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种多协议数据集成控制通信网关及其工作方法，属于电子通信技术领域。

二、背景技术

传统的数据收集，如对仓库中温度传感器、门磁、水浸传感器、红外传感器、报警输出等相关终端设备的数据采集，由于各类传感器参数输出各异且一般通过因特网向监控中心汇集数据，因此就需要进行各种协议格式数据到因特网数据的转换。现有的传统方法及技术是为每个终端设备安装通信协议转换器，由于安装的协议转换器仅仅是从一种协议转换到因特网协议的一对一转换，所以随着终端的增多，转换器也相应增加，组网复杂度和成本也成倍增长。此外，传统方法中必须经过远端控制中心的转发才能实现终端与终端之间的通信及控制，这样网络的速度、质量就会影响通信控制的实时性、可靠性。

三、发明内容

为了克服现有技术和使用的缺点，本发明提供一种集多协议集成、数据处理、数据分发、控制输出、本地控制管理、远程控制管理等功能于一体的多协议数据集成控制通信网关。

一种多协议数据集成控制通信网关，包括多协议接口、嵌入式微处理器、网络接口、继电器组和用户接口，其特征在于嵌入式微处理器与多协议接口电连接；网络接口与微处理器电连接；用户接口由LCD显示屏和矩阵按键组成，与微处理器电连接；多协议接口包括CAN总线接口、8路串口扩展接口、2路485/422总线接口、A/D转换器、开关量输入装置；网络接口由网络多接口处理器和备用网络接口组成；其中：CAN总线接口、8路串口扩展接口、A/D转换器、开关量输入装置、网络多接口、备用网络接口、LCD显示屏、矩阵键盘和继电器组分别与微处理器电连接；8路串口扩展接口与2路485/422总线接口电连接。

多协议接口由以下全开放可裁剪模块化设计的功能接口组成：CAN总线接口，8路串口扩展接口，2路485/422总线接口，A/D转换器，开关量输入装置。其中CAN总线接口采用SJA1000和82C250，8路串口扩展接口采用TL16C554，2路485/422总线接口采用MAX485/422，A/D转换器采用MCP3208，开关量输入装置由电压比较器和与门电路组成，可以判别电压范围。

所述的嵌入式微处理器外围配置连接有SDRAM和FLASH存储器。

所述的网络接口由专用网络多接口和备用网络接口组成，专用网络多接口采用KS8995A，备用网络接口采用ENC28J60。在专用网络多接口连接的网络不通时，网关启用备用网络接口。

所述的继电器组由三极管开关、二极管和继电器组成。

所述的用户接口由LCD显示屏和矩阵按键组成。

使用中负责多协议接口、网络接口以及用户接口的配置、传输控制以及数据分析的嵌入式微处理器是整个网关的控制中心。多协议接口的各功能接口相互独立，可以根据现场的应用需要按需裁减。网络接口负责收集的数据向因特网的发送，同时负责接收因特网上的控制信息，备用网络接口负责在主网络故障时，通过备用网络向因特网发送信息。用户接口向本地用户提供各连接设备状态查询等其他信息，并通过矩阵键盘接受用户的控制输入。数据的处理上，采用基于缓冲池的数据处理技术进行数据的处理转发和相应的本地控制。数据处理缓冲池为一数据处理执行模块，内部由多个数据处理块组成，每个块对应相应的协议接口。

多协议数据集成通信网关的工作方法，步骤如下：

(1)微处理器初始化；

(2)按默认配置数据配置多协议接口、网络接口；

(3)监测多协议接口、网络接口和用户接口的接收数据：检测到有接收数据，送数据处理缓冲池中相应的块，然后继续执行步骤(3)；没有检测到则直接继续执行步骤(3)；

上述步骤(3)中数据处理缓冲池的工作方法如图5所示，步骤如下：

(3、1)数据处理缓冲池初始化；

(3、2)检测池中各单元块中是否有待处理数据：若有则进行处理，然后继续检测单元块；没有则持续检测。

本发明的优点是把常用总线集中到一个系统中，在工程及其它应用中方便、快捷，可以降低成本，并提高系统的可靠性。既可以满足本地配置和管理控制的要求，也可以满足远程配置和管理控制的要求。

四、附图说明

图1是本发明的整体结构框图。

图2是本发明中继电器组中一个继电器单元的原理图。

图3是本发明中开关量输入装置的原理图。

图4是本发明中的工作方法流程图。

图5是本发明中数据处理缓冲池的工作方法