專利名稱：多協(xié)議轉換網(wǎng)關的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及通訊技術領域，特別是涉及一種多協(xié)議轉換網(wǎng)關。
背景技術：
在現(xiàn)有智能建筑中，包含有若干個既相互獨立，又相互關聯(lián)的系統(tǒng)，如通信網(wǎng)絡系 統(tǒng)、建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)、火災自動報警系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、能耗采集和監(jiān)控系統(tǒng)等等，由于 組成上述幾個系統(tǒng)的各種設備的生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)時間和應用場合不同，因此這些設備所采 用的通訊協(xié)議也有很大的不同，目前流行的主要包括下述幾種工業(yè)網(wǎng)絡協(xié)議類型一是以太網(wǎng)通訊協(xié)議，主要包括 Modbus/TCP，Ethernet/IP, BACnet/IP 等；二是現(xiàn)場總線型通訊協(xié)議，主要包括 PROFIBUS，DeviceNet，CANopen，BACnet/MSTP 等；三是各廠商的私有協(xié)議。為實現(xiàn)對智能建筑的統(tǒng)一監(jiān)測、控制、聯(lián)動和計量，現(xiàn)有解決上述不同系統(tǒng)以及不 同設備之間通訊的方案主要有二種一是為特定的二種通訊協(xié)議提供專用網(wǎng)關，如Modbus/PROFIBUS網(wǎng)關、Ethernet/ ASCII網(wǎng)關等等；二是定制一種支持4 5種協(xié)議轉換功能的網(wǎng)關。上述二種方案雖然都能解決不同設備之間的通訊問題，但都存在現(xiàn)有技術無法克 服的問題對上述第一種方案，智能建筑中有多少種不同的設備，就需要多少種專用網(wǎng)關，系 統(tǒng)的配置成本很高；另外，當系統(tǒng)中有三種以上的設備時，不同網(wǎng)關之間還可能會出現(xiàn)因協(xié) 議轉換性能不一致而導致的通訊故障。對上述第二種方案，即根據(jù)用戶的需要定制4 5種協(xié)議轉換功能的網(wǎng)關，只能支 持已定制的通訊協(xié)議轉換，網(wǎng)關的物理接口也需要事先確定，一旦用戶的相關設備升級或 替換后，就需要重新定制新的網(wǎng)關設備，網(wǎng)關的復用性不好，設備配置成本也較高。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種多協(xié)議轉換網(wǎng)關，可解決現(xiàn)有網(wǎng)關功 能單一、復用性較差的問題。為了解決上述問題，本實用新型公開了一種多協(xié)議轉換網(wǎng)關，包括與數(shù)據(jù)發(fā)送設 備和數(shù)據(jù)接收設備建立連接的接口單元，判斷數(shù)據(jù)發(fā)送設備的源通訊協(xié)議類型和數(shù)據(jù)接收 設備的目標通訊協(xié)議類型并進行轉換綁定的協(xié)議類型判斷綁定單元，以及，依據(jù)協(xié)議類型 判斷綁定單元的處理結果將源通訊協(xié)議數(shù)據(jù)轉換為目標通訊協(xié)議數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)轉換單元；上 述數(shù)據(jù)轉換單元分別與接口單元和協(xié)議類型判斷綁定單元連接。優(yōu)選的，上述接口單元包括2個或多個串行接口或以太網(wǎng)接口。優(yōu)選的，上述串行接口為RS232接口、RS485接口或USB接口。[0016]優(yōu)選的，上述多協(xié)議轉換網(wǎng)關還包括總線、總線擴展接口和1個或多個總線通訊 卡；其中總線擴展接口通過總線與數(shù)據(jù)轉換單元建立連接；總線通訊卡安裝在總線擴展 接口上。優(yōu)選的，上述總線通訊卡具體采用如下通訊卡中的至少一種RS232/RS485總線 通訊卡、CANopen總線通訊卡、ProfibusDSP總線通訊卡和DeviceNet總線通訊卡。優(yōu)選的，上述數(shù)據(jù)轉換單元具體包括協(xié)議解包子單元和協(xié)議組包子單元，其中協(xié) 議解包子單元根據(jù)協(xié)議類型判斷綁定單元的輸出結果，去除源通訊數(shù)據(jù)中的協(xié)議附加信 息，生成并發(fā)送解包后的通訊數(shù)據(jù)；協(xié)議組包子單元接收協(xié)議解包子單元發(fā)送的解包后的 通訊數(shù)據(jù)，依據(jù)協(xié)議類型判斷綁定單元的輸出結果，為上述解包后的通訊數(shù)據(jù)添加目標通 訊協(xié)議所需的協(xié)議附加信息，生成組包后的通訊數(shù)據(jù)，并通過接口單元提交至數(shù)據(jù)接收設 備。優(yōu)選的，上述協(xié)議解包子單元具體包括CANopen解包模塊、ProfibusDSP解包模 塊、DeviceNet解包模塊、Modbus解包模塊和BACnet解包模塊；協(xié)議組包子單元具體包括 CANopen組包模塊、ProfibusDSP組包模塊、DeviceNet組包模塊、Modbus組包模塊和BACnet 組包模塊。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型優(yōu)選實施例的協(xié)議類型判斷綁定單元和數(shù)據(jù)轉換單 元可根據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)送設備和數(shù)據(jù)接收設備的通訊協(xié)議類型，將來自數(shù)據(jù)發(fā)送設備的源通訊協(xié) 議數(shù)據(jù)轉換為數(shù)據(jù)接收設備可識別的目標通訊協(xié)議數(shù)據(jù)，對源通訊協(xié)議和目標通訊協(xié)議的 類型不加限制，可對多種現(xiàn)有標準協(xié)議和廠家自定義協(xié)議數(shù)據(jù)進行轉換，解決了現(xiàn)有網(wǎng)關 只能對特定協(xié)議進行轉換、功能單一、復用性較差的問題。在本實用新型的另一優(yōu)選實施例中，還設置有總線擴展接口，在網(wǎng)關提供的接口 數(shù)量不夠，或接口的類型不合適時，可在總線擴展接口插入相應的RS232/RS485總線通訊 卡、CANopen總線通訊卡、Prof ibusDSP總線通訊卡或DeviceNet總線通訊卡等，從而可擴展 網(wǎng)關的適用范圍，因此，本實用新型優(yōu)選實施例的具有較好的擴展性。另外，通過本實用新型優(yōu)選實施例提供的以太網(wǎng)接口或USB接口，還可以對數(shù)據(jù) 轉換單元的協(xié)議解包子單元和協(xié)議組包子單元進行更新，以支持更多的通訊協(xié)議，因此本 實用新型優(yōu)選實施例配置靈活。

圖1是本實用新型多協(xié)議轉換網(wǎng)關第一實施例的結構框圖；圖2是本實用新型多協(xié)議轉換網(wǎng)關第二實施例的結構框圖；圖3是本實用新型多協(xié)議轉換網(wǎng)關第三實施例的結構框圖；圖4是本實用新型多協(xié)議轉換網(wǎng)關的數(shù)據(jù)轉換方法一實施例流程圖。
具體實施方式
為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，
以下結合附圖和具 體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。參照圖1，示出了本實用新型多協(xié)議轉換網(wǎng)關第一實施例的結構框圖，具體包括接 口單元1、協(xié)議類型判斷綁定單元2和數(shù)據(jù)轉換單元3，其中
4[0029]接口單元1 用于與數(shù)據(jù)發(fā)送設備和數(shù)據(jù)接收設備建立連接，可接收來自數(shù)據(jù)發(fā) 送設備的通訊數(shù)據(jù)，并作為數(shù)據(jù)轉換單元3將轉換后的目標通訊數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)接收設備 的接口 ；在本優(yōu)選實施例中，接口單元1包括一個RS485接口 1-1和一個以太網(wǎng)接口 1-2， 在實際應用中，每個網(wǎng)關可以根據(jù)實際需要，設置多個RS485接口或多個以太網(wǎng)接口，還可 以設置一個或多個RS232接口、USB接口等其他接口 ；協(xié)議類型判斷綁定單元2 用于判斷數(shù)據(jù)發(fā)送設備的源通訊數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)接收設備 的目標通訊數(shù)據(jù)類型的協(xié)議類型，并將上述二種協(xié)議進行轉換綁定，作為數(shù)據(jù)轉換單元3 的轉換基礎；數(shù)據(jù)轉換單元3 用于依據(jù)協(xié)議類型判斷綁定單元2的輸出結果，將源通訊數(shù)據(jù)轉 換為目標通訊數(shù)據(jù)；在上述優(yōu)選實施例中，數(shù)據(jù)轉換單元3具體包括協(xié)議解包子單元3-1和協(xié)議組包 子單元3-2，其中協(xié)議解包子單元3-1用于根據(jù)協(xié)議類型判斷綁定單元2的輸出結果，去除來自數(shù) 據(jù)發(fā)送設備的源通訊數(shù)據(jù)中的協(xié)議附加信息，生成解包后的通訊數(shù)據(jù)，并將上述解包后的 通訊數(shù)據(jù)發(fā)送至協(xié)議組包子單元3-2 ；在本優(yōu)選實施例中，協(xié)議解包子單元3-1具體可包括CANopen解包模塊、 ProfibusDSP解包模塊、DeviceNet解包模塊、Modbus解包模塊和BACnet解包模塊，實現(xiàn)對 CANopen協(xié)議、ProfibusDSP協(xié)議、DeviceNet協(xié)議、Modbus協(xié)議和BACnet協(xié)議等協(xié)議數(shù)據(jù) 的解包操作；協(xié)議組包子單元3-2用于接收協(xié)議解包子單元3-1發(fā)送的解包后的通訊數(shù)據(jù)，依 據(jù)協(xié)議類型判斷綁定單元2的輸出結果，為上述解包后的通訊數(shù)據(jù)添加目標通訊協(xié)議所需 的協(xié)議附加信息，并將添加協(xié)議附加信息后的數(shù)據(jù)通過接口單元1提交至數(shù)據(jù)接收設備；在本優(yōu)選實施例中，協(xié)議組包子單元3-2具體可包括CANopen組包模塊、 ProfibusDSP組包模塊、DeviceNet組包模塊、Modbus組包子模塊和BACnet組包子模塊，實 現(xiàn)對CANopen協(xié)議、ProfibusDSP協(xié)議、DeviceNet協(xié)議、Modbus協(xié)議和BACnet協(xié)議等協(xié)議 數(shù)據(jù)的組包操作。參照圖2，示出了本實用新型多協(xié)議轉換網(wǎng)關第二實施例的結構框圖，除包括前述 第一實施例設置的接口單元1、協(xié)議類型判斷綁定單元2和數(shù)據(jù)轉換單元3外，還包括總線 4、總線擴展接口 5和安裝在總線擴展接口 5上的總線通訊卡，其中總線4 用于建立數(shù)據(jù)轉換單元3和接口單元1、總線擴展接口 5的連接，作為接 口單元1和安裝在總線擴展接口 5上的總線通訊卡與數(shù)據(jù)轉換單元3的連接和數(shù)據(jù)傳輸通 道；總線擴展接口 5 用于安裝可選的總線通訊卡；在本優(yōu)選實施例中，總線擴展接口 5安裝有一個CANopen總線通訊卡5_1和一個 DeviceNet總線通訊卡5_2 ；在實際應用中，根據(jù)網(wǎng)關的需要，在總線擴展接口 5可選擇不 安裝總線通訊卡，也可以安裝1個或多個RS232/RS485總線通訊卡、CANopen總線通訊卡、 ProfibusDSP總線通訊卡或DeviceNet總線通訊卡等。參照圖3，示出了本實用新型多協(xié)議轉換網(wǎng)關第三實施例的結構框圖，具體包括安 裝在主控制板8上的接口單元1、中央處理器6、存儲器7和總線擴展接口 5，以及，安裝在總線擴展接口 5上的可選配擴展通訊卡，其中接口單元1、存儲器7和總線擴展接口 5分別通過設置在主控制板8上的總線(圖 中沒有標識出)與中央處理器6連接；存儲器7中保存有可將來自數(shù)據(jù)發(fā)送設備的源通訊數(shù)據(jù)，轉換為數(shù)據(jù)接收設備所 需的目標通訊數(shù)據(jù)的應用軟件；中央處理器6用于從接口單元1或總線擴展接口 5接收來自數(shù)據(jù)發(fā)送設備的源通 訊數(shù)據(jù)，調(diào)用保存在存儲器7中的應用軟件將上述源通訊數(shù)據(jù)轉換為目標通訊數(shù)據(jù)，并將 上述目標通訊數(shù)據(jù)通過接口單元1或總線擴展接口 5發(fā)送至數(shù)據(jù)接收設備；接口單元1用于與數(shù)據(jù)發(fā)送設備和數(shù)據(jù)接收設備建立連接，可接收來自數(shù)據(jù)發(fā)送 設備的數(shù)據(jù)，以及，將轉換后的目標通訊數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)接收設備；另外，還可通過接口單 元1更新或升級保存在存儲器7中的應用軟件；在本優(yōu)選實施例中，接口單元1包括一個 USB接口、一個RS232接口和一個以太網(wǎng)接口，在實際應用中，每個網(wǎng)關可以根據(jù)實際需要， 設置多個USB接口、RS232接口或以太網(wǎng)接口，還可以設置一個或多個RS485接口等其他通 訊接口 ；總線擴展接口 5用于安裝可選配擴展通訊卡，以擴展網(wǎng)關的應用范圍；在本優(yōu)選 實施例中，擴展通訊卡包括一個RS232/485總線通訊卡、一個CANopen總線通訊卡、一個 ProfibusDSP總線通訊卡和一個DeviceNet總線通訊卡；在實際應用中，根據(jù)網(wǎng)關的需要， 在總線擴展接口 5可不安裝總線通訊卡，也可以安裝1個或多個RS232/RS485總線通訊卡、 CANopen總線通訊卡、Prof ibusDSP總線通訊卡或DeviceNet總線通訊卡等。在上述三個實施例中，第一實施例和第二實施例中的協(xié)議類型判斷綁定單元2和 數(shù)據(jù)轉換單元3可采用軟件方法實現(xiàn)，上述軟件保存在第三實施例的存儲器7中，可供中央 處理器6調(diào)用執(zhí)行，實現(xiàn)對來自接口單元1的通訊數(shù)據(jù)進行轉換，下面結合上述實施例，說 明本實用新型多協(xié)議轉換網(wǎng)關的數(shù)據(jù)轉換流程。本實用新型優(yōu)選實施例網(wǎng)關支持Modbus、BACnet等標準協(xié)議以及100多種廠家自 定義的協(xié)議，采用這些協(xié)議的數(shù)據(jù)發(fā)送設備和數(shù)據(jù)接收設備基于上述以太網(wǎng)、RS485、RS232 等本地接口，或CANopen、ProfibusDSP, DeviceNet等總線接口與網(wǎng)關連接，參照圖4，本實 用新型多協(xié)議轉換網(wǎng)關的數(shù)據(jù)轉換方法實施例流程包括S401 中央處理器從接口單元獲取來自數(shù)據(jù)發(fā)送設備的數(shù)據(jù)信息；S402:調(diào)用保存在存儲器中的協(xié)議類型判斷綁定單元判斷數(shù)據(jù)發(fā)送設備和數(shù)據(jù)接 收設備支持的協(xié)議類型，并將上述二種協(xié)議進行轉換綁定；S403:保存在存儲器中的數(shù)據(jù)轉換單元依據(jù)上述判斷結果，將數(shù)據(jù)發(fā)送設備發(fā)送 的源通訊數(shù)據(jù)，轉換為數(shù)據(jù)接收設備所需的目標通訊數(shù)據(jù)；S404 將轉換后的目標通訊數(shù)據(jù)通過接口單元發(fā)送至數(shù)據(jù)接收設備。上述優(yōu)選實施例中，存儲器可選用NAND或NOR閃存，以減小網(wǎng)關的尺寸及成本。當 需要更新或升級以軟件形式實現(xiàn)的協(xié)議類型判斷單元和數(shù)據(jù)轉換單元時，可通過USB接口 或以太網(wǎng)接口對保存在存儲器中的軟件進行升級或更新操作，因此，本實用新型多協(xié)議轉 換網(wǎng)關優(yōu)選實施例的配置非常靈活，可根據(jù)用戶的實際需要，配置相應協(xié)議的協(xié)議類型判 斷單元和數(shù)據(jù)轉換單元；特別是，當出現(xiàn)新的標準協(xié)議或廠商自定義協(xié)議時，直接升級存儲 在存儲器中的協(xié)議類型判斷單元和數(shù)據(jù)轉換單元即可，不需要更換新的網(wǎng)關設備。[0054]需要說明的是，上述系統(tǒng)實施例屬于優(yōu)選實施例，所涉及的裝置和模塊并不一定 是本實用新型所必須的。本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與 其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。以上對本實用新型所提供的一種多協(xié)議轉換網(wǎng)關進行了詳細介紹，本文中應用了 具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理 解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本實用新型的 思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為 對本實用新型的限制。
權利要求1.一種多協(xié)議轉換網(wǎng)關，其特征在于，包括與數(shù)據(jù)發(fā)送設備和數(shù)據(jù)接收設備建立連 接的接口單元，判斷所述數(shù)據(jù)發(fā)送設備的源通訊協(xié)議類型和所述數(shù)據(jù)接收設備的目標通訊 協(xié)議類型并進行轉換綁定的協(xié)議類型判斷綁定單元，以及，依據(jù)所述協(xié)議類型判斷綁定單 元的處理結果將源通訊協(xié)議數(shù)據(jù)轉換為目標通訊協(xié)議數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)轉換單元；所述數(shù)據(jù)轉換 單元分別與所述接口單元和協(xié)議類型判斷綁定單元連接。
2.如權利要求1所述的多協(xié)議轉換網(wǎng)關，其特征在于，所述接口單元包括2個或多個串 行接口或以太網(wǎng)接口。
3.如權利要求2所述的多協(xié)議轉換網(wǎng)關，其特征在于，所述串行接口為RS232接口、 RS485 接口或 USB 接口。
4.如權利要求1所述的多協(xié)議轉換網(wǎng)關，其特征在于，所述多協(xié)議轉換網(wǎng)關還包括總 線、總線擴展接口和1個或多個總線通訊卡；其中所述總線擴展接口通過所述總線與數(shù)據(jù)轉換單元建立連接；所述總線通訊卡安裝在所述總線擴展接口上。
5.如權利要求4所述的多協(xié)議轉換網(wǎng)關，其特征在于，所述總線通訊卡具體采用如下 通訊卡中的至少一種RS232/RS485總線通訊卡、CANopen總線通訊卡、ProfibusDSP總線通 訊卡和DeviceNet總線通訊卡。
6.如權利要求1所述的多協(xié)議轉換網(wǎng)關，其特征在于，所述數(shù)據(jù)轉換單元具體包括協(xié) 議解包子單元和協(xié)議組包子單元，其中所述協(xié)議解包子單元根據(jù)所述協(xié)議類型判斷綁定單元的輸出結果，去除源通訊數(shù)據(jù)中 的協(xié)議附加信息，生成并發(fā)送解包后的通訊數(shù)據(jù)；所述協(xié)議組包子單元接收所述協(xié)議解包子單元發(fā)送的解包后的通訊數(shù)據(jù)，依據(jù)所述協(xié) 議類型判斷綁定單元的輸出結果，為所述解包后的通訊數(shù)據(jù)添加目標通訊協(xié)議所需的協(xié)議 附加信息，生成組包后的通訊數(shù)據(jù)，并通過所述接口單元提交至所述數(shù)據(jù)接收設備。
7.如權利要求6所述的多協(xié)議轉換網(wǎng)關，其特征在于所述協(xié)議解包子單元具體包括CANopen解包模塊、ProfibusDSP解包模塊、DeviceNet 解包模塊、Modbus解包模塊和BACnet解包模塊；所述協(xié)議組包子單元具體包括CANopen組包模塊、ProfibusDSP組包模塊、DeviceNet 組包模塊、Modbus組包模塊和BACnet組包模塊。
專利摘要本實用新型提供了一種多協(xié)議轉換網(wǎng)關，包括與數(shù)據(jù)發(fā)送設備和數(shù)據(jù)接收設備建立連接的接口單元，判斷所述數(shù)據(jù)發(fā)送設備的源通訊協(xié)議類型和所述數(shù)據(jù)接收設備的目標通訊協(xié)議類型并將上述二種協(xié)議進行轉換綁定的協(xié)議類型判斷綁定單元，以及，依據(jù)所述協(xié)議類型判斷綁定單元的處理結果將源通訊協(xié)議數(shù)據(jù)轉換為目標通訊協(xié)議數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)轉換單元；所述數(shù)據(jù)轉換單元分別與所述接口單元和協(xié)議類型判斷綁定單元連接。本實用新型可根據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)送設備和數(shù)據(jù)接收設備的通訊協(xié)議類型，將源通訊協(xié)議數(shù)據(jù)轉換為目標通訊協(xié)議數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)對多種現(xiàn)有標準協(xié)議和廠家自定義協(xié)議數(shù)據(jù)的轉換，解決了現(xiàn)有網(wǎng)關只能對特定協(xié)議進行轉換、功能單一、復用性較差的問題。
文檔編號H04L29/06GK201887792SQ20102054402
公開日2011年6月29日 申請日期2010年9月27日 優(yōu)先權日2010年9月27日
發(fā)明者于立軍, 李丹, 李喆, 李磊, 沈鋼, 魏玉倩 申請人:北京泰豪智能工程有限公司