專利名稱：一種多協(xié)議通訊管理機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)自動(dòng)化的運(yùn)用，特別涉及一種多協(xié)議通訊管理機(jī)。
背景技術(shù)：
在分布式工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用中，由于現(xiàn)場測控裝置的通訊數(shù)據(jù)，具有分布性，且其運(yùn)行的通訊協(xié)議不一致性，每個(gè)測控裝置都需要布置一個(gè)特定的上位機(jī)進(jìn)行管理，不利用監(jiān)控的集中性發(fā)展。目前的通訊管理機(jī)作為一種網(wǎng)絡(luò)中間設(shè)備，對于測控裝置，具有上位機(jī)的特性，對于后臺監(jiān)控系統(tǒng)具有下位機(jī)的特性，但是其適應(yīng)的通訊協(xié)議有限，不能滿足與所有的測控裝置進(jìn)行通訊。針對上述的問題，提供一種通訊管理機(jī)能夠支持各種通訊協(xié)議，提供豐富的接口，實(shí)現(xiàn)不同測控設(shè)備和管理機(jī)的通訊互聯(lián)是現(xiàn)有技術(shù)需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種多協(xié)議通訊管理機(jī)，支持各種通訊協(xié)議，提供豐富的接口，實(shí)現(xiàn)不同測控設(shè)備和管理機(jī)的通訊互聯(lián)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種多協(xié)議通訊管理機(jī)，其特征在于所述的通訊管理機(jī)為處理單元通過多串口控制器分別連接多個(gè)下行串口轉(zhuǎn)換單元與每個(gè)測控裝置進(jìn)行通訊；處理單元同時(shí)連接以太網(wǎng)控制器和上行串口轉(zhuǎn)換單元實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通訊；處理單元分別連接CA N控制器、MRAM存儲(chǔ)器，從而實(shí)現(xiàn)對所有測控裝置與上位機(jī)之間的
通訊管理。所述的處理單元與上行串口轉(zhuǎn)換單元之間設(shè)有串口控制器實(shí)現(xiàn)通訊。所述的處理單元連接外擴(kuò)單元支持RAM和FLASH的功能擴(kuò)展。所述的處理單元為MINIARM工控板搭載LPC2292 ARM7內(nèi)核處理器。所述的上行串口轉(zhuǎn)換單元、下行串口轉(zhuǎn)換單元中的轉(zhuǎn)換芯片為RS232-RS485轉(zhuǎn)換芯片；多串口控制器的型號為SCI6C654。所述的處理單元主動(dòng)依據(jù)配置信息，完成數(shù)據(jù)采集；完成上位機(jī)請求的響應(yīng)，對通訊數(shù)據(jù)進(jìn)行重組和處理，并上傳給上位機(jī)。所述的MRAM存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)通訊管理機(jī)的配置信息。所述的處理單元通過下行通訊口，依據(jù)配置緩沖區(qū)中采樣段格式將下行通訊口所掛接的終端設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后按照上行采樣點(diǎn)的信息進(jìn)行重組；并且依據(jù)配置緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)配置格式，將重組后的數(shù)據(jù)按上位機(jī)所需及時(shí)上傳。一種多協(xié)議通訊管理機(jī)，由于采用上述的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、支持各種通訊協(xié)議，提供豐富的接口，實(shí)現(xiàn)不同測控設(shè)備和管理機(jī)的通訊互聯(lián)；2、實(shí)現(xiàn)對整個(gè)變配電自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)場的信息收集，并集中送往當(dāng)?shù)睾笈_或遠(yuǎn)方調(diào)度主站，同時(shí)將后臺或主站命令傳遞給各測控裝置，實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)鼗蜻h(yuǎn)程控制。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明；圖1為本發(fā)明一種多協(xié)議通訊管理機(jī)結(jié)構(gòu)示意框圖；圖2為本發(fā)明一種多協(xié)議通訊管理機(jī)下行通訊電路圖；圖3為本發(fā)明一種多協(xié)議通訊管理機(jī)上行通訊電路圖；圖4為本發(fā)明一種多協(xié)議通訊管理機(jī)MRAM存儲(chǔ)器電路圖；在圖1中，1、處理單元；2、多串口控制器；3、下行串口轉(zhuǎn)換單元；4、以太網(wǎng)控制器；
5、上行串口轉(zhuǎn)換單元；6、串口控制器；7、MRAM存儲(chǔ)器；8、CAN控制器；9、外擴(kuò)單元。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明對通訊數(shù)據(jù)的進(jìn)行重組，通過簡單配置的方式，可以實(shí)現(xiàn)分布的數(shù)據(jù)在服務(wù)器中的重新組合。通訊管理機(jī)支持多樣的協(xié)議，提供豐富的接口，實(shí)現(xiàn)不同測控設(shè)備和管理機(jī)的通訊互聯(lián)，和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、工控機(jī)的互聯(lián)。用于實(shí)現(xiàn)對整個(gè)變配電自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)場的信息收集，并集中送往當(dāng)?shù)睾笈_或遠(yuǎn)方調(diào)度主站，同時(shí)將后臺或主站命令傳遞給各測控裝置，實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)鼗蜻h(yuǎn)程控制。如圖1所示，本發(fā)明為處理單元I通過多串口控制器2分別連接多個(gè)下行串口轉(zhuǎn)換單元3與每個(gè)測控裝置進(jìn)行通訊；處理單元I同時(shí)連接以太網(wǎng)控制器4和上行串口轉(zhuǎn)換單元5實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通訊；處理單元I分別連接CAN控制器8、MRAM存儲(chǔ)器7，從而實(shí)現(xiàn)對所有測控裝置與上位機(jī)之間 的通訊管理。處理單元I與上行串口轉(zhuǎn)換單元5之間設(shè)有串口控制器6實(shí)現(xiàn)通訊。處理單元I連接外擴(kuò)單元9支持RAM和FLASH的功能擴(kuò)展。處理單元I為MINIARM工控板搭載LPC2292ARM7內(nèi)核處理器。上行串口轉(zhuǎn)換單元5、下行串口轉(zhuǎn)換單元3中的轉(zhuǎn)換芯片為RS232-RS485轉(zhuǎn)換芯片；多串口控制器2的型號為SCI6C654。本發(fā)明整體設(shè)計(jì)巧妙簡潔，有效的利用了 MINIARM工控板集成度高、超強(qiáng)抗干擾、超低功效等優(yōu)點(diǎn)。通訊管理機(jī)首先由處理單元I進(jìn)行配置采樣段和采樣點(diǎn)，用戶可以任意配置任意測控裝置的起始地址和寄存器長度，用戶可以更加合理的設(shè)計(jì)下行采樣段，最大限度的提高采樣輪詢效率。配置信息存儲(chǔ)在MRAM存儲(chǔ)器7中。配置完成后，服務(wù)器重啟完成后，對下行串口轉(zhuǎn)換單元3所掛接的終端設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和重組，并通過上行串口轉(zhuǎn)換單元5和以太網(wǎng)口控制器4向上位服務(wù)器進(jìn)行上傳，完成了變電站微機(jī)保護(hù)、自動(dòng)裝置、測控等智能電子裝置與變電站主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)之間的信息交互。CAN控制器8為可選下行口，當(dāng)需要時(shí)，可以進(jìn)行服務(wù)器相關(guān)配置，以實(shí)現(xiàn)信息的交互。圖2是下行通訊口的原理圖，SC16C654為多串口擴(kuò)展芯片，這里，我們通過它擴(kuò)展出四個(gè)串口，作為下行四通訊口，對所掛接的終端設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。然后將采集的數(shù)據(jù)上傳到RAM中，就行重組，以備數(shù)據(jù)上發(fā)。圖3是上行通訊口的原理圖，HR911105A為以太網(wǎng)控制器4，它和RSM485CT —起作為上行通訊口，講上位服務(wù)器所需數(shù)據(jù)信息上傳，完成變電站微機(jī)保護(hù)、自動(dòng)裝置、測控等智能電子裝置與變電站主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)之間的信息交互。圖4是MRAM存儲(chǔ)器7原理圖，新的MRAM存儲(chǔ)芯片替代了以前常用的EEPROM芯片，存儲(chǔ)20K左右的數(shù)據(jù)，EEPROM芯片需要大約12分鐘的時(shí)間，而新的MRAM存儲(chǔ)芯片大約只需I分半鐘，這樣大大提高了存儲(chǔ)效率。EEPROM芯片是通過I2C總線進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫的，是半雙工的，而且讀寫可靠性不高；MRAM存儲(chǔ)芯片是通過SPI 口進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫，全雙工，而且讀寫可靠性很高。這樣很大的提高了讀寫的正確性和完整性。本發(fā)明的軟件方面主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集與處理，不同通訊協(xié)議的交互。軟件系統(tǒng)主要包括硬件的驅(qū)動(dòng)、嵌入式操作系統(tǒng)、多種通訊協(xié)議、服務(wù)器應(yīng)用程序等功能。處理單元I主動(dòng)依據(jù)配置信息，完成數(shù)據(jù)采集；完成上位機(jī)請求的響應(yīng)，對通訊數(shù)據(jù)進(jìn)行重組和處理，并上傳給上位機(jī)。下行系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)主要處理通過下行通訊口，依據(jù)配置緩沖區(qū)中采樣段格式將下行通訊口所掛接的終端設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后按照上行采樣點(diǎn)的信息進(jìn)行重組。上行系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)主要處理服務(wù)器上發(fā)數(shù)據(jù)到上位機(jī)服務(wù)器中。主要依據(jù)配置緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)配置格式，將重組后的數(shù)據(jù)按上位機(jī)所需及時(shí)上傳。通訊管理機(jī)目前已經(jīng)添加的協(xié)議有標(biāo)準(zhǔn)MODBUS協(xié)議，CAN協(xié)議，104協(xié)議。應(yīng)用軟件中的協(xié)議模塊多主多從的實(shí)現(xiàn)采用了模塊化設(shè)計(jì)，可以很好的滿足多個(gè)串口的情況，軟件可移植性增強(qiáng)?？梢栽黾悠渌耐ㄓ脜f(xié)議，產(chǎn)品通用性較強(qiáng)。本發(fā)明利用ARM7內(nèi)核處理器，通過外擴(kuò)RAM，提供足夠的RW數(shù)據(jù)空間，采用基于優(yōu)先級的嵌入式搶占式多任務(wù)實(shí)時(shí)內(nèi)核uC/OS-1I多任務(wù)操作系統(tǒng)。后臺采樣進(jìn)程，基于同步讀操作，充分發(fā)揮CPU工作效率和UART性能?？紤]到寫操作的時(shí)效性，采用“即時(shí)寫”技術(shù)，保證了寫操作(遙控和遙調(diào))的實(shí)時(shí)性，提高了響應(yīng)速率。應(yīng)用軟件中的協(xié)議模塊多主多從的實(shí)現(xiàn)采用了模塊化設(shè)計(jì)， 可以很好的滿足多個(gè)串口的情況，軟件可移植性增強(qiáng)。下行采樣點(diǎn)，配置方式是“采樣段”的形式，上行采用“采樣點(diǎn)”的形式，可以任意配置任意測控裝置的起始地址和寄存器長度，用戶可以更加合理的設(shè)計(jì)下行采樣段，最大限度的提高采樣輪詢效率。錯(cuò)誤記錄功能。依據(jù)下行配置信息，記錄設(shè)備的在線狀態(tài)，無響應(yīng)等。嵌入了多種通訊協(xié)議，通用性比較強(qiáng)。數(shù)據(jù)的重組服務(wù)，通過簡單配置的方式，可以實(shí)現(xiàn)分布的數(shù)據(jù)在服務(wù)器中的重新組合。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多協(xié)議通訊管理機(jī)，其特征在于所述的通訊管理機(jī)為處理單元(I)通過多串口控制器(2 )分別連接多個(gè)下行串口轉(zhuǎn)換單元(3 )與每個(gè)測控裝置進(jìn)行通訊；處理單元(I)同時(shí)連接以太網(wǎng)控制器(4)和上行串口轉(zhuǎn)換單元(5)實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通訊；處理單元(I)分別連接CAN控制器(8 )、MRAM存儲(chǔ)器(7 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多協(xié)議通訊管理機(jī)，其特征在于所述的處理單元(I)與上行串口轉(zhuǎn)換單元(5)之間設(shè)有串口控制器(6)實(shí)現(xiàn)通訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多協(xié)議通訊管理機(jī)，其特征在于所述的處理單元(I)連接外擴(kuò)單元(9)支持RAM和FLASH的功能擴(kuò)展。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種多協(xié)議通訊管理機(jī)，其特征在于所述的處理單元(I)為MINIARM工控板搭載LPC2292 ARM7內(nèi)核處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多協(xié)議通訊管理機(jī)，其特征在于所述的上行串口轉(zhuǎn)換單元(5)、下行串口轉(zhuǎn)換單元(4)中的轉(zhuǎn)換芯片為RS232-RS485轉(zhuǎn)換芯片；多串口控制器(2)的型號為SCI6C654。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多協(xié)議通訊管理機(jī)，其特征在于所述的處理單元(I)主動(dòng)依據(jù)配置信息，完成數(shù)據(jù)采集；完成上位機(jī)請求的響應(yīng)，對通訊數(shù)據(jù)進(jìn)行重組和處理，并上傳給上位機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多協(xié)議通訊管理機(jī)，其特征在于所述的MRAM存儲(chǔ)器(7)內(nèi)存儲(chǔ)通訊管理機(jī)的配置信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種多協(xié)議通訊管理機(jī)，其特征在于所述的處理單元(I)通過下行通訊口，依據(jù)配置緩沖區(qū)中采樣段格式將下行通訊口所掛接的終端設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后按照上行采樣點(diǎn)的信息進(jìn)行重組；并且依據(jù)配置緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)配置格式，將重組后的數(shù)據(jù)按上位機(jī)所需及時(shí)上傳。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多協(xié)議通訊管理機(jī)，其特征在于所述的通訊管理機(jī)為處理單元通過多串口控制器分別連接多個(gè)下行串口轉(zhuǎn)換單元與每個(gè)測控裝置進(jìn)行通訊；處理單元同時(shí)連接以太網(wǎng)控制器和上行串口轉(zhuǎn)換單元實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通訊；處理單元分別連接CAN控制器、MRAM存儲(chǔ)器，由于采用上述的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、支持各種通訊協(xié)議，提供豐富的接口，實(shí)現(xiàn)不同測控設(shè)備和管理機(jī)的通訊互聯(lián)；2、實(shí)現(xiàn)對整個(gè)變配電自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)場的信息收集，并集中送往當(dāng)?shù)睾笈_或遠(yuǎn)方調(diào)度主站，同時(shí)將后臺或主站命令傳遞給各測控裝置，實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)鼗蜻h(yuǎn)程控制。
文檔編號H04L12/24GK103067201SQ201210570329
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者束龍勝, 楊振, 陶路路 申請人:安徽鑫龍電器股份有限公司