專利名稱：基于高級數(shù)據(jù)鏈路控制的數(shù)字量輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工業(yè)控制技術(shù)，尤其涉及一種基于高級數(shù)據(jù)鏈路控制的數(shù)字量輸入裝置。
背景技術(shù)：
高級數(shù)據(jù)鏈路控制(High-Level Data Link Control,以下簡稱HDLC),是一個在同步網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)、面向比特的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。HDLC是面向比特的數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議的典型代表，具有如下的優(yōu)點(diǎn)該協(xié)議不依賴于任何一種字符編碼集；數(shù)據(jù)報文可透明傳輸，用于實(shí)現(xiàn)透明傳輸?shù)摹?比特插入法”易于硬件實(shí)現(xiàn)；另外，HDLC支持全雙工通信，具有較高的數(shù)據(jù)鏈路傳輸效率；所有HDLC的數(shù)據(jù)幀采用CRC檢驗(yàn)，對信息幀進(jìn)行順序編號，可防止漏收或重發(fā)，傳輸可靠性高；以及HDLC將 傳輸控制功能與處理功能分離，具有較大靈活性。由于HDLC的上述優(yōu)點(diǎn)，使其廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，尤其是在機(jī)車、電力等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。在HDLC應(yīng)用的工業(yè)控制領(lǐng)域中，通常需要進(jìn)行大量的開關(guān)量數(shù)據(jù)采集，通常需要為每一個采集的開關(guān)量都設(shè)置對應(yīng)的采集設(shè)備和轉(zhuǎn)換設(shè)備，以將采集到的開關(guān)量信號轉(zhuǎn)換為適合在HDLC鏈路上傳送的數(shù)據(jù)，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適應(yīng)于目前工業(yè)控制領(lǐng)域中對設(shè)備小型化的需求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種基于高級數(shù)據(jù)鏈路控制的數(shù)字量輸入裝置，用于適應(yīng)目前工業(yè)控制領(lǐng)域中對設(shè)備小型化的需求。本實(shí)用新型提供了一種基于高級數(shù)據(jù)鏈路控制的數(shù)字量輸入裝置，包括集成在同一電路芯片上的數(shù)字量采集模塊、中央處理模塊和高級數(shù)據(jù)鏈路控制收發(fā)器，其中，所述數(shù)字量采集模塊用于通過外部輸出通道接收外部設(shè)備的一個以上的開關(guān)量信號，并將其轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號，并向中央處理模塊發(fā)送；所述中央處理模塊，與所述數(shù)字量采集模塊連接，用于接收所述一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號，以及根據(jù)所述一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號生成高級數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)幀；所述高級數(shù)據(jù)鏈路控制收發(fā)器與所述中央處理模塊連接，用于向高級數(shù)據(jù)鏈路控制總線發(fā)送所述高級數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)幀。上述的數(shù)字量采集模塊采集的一個以上的開關(guān)量信號包括多種電平等級的開關(guān)量信號，所述數(shù)字量采集模塊具體用于通過外部輸出通道接收外部設(shè)備的一個以上的開關(guān)量信號，將采集的所述多種電平等級的開關(guān)量信號轉(zhuǎn)換為預(yù)定電平的二進(jìn)制數(shù)字信號，并向中央處理模塊發(fā)送。上述中央處理器模塊包括信號處理單元，用于對所述數(shù)字量采集模塊轉(zhuǎn)換成的一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號進(jìn)行濾波處理；中央處理單元，與所述信號處理單元連接，用于從所述濾波處理后的一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號中提取狀態(tài)值；數(shù)據(jù)幀生成單元，用于將所述中央處理單元提取的狀態(tài)值寫入到高級數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)字段中，生成高級數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)幀。上述高級數(shù)據(jù)鏈路控制收發(fā)器具體用于將攜帶所述高級數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)幀的標(biāo)準(zhǔn)信號轉(zhuǎn)換為差分信號，并向高級數(shù)據(jù)鏈路控制總線發(fā)送。本實(shí)用新型提供的基于高級數(shù)據(jù)鏈路控制的數(shù)字量輸入裝置，其可以使用在同一電路芯片上集成的數(shù)字量采集模塊、中央處理模塊和HDLC收發(fā)器來實(shí)現(xiàn)，數(shù)字量采集模塊能夠采集一個以上的開關(guān)量信號，并將其轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號，然后由中央處理模塊根據(jù)一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號生成HDLC數(shù)據(jù)幀，HDLC收發(fā)器將所述HDLC數(shù)據(jù)幀發(fā)送，實(shí)現(xiàn)了在一個電路芯片上完成對多個外部設(shè)備的開關(guān)量的采集和發(fā)送，滿足了目前對于設(shè)備小型化的需求，同時也降低了設(shè)備功耗，易于實(shí)現(xiàn)。

圖I為本實(shí)用新型基于HDLC的數(shù)字量輸入裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I所示實(shí)施例中中央處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中的基于HDLC的數(shù)字量輸入方法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供了一種基于HDLC的數(shù)字量輸入裝置和方法，圖I為本實(shí)用新型基于HDLC的數(shù)字量輸入裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖I所示，該基于HDLC的數(shù)字量輸入裝置包括集成在同一電路芯片上的數(shù)字量采集模塊11、中央處理模塊12和HDLC收發(fā)器13，其中，所述數(shù)字量采集模塊11用于通過外部輸出通道接收外部設(shè)備的一個以上的開關(guān)量信號，并將其轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號后，向中央處理模塊12發(fā)送；所述中央處理模塊12，與所述數(shù)字量采集模塊11連接，用于接收所述一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號，以及根據(jù)所述一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號生成HDLC數(shù)據(jù)幀；所述HDLC收發(fā)器13用于向HDLC總線發(fā)送所述HDLC數(shù)據(jù)幀。本實(shí)用新型上述實(shí)施例提供的技術(shù)方案，其中在同一電路芯片上集成了數(shù)字量采集模塊11、中央處理模塊12和HDLC收發(fā)器13，數(shù)字量采集模塊11能夠采集一個以上的開關(guān)量信號，并將其轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號，然后由中央處理模塊根據(jù)一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號生成HDLC數(shù)據(jù)幀，HDLC收發(fā)器發(fā)送所述HDLC數(shù)據(jù)幀，實(shí)現(xiàn)了在一個電路芯片上完成對多個外部設(shè)備的開關(guān)量的采集和發(fā)送，滿足了目前對于設(shè)備小型化的需求，同時也降低了設(shè)備功耗，易于實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型上述實(shí)施例中，其中的數(shù)字量采集模塊可以是與一個外部設(shè)備的多個開關(guān)連接，也可以是和分布在不同外部設(shè)備上的多個開關(guān)連接，對于數(shù)字量采集模塊采集到的開關(guān)量信號，其電平等級可以有所不同，即一個以上的開關(guān)量信號包括多種電平等級的開關(guān)量信號，而數(shù)據(jù)量采集模塊具體用于通過外部輸出通道接收外部設(shè)備的一個以上的開關(guān)量信號，將采集的多種電平等級的開關(guān)量信號轉(zhuǎn)換為預(yù)定電平的二進(jìn)制數(shù)字信號，并向中央處理模塊發(fā)送。例如，對于米集到的第一開關(guān)量信號為OV和55V,第二開關(guān)量信號為OV和110V，第三開關(guān)量信號為OV和220V，數(shù)據(jù)量采集模塊對于非零的開關(guān)量信號可以都轉(zhuǎn)換為5V，這樣也可以方便后續(xù)的中央處理模塊的處理。另外，對于上述實(shí)施例中的中央處理模塊12，如圖2所示，其具體的可以包括信號處理單元121、中央處理單元122和數(shù)據(jù)幀生成單元123，其中的信號處理單元121主要是起濾波作用，用于對數(shù)字量采集模塊轉(zhuǎn)換成的一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號進(jìn)行濾波處理，減小外界干擾對信號造成的影響；中央處理單元122，與所述信號處理單元121連接，用于從所述濾波處理后的一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號中提取狀態(tài)值，具體的，可以是在某一時亥IJ，對一個以上的二進(jìn)制信號進(jìn)行提取，獲取各個二進(jìn)制信號對應(yīng)的開關(guān)的狀態(tài)值，對于狀態(tài)值為非零的二進(jìn)制信號，則其對應(yīng)的開關(guān)處于閉合狀態(tài)，對于狀態(tài)值為零的二進(jìn)制信號，其對應(yīng)的開關(guān)處于斷開狀態(tài)，因此，該狀態(tài)值對應(yīng)著某一時刻各個檢測開關(guān)對象的狀態(tài)，具體的，可以根據(jù)用戶的設(shè)定，每間隔一段時間獲取上述狀態(tài)值。數(shù)據(jù)幀生成單元123用于將所述中央處理單元提取的狀態(tài)值寫入到HDLC數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)字段中，生成HDLC數(shù)據(jù)幀，以使HDLC數(shù)據(jù)幀中攜帶各個開關(guān)的狀態(tài)值。具體的，對于一個HDLC數(shù)據(jù)幀，其可以包括地址字段(ADDRESS)、控制字段(CONTROL)、數(shù)據(jù)字段(DATA)和幀校驗(yàn)字段(frame check sequence,以下簡稱FCS)，其中DATA字段的長度可以為0 128字節(jié)，本實(shí)例中可以使用數(shù)據(jù)字段中的每一個位代表一個開關(guān)對象的狀態(tài)，在上述數(shù)據(jù)量采集的基礎(chǔ)上，將其寫入到HDLC數(shù)據(jù)幀中，以使用HDLC數(shù)據(jù)幀傳輸各個檢測開關(guān)對象的狀態(tài)值。本實(shí)用新型上述實(shí)施例中生成的HDLC數(shù)據(jù)幀，其同樣為二進(jìn)制數(shù)字量，對應(yīng)的HDLC的標(biāo)準(zhǔn)信號可以是使用OV表示0，5V表示I。本實(shí)施例中，HDLC收發(fā)器可以是將HDLC數(shù)據(jù)幀的標(biāo)準(zhǔn)信號轉(zhuǎn)換為差分信號后向HDLC控制總線發(fā)送，該差分信號使用2. 5V表示1，用-2. 5V表不0,該技術(shù)方案可以提高傳輸信號的抗電磁干擾能力。本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種基于高級數(shù)據(jù)鏈路控制的數(shù)字量輸入方法，圖3為本實(shí)用新型基于高級數(shù)據(jù)鏈路控制的數(shù)字量輸入方法實(shí)施例的流程示意圖，如圖3所示，其包括如下的步驟步驟101、通過外部輸出通道接收外部設(shè)備的一個以上的開關(guān)量信號，并將其轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號；步驟102、根據(jù)所述一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號生成高級數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)幀；步驟103、向高級數(shù)據(jù)鏈路控制總線發(fā)送所述高級數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)幀。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案，其中可以使用在同一電路芯片上集成數(shù)字量采集模塊、中央處理模塊和HDLC收發(fā)器來實(shí)現(xiàn)，數(shù)字量采集模塊能夠執(zhí)行上述的步驟101，采集一個以上的開關(guān)量信號，并將其轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號，然后由中央處理模塊根據(jù)一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號生成HDLC數(shù)據(jù)幀，HDLC收發(fā)器將所述HDLC數(shù)據(jù)幀發(fā)送，實(shí)現(xiàn)了在一個電路芯片上完成對多個外部設(shè)備的開關(guān)量信號的采集和發(fā)送，滿足了目前對于設(shè)備小型化的需求，同時也降低了設(shè)備功耗，易于實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型上述實(shí)施例中，其中步驟101中的采集的一個以上的開關(guān)量信號包括多種電平等級的開關(guān)量信號，該步驟可以具體為將采集的所述多種電平等級的、一個以上的開關(guān)量信號轉(zhuǎn)換為預(yù)定電平的、一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號，即每一個二進(jìn)制數(shù)字信號和一個開關(guān)量信號對應(yīng)，也和一個檢測開關(guān)對象相對應(yīng)。[0030]另外，本實(shí)用新型上述實(shí)施例中，其中步驟102中的根據(jù)一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號生成高級數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)幀可以具體為對轉(zhuǎn)換生成的一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號進(jìn)行濾波處理，上述的二進(jìn)制數(shù)字信號可以由數(shù)字量采集模塊轉(zhuǎn)換生成；從所述濾波處理后的一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號中提取狀態(tài)值，該步驟可以由中央處理單元執(zhí)行，其中提取的每一個狀態(tài)值對應(yīng) 一個開關(guān)對象的狀態(tài)；將上述提取的狀態(tài)值寫入到高級數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)字段中，生成高級數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)幀。另外，本實(shí)用新型上述實(shí)施例中，其中的步驟103中的向高級數(shù)據(jù)鏈路控制總線發(fā)送所述高級數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)幀可以具體為將攜帶所述高級數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)幀的標(biāo)準(zhǔn)信號轉(zhuǎn)換為差分信號后向高級數(shù)據(jù)鏈路控制總線發(fā)送。本實(shí)用新型上述實(shí)施例中，其中的中央處理模塊可以是由一個可編程邏輯控制器實(shí)現(xiàn)，并且可以將中央處理模塊、數(shù)字量采集模塊和HDLC收發(fā)器集成到一個電路芯片上，使得設(shè)備結(jié)構(gòu)小型化，適應(yīng)了目前的對設(shè)備結(jié)構(gòu)小型化的需求，同時也降低了設(shè)備功耗，易于實(shí)現(xiàn)。最后應(yīng)說明的是以上各實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求1.一種基于高級數(shù)據(jù)鏈路控制的數(shù)字量輸入裝置，其特征在于，包括集成在同一電路芯片上的數(shù)字量采集模塊、中央處理模塊和高級數(shù)據(jù)鏈路控制收發(fā)器，其中，所述數(shù)字量采集模塊用于通過外部輸出通道接收外部設(shè)備的一個以上的開關(guān)量信號，并將其轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號，并向中央處理模塊發(fā)送；所述中央處理模塊，與所述數(shù)字量采集模塊連接，用于接收所述一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號，以及根據(jù)所述一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號生成高級數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)幀；所述高級數(shù)據(jù)鏈路控制收發(fā)器與所述中央處理模塊連接，用于向高級數(shù)據(jù)鏈路控制總線發(fā)送所述高級數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)幀。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于高級數(shù)據(jù)鏈路控制的數(shù)字量輸入裝置，其特征在于，所述數(shù)字量采集模塊采集的一個以上的開關(guān)量信號包括多種電平等級的開關(guān)量信號，所述數(shù)字量采集模塊具體用于通過外部輸出通道接收外部設(shè)備的一個以上的開關(guān)量信號，將采集的所述多種電平等級的開關(guān)量信號轉(zhuǎn)換為預(yù)定電平的二進(jìn)制數(shù)字信號，并向中央處理模塊發(fā)送。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于高級數(shù)據(jù)鏈路控制的數(shù)字量輸入裝置，其特征在于，所述中央處理器模塊包括 信號處理單元，用于對所述數(shù)字量采集模塊轉(zhuǎn)換成的一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號進(jìn)行濾波處理； 中央處理單元，與所述信號處理單元連接，用于從所述濾波處理后的一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號中提取狀態(tài)值； 數(shù)據(jù)幀生成單元，用于將所述中央處理單元提取的狀態(tài)值寫入到高級數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)字段中，生成高級數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)幀。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于高級數(shù)據(jù)鏈路控制的數(shù)字量輸入裝置，其特征在于，所述高級數(shù)據(jù)鏈路控制收發(fā)器用于將攜帶所述高級數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)幀的標(biāo)準(zhǔn)信號轉(zhuǎn)換為差分信號，并向高級數(shù)據(jù)鏈路控制總線發(fā)送。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種基于高級數(shù)據(jù)鏈路控制的數(shù)字量輸入裝置，其中裝置包括集成在同一電路芯片上的數(shù)字量采集模塊、中央處理模塊和高級數(shù)據(jù)鏈路控制收發(fā)器，其中，數(shù)字量采集模塊用于通過外部輸出通道接收外部設(shè)備的一個以上的開關(guān)量信號，并將其轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號后，向中央處理模塊發(fā)送；中央處理模塊，與數(shù)字量采集模塊連接，用于接收一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號，以及根據(jù)一個以上的二進(jìn)制數(shù)字信號生成高級數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)幀；高級數(shù)據(jù)鏈路控制收發(fā)器用于向高級數(shù)據(jù)鏈路控制總線發(fā)送所述高級數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)幀。本實(shí)用新型的技術(shù)方案能夠適應(yīng)目前工業(yè)控制領(lǐng)域中對設(shè)備小型化的需求。
文檔編號H04L29/08GK202503547SQ20122000883
公開日2012年10月24日 申請日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者杜振環(huán), 楊冬 申請人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發(fā)中心