一種工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)通訊系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)關(guān)通訊技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說是一種工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)通訊系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前工業(yè)串口數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)、工業(yè)串口轉(zhuǎn)無線網(wǎng)關(guān)等產(chǎn)品已經(jīng)廣泛用于工業(yè)現(xiàn)場，實(shí)現(xiàn)工業(yè)串口數(shù)據(jù)協(xié)議并入網(wǎng)絡(luò)，便于數(shù)據(jù)傳輸。但是在現(xiàn)有的產(chǎn)品中，將工業(yè)串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為有線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的產(chǎn)品和將工業(yè)串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的產(chǎn)品較多，但沒有一類產(chǎn)品是將工業(yè)串口、有線網(wǎng)關(guān)、無線網(wǎng)關(guān)這三種數(shù)據(jù)任意轉(zhuǎn)換的產(chǎn)品。
[0003]國家知識產(chǎn)權(quán)局于2014年9月28日，公開了一件公開號為CN204089861U，
名稱為“一種工業(yè)現(xiàn)場串口通訊網(wǎng)關(guān)及通訊系統(tǒng)”的實(shí)用新型專利，該實(shí)用新型專利所述網(wǎng)關(guān)包括:兩個串行接口和處理器，第一串行接口和第二串行接口均與所述處理器連接，所述第一串行接口和處理器之間設(shè)有第一隔離電路，所述第二串行接口和處理器之間設(shè)有第二隔離電路，所述處理器為FPGA或CPLD。本實(shí)用新型通過將現(xiàn)有技術(shù)中的PLC替換為FPGA或CPLD，由于FPGA或CPLD內(nèi)部通過硬件電路實(shí)現(xiàn)，故而處理速度遠(yuǎn)超PLC的處理速度，另外，由于PLC與串行接口直接連接，導(dǎo)致其應(yīng)用于工業(yè)場景時(shí)，容易出現(xiàn)誤觸發(fā)或損壞，而本實(shí)施方式通過在串行接口與處理器之間設(shè)置隔離電路，從而方式出現(xiàn)誤觸發(fā)或損壞，并提尚可靠性。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中的工業(yè)串口數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，將工業(yè)串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為有線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的產(chǎn)品和將工業(yè)串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的產(chǎn)品較多，但沒有一類產(chǎn)品是將工業(yè)串口、有線網(wǎng)關(guān)、無線網(wǎng)關(guān)這三種數(shù)據(jù)任意轉(zhuǎn)換的產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)通訊系統(tǒng)，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對串口數(shù)據(jù)、有線網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)、無線網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)的任意轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場工業(yè)設(shè)備的實(shí)時(shí)的、高效的通信。
[0006]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)通訊系統(tǒng)，其特征在于:包括串口數(shù)據(jù)輸入輸出模塊、有線網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)輸入輸出模塊、無線WiFi數(shù)據(jù)輸入輸出模塊、CPU控制協(xié)調(diào)模塊；程序啟動CPU控制協(xié)調(diào)模塊讀取配置文件，根據(jù)配置文件做以下操作:
A.設(shè)置串口數(shù)據(jù)輸入輸出模塊參數(shù)；
B.設(shè)置有線網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)輸入輸出模塊參數(shù)；
C.設(shè)置無線WiFi數(shù)據(jù)輸入輸出模塊的網(wǎng)絡(luò)連接參數(shù)；
D.輪詢控制三個端口的數(shù)據(jù)情況，當(dāng)其中一個端口接收到數(shù)據(jù)時(shí)，將數(shù)據(jù)發(fā)送到其他兩條鏈路，并對串口數(shù)據(jù)輸入輸出模塊的數(shù)據(jù)做一次有效性判斷、對有線網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)輸入輸出模塊的數(shù)據(jù)和無線WiFi數(shù)據(jù)輸入輸出模塊的數(shù)據(jù)做二次判斷。
[0007]所述設(shè)置串口數(shù)據(jù)輸入輸出模塊參數(shù)具體包括:控制串口波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和流控。
[0008]所述設(shè)置有線網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)輸入輸出模塊參數(shù)具體包括:有線網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)輸入輸出模塊的連接方式、IP地址/目標(biāo)IP和端口參數(shù)，控制有線網(wǎng)關(guān)的TCP/IP通訊。
[0009]所述設(shè)置無線WiFi數(shù)據(jù)輸入輸出模塊的網(wǎng)絡(luò)連接參數(shù)具體是指:設(shè)置SSID名稱、無線密碼、無線協(xié)議方式和類似有線網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)輸入輸出模塊的通訊參數(shù)。
[0010]所述串口數(shù)據(jù)輸入輸出模塊外接DB9標(biāo)準(zhǔn)接口或RS485接線座，內(nèi)接CPU控制協(xié)調(diào)模塊；所述數(shù)據(jù)的輸入輸出由CPU控制協(xié)調(diào)模塊控制；所述有線網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)輸入輸出模塊外接RJ-45標(biāo)準(zhǔn)有線網(wǎng)絡(luò)接口，內(nèi)接CPU控制協(xié)調(diào)模塊；無線WiFi數(shù)據(jù)輸入輸出模塊的內(nèi)部數(shù)據(jù)接口與CPU控制協(xié)調(diào)模塊相連。
[0011]所述串口數(shù)據(jù)輸入輸出模塊為RS232芯片或RS485芯片。
[0012]所述有線網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)輸入輸出模塊為網(wǎng)卡芯片和網(wǎng)絡(luò)CPU。
[0013]所述無線WiFi數(shù)據(jù)輸入輸出模塊為射頻控制器和WiFi CPU?
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所帶來的有益技術(shù)效果表現(xiàn)在:
1、本發(fā)明提供了問答的軟件對接模式，一問一答的握手模式與數(shù)據(jù)循環(huán)緩沖區(qū)結(jié)合，有效的避免了數(shù)據(jù)出錯的幾率；本發(fā)明提供了通用的DB9數(shù)據(jù)接口，對標(biāo)準(zhǔn)的RS232電平提供支持，符合工業(yè)控制現(xiàn)場總線的標(biāo)準(zhǔn)，有一定的通用性。程序啟動CPU控制協(xié)調(diào)模塊讀取配置文件，根據(jù)配置文件做以下操作:1.設(shè)置串口寄存器參數(shù)，控制串口波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、流控等；2.設(shè)置有線網(wǎng)關(guān)的連接方式、IP地址/目標(biāo)IP、端口等參數(shù)，控制有線網(wǎng)關(guān)的TCP/IP通訊；3.設(shè)置無線WiFi的網(wǎng)絡(luò)連接參數(shù)(包括SSID名稱、無線密碼、無線協(xié)議方式以及類似有線網(wǎng)關(guān)的通訊參數(shù));4.輪詢控制三個端口的數(shù)據(jù)情況，當(dāng)某個端口接收到數(shù)據(jù)時(shí)，將數(shù)據(jù)發(fā)送到其他兩條鏈路，并對串口數(shù)據(jù)做一次有效性判斷、對有線網(wǎng)絡(luò)和無線WiFi的數(shù)據(jù)做二次判斷。
[0015]2、本發(fā)明與原有的串口轉(zhuǎn)有線網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品、串口轉(zhuǎn)無線網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品相比功能更完善，適用范圍更廣，工作更加穩(wěn)定；本發(fā)明的無線WiFi數(shù)據(jù)輸入輸出模塊取代了傳統(tǒng)的屏蔽線雙絞線的有線信道，減少了管線成本，并且避免了復(fù)雜的布線過程、避免了數(shù)據(jù)線損壞對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?、避免了高壓管線對數(shù)據(jù)線的影響。
[0016]3、串口數(shù)據(jù)輸入輸出模塊為RS232芯片或RS485芯片，提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)電平輸入轉(zhuǎn)換。外接DB9標(biāo)準(zhǔn)接口或RS485接線座，內(nèi)接CPU控制協(xié)調(diào)模塊。數(shù)據(jù)的輸入輸出由CPU控制協(xié)調(diào)模塊控制，CPU控制協(xié)調(diào)模塊控制串口的波特率、停止位流控等參數(shù)。
[0017]4、有線網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)輸入輸出模塊為網(wǎng)卡芯片和網(wǎng)絡(luò)CPU，提供標(biāo)準(zhǔn)的有線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。外接RJ-45標(biāo)準(zhǔn)有線網(wǎng)絡(luò)接口，內(nèi)接網(wǎng)絡(luò)CPU再接CPU控制協(xié)調(diào)模塊。數(shù)據(jù)的輸入輸出由網(wǎng)絡(luò)CPU控制，網(wǎng)絡(luò)CPU為網(wǎng)卡芯片提供驅(qū)動程序和TCP應(yīng)用程序，用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)CPU再與CPU控制協(xié)調(diào)模塊相連，由CPU控制協(xié)調(diào)模塊實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)工作和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的工作。
[0018]5、無線WiFi數(shù)據(jù)輸入輸出模塊為射頻控制器和WiFiCPU，提供無線射頻發(fā)射和接收、組網(wǎng)控制、錯誤判斷、有線等與無線數(shù)據(jù)處理相關(guān)的操作。內(nèi)部數(shù)據(jù)接口與CPU控制協(xié)調(diào)模塊相連，并由CPU控制協(xié)調(diào)模塊發(fā)出握手包，詢問芯片狀態(tài)?？臻e時(shí)將CPU控制協(xié)調(diào)模塊需要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)發(fā)送給WiFi芯片。
[0019]6、CPU控制協(xié)調(diào)模塊為主控制器，提供模塊協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)打包拆包、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的功能。分別于串口芯片、網(wǎng)絡(luò)CPU和WiFiCPU相連；控制串口速率、控制網(wǎng)絡(luò)CPU連接方式、輪詢WiFiCPU 狀態(tài)。
【附圖說明】
[0020]圖1為工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)通訊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
圖2為工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)通訊系統(tǒng)的處理流程圖；
圖3為基于工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)通訊系統(tǒng)的通訊系統(tǒng)拓?fù)鋱D。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例1
作為本發(fā)明一較佳實(shí)施例，本實(shí)施例公開了一種工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)通訊系統(tǒng)，本實(shí)施例包括串口數(shù)據(jù)輸入輸出模塊、有線網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)輸入輸出模塊、無線WiFi數(shù)據(jù)輸入輸出模塊、CPU控制協(xié)調(diào)模塊；程序啟動CPU控制協(xié)調(diào)模塊讀取配置文件，根據(jù)配置文件做以下操作:
A.設(shè)置串口數(shù)據(jù)輸入輸出模塊參數(shù)；
B.設(shè)置有線網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)輸入輸出模塊參數(shù)；
C.設(shè)置無線WiFi數(shù)據(jù)輸入輸出模塊的網(wǎng)絡(luò)連接參數(shù)；
D.輪詢控制三個端口的數(shù)據(jù)情況，當(dāng)其中一個端口接收到數(shù)據(jù)時(shí)，將數(shù)據(jù)發(fā)送到其他兩條鏈路，并對串口數(shù)據(jù)輸入輸出模塊的數(shù)據(jù)做一次有效性判斷、對有線網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)輸入輸出模塊的數(shù)據(jù)和無線WiFi數(shù)據(jù)輸入輸出模塊的數(shù)據(jù)做二次判斷。
[0022]本實(shí)施例提供了問答的軟件對接模式，一問一答的握手模式與數(shù)據(jù)循環(huán)緩沖區(qū)結(jié)合，有效的避免了數(shù)據(jù)出錯的幾率；本實(shí)施例提供了通用的DB9數(shù)據(jù)接口，對標(biāo)準(zhǔn)的RS232電平提供支持，符合工業(yè)控制現(xiàn)場總線的標(biāo)準(zhǔn)，有一定的通用性。程序啟動CPU控制協(xié)調(diào)模塊讀取配置文件，根據(jù)配置文件做以下操作:1.設(shè)置串口寄存器參數(shù)，控制串口波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、流控等；2.設(shè)置有線網(wǎng)關(guān)的連接方式、IP地址/目標(biāo)IP、端口等參數(shù)，控制有線網(wǎng)關(guān)的TCP/IP通訊；3.設(shè)置無線WiFi的網(wǎng)絡(luò)連接參數(shù)(包括SSID名稱、無線密碼、無線協(xié)議方式以及類似有線網(wǎng)關(guān)的通訊參數(shù));4.輪詢控制三個端口的數(shù)據(jù)情況，當(dāng)某個端口接收到數(shù)據(jù)時(shí)，將數(shù)據(jù)發(fā)送到其他兩條鏈路，并對串口數(shù)據(jù)做一次有效性判斷、對有線網(wǎng)絡(luò)和無線WiFi的數(shù)據(jù)做二次判斷。
[0023]實(shí)施例2
作為本發(fā)明又一較佳實(shí)施例，本實(shí)施例公開了一種工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)通訊系統(tǒng)，本實(shí)施例包括串口數(shù)據(jù)輸入輸出模塊、有線網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)輸入輸出模塊、無線WiFi數(shù)據(jù)輸入輸出模塊、CPU控制協(xié)調(diào)模塊；程序啟動CPU控制協(xié)調(diào)模塊讀取配置文件，根據(jù)配置文件做以下操作:
A.設(shè)置串口數(shù)據(jù)輸入輸出模塊參數(shù)；
B.設(shè)置有線網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)輸入輸出模塊參數(shù)；
C.設(shè)置無線WiFi數(shù)據(jù)輸入輸出模塊的網(wǎng)絡(luò)連接參數(shù)；
D.輪詢控