CN114090161A - Hmi设备通信协议转换器实时配置及自动识别转换系统 - Google Patents

Hmi设备通信协议转换器实时配置及自动识别转换系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种HMI设备通信协议转换器实时配置及自动识别转换系统，涉及通信协议转换技术领域，包括HMI设备、数据转换算法模块和协议转换配置UI，所述HMI设备中集成多组协议转换功能，且协议转换功能基于数据转换算法模块，所述数据转换算法模块包括协议数据区和数据转换表；本发明的HMI设备中集成多组协议转换功能，并基于数据转换算法模块，设置多个协议数据区用于存储已手动定义的协议数据，每个数据在协议数据区中对应一个数据对象，通过数据转换表用于存储不同协议数据转换的映射关系，通过该映射关系，不同协议的数据对象相互转换，实现不同通信协议数据之间的转换，支持多种通信协议数据之间相互转换，拓宽使用场景。

Description

HMI设备通信协议转换器实时配置及自动识别转换系统
技术领域
本发明涉及通信协议转换技术领域，尤其涉及一种HMI设备通信协议转换器实时配置及自动识别转换系统。
背景技术
HMI(HumanMachineInterface)即“人机接口”，也叫人机界面，人机界面(又称用户界面或使用者界面)是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换，凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面；
现有的HMI设备在通信中，无法实现多种通信协议之间的数据转换、转发功能，需借助传统的通信协议转换模块，而且不同协议之间的转换较为单一，需要不同的通信协议转换模块，且现有的HMI设备无法实时配置转换方式，需要重新烧写程序，比较麻烦，因此，本发明提出一种HMI设备通信协议转换器实时配置及自动识别转换系统以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种HMI设备通信协议转换器实时配置及自动识别转换系统，该HMI设备通信协议转换器实时配置及自动识别转换系统将接收到的一种通信协议数据按转换方式转换为另一种协议的数据并转发，并具备通过HMI实时修改数据转换方式功能，针对已集成协议支持自动识别接收数据并转换、转发，所有HMI设备中配置的数据均可通过绑定UI元素进行展示。
为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种HMI设备通信协议转换器实时配置及自动识别转换系统，包括HMI设备和内置于HMI设备中的数据转换算法模块、协议转换配置UI，所述HMI设备中集成多组协议转换功能，且协议转换功能基于数据转换算法模块，所述数据转换算法模块包括协议数据区和数据转换表，所述协议数据区用于存储已手动定义的协议数据，每个数据在协议数据区中对应一个数据对象，所述数据转换表用于存储不同协议数据转换的映射关系，通过该映射关系，不同协议的数据对象相互转换，实现不同通信协议数据之间的转换；
所述协议转换配置UI设置在HMI设备的界面中，所述协议转换配置UI具备实时配置协议转换功能，且实时配置协议转换功能包括手动配置模式、自动识别模式，所述手动配置模式包括通讯参数配置功能和数据格式配置功能，所述自动识别模式具备修改通信参数功能，且数据格式自动配置。
进一步改进在于：所述协议数据区数量取决于用户定义的协议数量，用户在HMI设备灵活添加配置多组协议转换。
进一步改进在于：所述HMI设备中，当通信设备1采用协议1与HMI设备进行通信，通信设备2采用协议2与HMI设备进行通信，协议1与协议2为相同协议标准或不同协议标准，所述数据转换算法模块进行协议之间的数据格式转换，且转换具备反向转换、转发的功能。
进一步改进在于：所述HMI设备中，当HMI设备通过协议1接收到来自通信设备1的协议1格式数据，协议1格式的数据通过所述数据转换算法模块转换为协议2格式的数据，并转发给通信设备2或由通信设备2主动查询，且转换具备反向转换、转发的功能。
进一步改进在于：协议1、协议2的数据均通过所述协议转换配置UI进行展示并修改，修改的数据同步至所述协议数据区，并转发至对应的通信设备。
进一步改进在于：数据接收、数据转发均由通信模块实现。
进一步改进在于：所述数据转换算法模块中，数据对象包括但不限于数据格式、数据值信息。
进一步改进在于：所述数据转换算法模块中，当协议1数据和协议2数据转换时，利用协议数据区1存储已手动定义的协议数据，每个数据在数据区中对应一个数据对象，利用数据转换表存储协议1数据转换为协议2数据的映射关系，通过该映射关系，协议1的数据对象A对应转换为协议2中的数据对象A，实现两种通信协议数据之间的转换并具备反向转换的功能。
进一步改进在于：所述手动配置模式下，用户利用通讯参数配置功能来修改通信参数，以调整连接通信设备参数，用户通过数据格式配置功能来配置数据格式，并配置协议1与协议2之间数据的映射关系，当协议1的数据1与协议2的数据1互为映射关系，映射关系将存储为数据映射表，由数据转换算法模块调用。
进一步改进在于：所述自动识别模式下，仅修改通信参数功能，数据格式自动配置，当HMI设备通过协议1接收到来自通信设备1的数据时，通过解析数据识别数据格式，当协议数据区1中不存在该格式的数据对象，则自动生成一个数据对象并存储至协议数据区1，并通过数据转换算法模块转换为协议2数据，同样在协议2中自动生成数据对象，实现数据映射表的自动识别生成。
本发明的有益效果为：
1、本发明的HMI设备中集成多组协议转换功能，并基于数据转换算法模块，设置多个协议数据区用于存储已手动定义的协议数据，每个数据在协议数据区中对应一个数据对象，通过数据转换表用于存储不同协议数据转换的映射关系，通过该映射关系，不同协议的数据对象相互转换，实现不同通信协议数据之间的转换，支持多种通信协议数据之间的相互转换，拓宽了用户的使用场景，不再限于一种场景仅使用一种协议。
2、本发明将数据转换算法模块内置于HMI设备中，当不同的通信设备采用不同的协议与HMI设备进行通信时，利用数据转换算法模块进行协议之间的数据格式转换，且转换具备反向转换、转发的功能，当HMI设备通过协议接收到来自通信设备的协议格式数据时，通过数据转换算法模块将该协议格式数据转换为另一种协议格式的数据，并转发给另一个匹配的通信设备，仅通过HMI设备即可实现多种通信协议之间的数据转换、转发，无需借助传统的通信协议转换模块，使用更方便。
3、本发明在手动配置模式下，用户利用通讯参数配置功能来修改通信参数，以调整连接通信设备参数，用户通过数据格式配置功能来配置数据格式，方便通过HMI设备实现灵活的现场配置，无需重新烧写程序即可实现动态配置通信参数、数据转换参数。
4、本发明支持自动识别模式，该模式下，针对已集成支持的通信协议，用户仅需配置通信参数，无需定义数据转换格式，由HMI设备根据通信参数自动的数据转换、转发，使用更方便。
附图说明
图1为本发明的通信协议栈图；
图2为本发明的HMI设备内部转换形式示意图；
图3为本发明的HMI设备协议转换配置界面示意图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例一
根据图1、2、3所示，本实施例提出了一种HMI设备通信协议转换器实时配置及自动识别转换系统，包括HMI设备和内置于HMI设备中的数据转换算法模块、协议转换配置UI，所述HMI设备中集成多组协议转换功能，且协议转换功能基于数据转换算法模块，所述数据转换算法模块包括协议数据区和数据转换表，所述协议数据区数量取决于用户定义的协议数量，用户在HMI设备灵活添加配置多组协议转换，所述协议数据区用于存储已手动定义的协议数据，每个数据在协议数据区中对应一个数据对象，所述数据转换表用于存储不同协议数据转换的映射关系，通过该映射关系，不同协议的数据对象相互转换，实现不同通信协议数据之间的转换；HMI设备中集成多组协议转换功能，并基于数据转换算法模块，设置多个协议数据区用于存储已手动定义的协议数据，每个数据在协议数据区中对应一个数据对象，通过数据转换表用于存储不同协议数据转换的映射关系，通过该映射关系，不同协议的数据对象相互转换，实现不同通信协议数据之间的转换，支持多种通信协议数据之间的相互转换，拓宽了用户的使用场景，不再限于一种场景仅使用一种协议，且数据转换算法模块内置于HMI设备中，仅通过HMI设备即可实现多种通信协议之间的数据转换、转发；
所述协议转换配置UI设置在HMI设备的界面中，所述协议转换配置UI具备实时配置协议转换功能，且实时配置协议转换功能包括手动配置模式、自动识别模式，所述手动配置模式包括通讯参数配置功能和数据格式配置功能，所述自动识别模式具备修改通信参数功能，且数据格式自动配置。在手动配置模式下，用户利用通讯参数配置功能来修改通信参数，以调整连接通信设备参数，用户通过数据格式配置功能来配置数据格式，方便通过HMI设备实现灵活的现场配置，自动识别模式下，针对已集成支持的通信协议，用户仅需配置通信参数，无需定义数据转换格式，由HMI设备根据通信参数自动的数据转换、转发，使用更方便。
所述HMI设备中，当通信设备1采用协议1与HMI设备进行通信，通信设备2采用协议2与HMI设备进行通信，协议1与协议2为相同协议标准或不同协议标准，所述数据转换算法模块进行协议之间的数据格式转换，且转换具备反向转换、转发的功能。所述HMI设备中，当HMI设备通过协议1接收到来自通信设备1的协议1格式数据，协议1格式的数据通过所述数据转换算法模块转换为协议2格式的数据，并转发给通信设备2或由通信设备2主动查询，且转换具备反向转换、转发的功能。协议1、协议2的数据均通过所述协议转换配置UI进行展示并修改，修改的数据同步至所述协议数据区，并转发至对应的通信设备。数据接收、数据转发均由通信模块实现。在HMI设备中实现多种通信协议之间的数据转换、转发功能，一种协议可配置与多种协议之间的转换关系，即可实现一对多或多对一的协议转换。
实施例二
根据图1、2、3所示，本实施例提出了一种HMI设备通信协议转换器实时配置及自动识别转换系统，包括HMI设备和内置于HMI设备中的数据转换算法模块、协议转换配置UI，所述HMI设备中集成多组协议转换功能，且协议转换功能基于数据转换算法模块，所述数据转换算法模块包括协议数据区和数据转换表，所述协议数据区数量取决于用户定义的协议数量，用户在HMI设备灵活添加配置多组协议转换，所述协议数据区用于存储已手动定义的协议数据，每个数据在协议数据区中对应一个数据对象，所述数据转换表用于存储不同协议数据转换的映射关系，通过该映射关系，不同协议的数据对象相互转换，实现不同通信协议数据之间的转换；HMI设备中集成多组协议转换功能，并基于数据转换算法模块，设置多个协议数据区用于存储已手动定义的协议数据，每个数据在协议数据区中对应一个数据对象，通过数据转换表用于存储不同协议数据转换的映射关系，通过该映射关系，不同协议的数据对象相互转换，实现不同通信协议数据之间的转换，支持多种通信协议数据之间的相互转换，拓宽了用户的使用场景，不再限于一种场景仅使用一种协议，且数据转换算法模块内置于HMI设备中，仅通过HMI设备即可实现多种通信协议之间的数据转换、转发；
所述协议转换配置UI设置在HMI设备的界面中，所述协议转换配置UI具备实时配置协议转换功能，且实时配置协议转换功能包括手动配置模式、自动识别模式，所述手动配置模式包括通讯参数配置功能和数据格式配置功能，所述自动识别模式具备修改通信参数功能，且数据格式自动配置。在手动配置模式下，用户利用通讯参数配置功能来修改通信参数，以调整连接通信设备参数，用户通过数据格式配置功能来配置数据格式，方便通过HMI设备实现灵活的现场配置，自动识别模式下，针对已集成支持的通信协议，用户仅需配置通信参数，无需定义数据转换格式，由HMI设备根据通信参数自动的数据转换、转发，使用更方便。
所述数据转换算法模块中，数据对象包括但不限于数据格式、数据值信息，当协议1数据和协议2数据转换时，利用协议数据区1存储已手动定义的协议数据，每个数据在数据区中对应一个数据对象，利用数据转换表存储协议1数据转换为协议2数据的映射关系，通过该映射关系，协议1的数据对象A对应转换为协议2中的数据对象A，实现两种通信协议数据之间的转换并具备反向转换的功能。利用数据转换算法模块进行协议之间的数据格式转换，且转换具备反向转换、转发的功能，当HMI设备通过协议接收到来自通信设备的协议格式数据时，通过数据转换算法模块将该协议格式数据转换为另一种协议格式的数据，并转发给另一个匹配的通信设备，仅通过HMI设备即可实现多种通信协议之间的数据转换、转发，无需借助传统的通信协议转换模块，使用更方便。
实施例三
根据图1、2、3所示，本实施例提出了一种HMI设备通信协议转换器实时配置及自动识别转换系统，包括HMI设备和内置于HMI设备中的数据转换算法模块、协议转换配置UI，所述HMI设备中集成多组协议转换功能，且协议转换功能基于数据转换算法模块，所述数据转换算法模块包括协议数据区和数据转换表，所述协议数据区设有多个，所述协议数据区用于存储已手动定义的协议数据，每个数据在协议数据区中对应一个数据对象，所述数据转换表用于存储不同协议数据转换的映射关系，通过该映射关系，不同协议的数据对象相互转换，实现不同通信协议数据之间的转换；HMI设备中集成多组协议转换功能，并基于数据转换算法模块，设置多个协议数据区用于存储已手动定义的协议数据，每个数据在协议数据区中对应一个数据对象，通过数据转换表用于存储不同协议数据转换的映射关系，通过该映射关系，不同协议的数据对象相互转换，实现不同通信协议数据之间的转换，支持多种通信协议数据之间的相互转换，拓宽了用户的使用场景，不再限于一种场景仅使用一种协议，且数据转换算法模块内置于HMI设备中，仅通过HMI设备即可实现多种通信协议之间的数据转换、转发；
所述协议转换配置UI设置在HMI设备的界面中，所述协议转换配置UI具备实时配置协议转换功能，且实时配置协议转换功能包括手动配置模式、自动识别模式，所述手动配置模式包括通讯参数配置功能和数据格式配置功能，所述自动识别模式具备修改通信参数功能，且数据格式自动配置。在手动配置模式下，用户利用通讯参数配置功能来修改通信参数，以调整连接通信设备参数，用户通过数据格式配置功能来配置数据格式，方便通过HMI设备实现灵活的现场配置，自动识别模式下，针对已集成支持的通信协议，用户仅需配置通信参数，无需定义数据转换格式，由HMI设备根据通信参数自动的数据转换、转发，使用更方便。
所述手动配置模式下，用户利用通讯参数配置功能来修改通信参数，以调整连接通信设备参数，用户通过数据格式配置功能来配置数据格式，并配置协议1与协议2之间数据的映射关系，当协议1的数据1与协议2的数据1互为映射关系，映射关系将存储为数据映射表，由数据转换算法模块调用。通信设备参数包括连接设备的地址、端口号、IP地址，配置数据格式包括修改数据标识名、地址、数据类型。在手动配置模式下，用户利用通讯参数配置功能来修改通信参数，以调整连接通信设备参数，用户通过数据格式配置功能来配置数据格式，方便通过HMI设备实现灵活的现场配置，无需重新烧写程序即可实现动态配置通信参数、数据转换参数。
所述自动识别模式下，仅修改通信参数功能，数据格式自动配置，当HMI设备通过协议1接收到来自通信设备1的数据时，通过解析数据识别数据格式，当协议数据区1中不存在该格式的数据对象，则自动生成一个数据对象并存储至协议数据区1，并通过数据转换算法模块转换为协议2数据，同样在协议2中自动生成数据对象，实现数据映射表的自动识别生成。支持自动识别模式，该模式下，针对已集成支持的通信协议，用户仅需配置通信参数，无需定义数据转换格式，由HMI设备根据通信参数自动的数据转换、转发，使用更方便
经过验证，本发明可以针对多种通信协议进行转换，包括Modbus、CANopen、Ethernet等，使用HMI人机交互设备作为通信协议转换器运行平台。
本发明的HMI设备中集成多组协议转换功能，并基于数据转换算法模块，设置多个协议数据区用于存储已手动定义的协议数据，每个数据在协议数据区中对应一个数据对象，通过数据转换表用于存储不同协议数据转换的映射关系，通过该映射关系，不同协议的数据对象相互转换，实现不同通信协议数据之间的转换，支持多种通信协议数据之间的相互转换，拓宽了用户的使用场景，不再限于一种场景仅使用一种协议。且本发明将数据转换算法模块内置于HMI设备中，当不同的通信设备采用不同的协议与HMI设备进行通信时，利用数据转换算法模块进行协议之间的数据格式转换，且转换具备反向转换、转发的功能，当HMI设备通过协议接收到来自通信设备的协议格式数据时，通过数据转换算法模块将该协议格式数据转换为另一种协议格式的数据，并转发给另一个匹配的通信设备，仅通过HMI设备即可实现多种通信协议之间的数据转换、转发，无需借助传统的通信协议转换模块，使用更方便。同时，本发明在手动配置模式下，用户利用通讯参数配置功能来修改通信参数，以调整连接通信设备参数，用户通过数据格式配置功能来配置数据格式，方便通过HMI设备实现灵活的现场配置，无需重新烧写程序即可实现动态配置通信参数、数据转换参数。另外，本发明支持自动识别模式，该模式下，针对已集成支持的通信协议，用户仅需配置通信参数，无需定义数据转换格式，由HMI设备根据通信参数自动的数据转换、转发，使用更方便。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种HMI设备通信协议转换器实时配置及自动识别转换系统，包括HMI设备和内置于HMI设备中的数据转换算法模块、协议转换配置UI，其特征在于：所述HMI设备中集成多组协议转换功能，且协议转换功能基于数据转换算法模块，所述数据转换算法模块包括协议数据区和数据转换表，所述协议数据区用于存储已手动定义的协议数据，每个数据在协议数据区中对应一个数据对象，所述数据转换表用于存储不同协议数据转换的映射关系，通过该映射关系，不同协议的数据对象相互转换，实现不同通信协议数据之间的转换；
所述协议转换配置UI设置在HMI设备的界面中，所述协议转换配置UI具备实时配置协议转换功能，且实时配置协议转换功能包括手动配置模式、自动识别模式，所述手动配置模式包括通讯参数配置功能和数据格式配置功能，所述自动识别模式具备修改通信参数功能，且数据格式自动配置。
2.根据权利要求1所述的一种HMI设备通信协议转换器实时配置及自动识别转换系统，其特征在于：所述协议数据区数量取决于用户定义的协议数量，用户在HMI设备灵活添加配置多组协议转换。
3.根据权利要求2所述的一种HMI设备通信协议转换器实时配置及自动识别转换系统，其特征在于：所述HMI设备中，当通信设备1采用协议1与HMI设备进行通信，通信设备2采用协议2与HMI设备进行通信，协议1与协议2为相同协议标准或不同协议标准，所述数据转换算法模块进行协议之间的数据格式转换，且转换具备反向转换、转发的功能。
4.根据权利要求3所述的一种HMI设备通信协议转换器实时配置及自动识别转换系统，其特征在于：所述HMI设备中，当HMI设备通过协议1接收到来自通信设备1的协议1格式数据，协议1格式的数据通过所述数据转换算法模块转换为协议2格式的数据，并转发给通信设备2或由通信设备2主动查询，且转换具备反向转换、转发的功能。
5.根据权利要求4所述的一种HMI设备通信协议转换器实时配置及自动识别转换系统，其特征在于：协议1、协议2的数据均通过所述协议转换配置UI进行展示并修改，修改的数据同步至所述协议数据区，并转发至对应的通信设备。
6.根据权利要求5所述的一种HMI设备通信协议转换器实时配置及自动识别转换系统，其特征在于：数据接收、数据转发均由通信模块实现。
7.根据权利要求6所述的一种HMI设备通信协议转换器实时配置及自动识别转换系统，其特征在于：所述数据转换算法模块中，数据对象包括但不限于数据格式、数据值信息。
8.根据权利要求7所述的一种HMI设备通信协议转换器实时配置及自动识别转换系统，其特征在于：所述数据转换算法模块中，当协议1数据和协议2数据转换时，利用协议数据区1存储已手动定义的协议数据，每个数据在数据区中对应一个数据对象，利用数据转换表存储协议1数据转换为协议2数据的映射关系，通过该映射关系，协议1的数据对象A对应转换为协议2中的数据对象A，实现两种通信协议数据之间的转换并具备反向转换的功能。
9.根据权利要求8所述的一种HMI设备通信协议转换器实时配置及自动识别转换系统，其特征在于：所述手动配置模式下，用户利用通讯参数配置功能来修改通信参数，以调整连接通信设备参数，用户通过数据格式配置功能来配置数据格式，并配置协议1与协议2之间数据的映射关系，当协议1的数据1与协议2的数据1互为映射关系，映射关系将存储为数据映射表，由数据转换算法模块调用。
10.根据权利要求9所述的一种HMI设备通信协议转换器实时配置及自动识别转换系统，其特征在于：所述自动识别模式下，仅修改通信参数功能，数据格式自动配置，当HMI设备通过协议1接收到来自通信设备1的数据时，通过解析数据识别数据格式，当协议数据区1中不存在该格式的数据对象，则自动生成一个数据对象并存储至协议数据区1，并通过数据转换算法模块转换为协议2数据，同样在协议2中自动生成数据对象，实现数据映射表的自动识别生成。
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