CN100486255C - 接口转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种接口转换装置，包括：韦根通信接口电路，用于将接收的韦根信号按位输出；转换处理模块，与所述韦根通信接口电路相连，用于将所述韦根通信接口电路按位输出的韦根信号按位保存，并根据信号有效的时间阈值判断韦根信号的完整接收，然后将完整接收的韦根信号数据重组为RS485信号；RS485通信接口电路，与所述转换处理模块相连，用于将所述RS485信号发出。本发明的接口转换装置通过韦根接口和RS485接口的转换，实现了只能进行短距离传送的韦根信号的长距离传送。本发明的接口转换装置按位保存接收的韦根信号，并自动判断韦根信号的格式，并根据该格式进行数据重组，能够适配多种格式的韦根信号的转换。

Description

接口转换装置
技术领域
本发明涉及一种接口转换装置，尤其是一种将韦根(Wiegand)通信接口转换成RS485接口的接口转换装置。
背景技术
在安防门禁系统中，常用的IC卡感应器一般有两种输出信号：韦根信号和RS485信号。如图1所示，韦根信号是通过D0和D1两根线进行传输的，其特征为一组低电平脉冲组成的，每个低电平脉冲代表一位数据，无信号时D0和D1均为高电平Voh，当D0线上有一低电平Vol脉冲时数据为“0”，D1线有一低电平Vol脉冲时数据为“1”，其中一次低电平Vol脉冲的时间用Tpw表示，相邻两个低电平Vol脉冲之间的时间用Tpi表示。韦根(Wiegand)协议具有国际上统一的标准，而且其通信接口简单易用，使得感应器的通用性大为提高，同时感应器与控制器的兼容性也较好，但韦根信号的传输距离一般小于90米，在一定程度上受到地理位置的限制。
与韦根信号相比，RS485接口一般只需二根连线，并采用屏蔽双绞线传输，逻辑“1”以两线间的电压差为+(2—6)V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-(2—6)V表示。RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，比韦根接口要大得多，但RS485信号最大的缺点是缺少统一的标准，在节点数上也有一定的限制，因此其兼容性和通用性很差。采用韦根接口的传感器由于受到自身电器性能的限制，无法通过接入RS485网络扩展其传输距离，只能实现近距离的传输。
发明内容
本发明的目的是提出一种接口转换装置，能够将韦根通信接口转换为RS485接口，使韦根接口的输出信号转换成RS485信号，从而增加了信号的传送距离。
为实现上述目的，本发明提供了一种接口转换装置，包括：
韦根通信接口电路，用于将接收的韦根信号按位输出；
转换处理模块，与所述韦根通信接口电路相连，用于将所述韦根通信接口电路按位输出的韦根信号按位保存，并根据信号有效的时间阈值判断韦根信号的完整接收，然后根据完整接收的韦根信号数据所属的韦根格式是否有校验位进行解析，如果没有校验位，则将完整接收的韦根信号数据重组为RS485信号，如果有校验位，则执行去校验位操作，然后将解析后的实际数据重组为RS485信号；
RS485通信接口电路，与所述转换处理模块相连，用于将所述RS485信号发出。
在上述技术方案中，还包括光耦隔离电路，设置在所述转换处理模块和RS485通信接口电路之间，用于提高抗干扰的能力。
所述转换处理模块进一步包括：
存储模块，与所述韦根通信接口电路相连，用于将所述韦根通信接口电路按位输出的韦根信号按位保存；
判断模块，与所述存储模块相连，用于根据信号有效的时间阈值判断韦根信号的完整接收；
重组模块，与所述判断模块和存储模块相连，用于将完整接收的韦根信号数据重组为RS485信号。
所述重组模块进一步包括：
数据重组子模块，与所述格式判断子模块相连，用于将输入的数据按顺序每8位组成RS485信号的一个字节；
去校验位子模块，与所述数据重组子模块相连，用于将输入的数据的第一位和最后一位去除，当去除操作得到的数据位数为8的整数倍时，将所述去除操作得到的数据输出到所述数据重组子模块；
格式判断子模块，与所述判断模块、重组模块、数据重组子模块和去校验位子模块相连，用于判断完整接收的韦根信号是否具有校验位，是则将所述完整接收的韦根信号输出到所述去校验位子模块，否则将所述完整接收的韦根信号输出到所述数据重组子模块。
基于上述的技术方案，本发明具有以下优点：
1、本发明的接口转换装置通过韦根接口和RS485接口的转换，实现了只能进行短距离传送的韦根信号的长距离传送。
2、本发明的接口转换装置按位保存接收的韦根信号，并自动判断韦根信号的格式，并根据该格式进行数据重组，能够适配多种格式的韦根信号的转换。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为韦根信号的示意图。
图2为本发明接口转换装置的一种实例的结构示意图。
图3为本发明接口转换装置的另一种实例的结构示意图。
图4为本发明接口转换装置中转换处理模块的具体结构示意图。
图5为本发明接口转换装置中重组模块的具体结构示意图。
具体实施方式
本发明的接口转换装置利用韦根信号的特性准确地完成一次韦根信号的完整接收，并根据接收到的数据进行数据重组，获得可用于RS485方式的数据。
如图2所示，为本发明接口转换装置的一种实例的结构示意图，包括韦根通信接口电路1、转换处理模块2和RS485通信接口电路3，韦根通信接口电路1能够将接收的韦根信号按位输出，转换处理模块2可将韦根通信接口电路1按位输出的韦根信号按位保存，保存为具有一定韦根格式的数据。由于韦根信号是连续接收的，因此需要判断一次韦根信号的发送结束，才能够确定韦根信号对应的数据。转换处理模块2根据信号有效的时间阈值来判断韦根信号的完整接收，根据韦根信号的特性，每位数据之间的时间间隔为(Tpi+Tpw)，发送一个字节的时间则需要8倍的(Tpi+Tpw)，以发送一个字节的必要时间作为信号有效的时间阈值。转换处理模块2在接收后进行数据重组，再通过RS485通信接口电路3将RS485信号发出。
如图3所示，为本发明接口转换装置的另一种实例的结构示意图，与上一实例相比，本实例在转换处理模块2和RS485通信接口电路3之间设置了光耦隔离电路4，可以提高接口转换装置的抗干扰能力。
转换处理模块2可以进一步的细分，如图4所示，为本发明接口转换装置中转换处理模块的具体结构示意图，具体包括：存储模块21、判断模块22、重组模块23，其中存储模块21可以将韦根通信接口电路1按位输出的韦根信号按位保存，再由判断模块22根据前面所述的信号有效的时间阈值来判断韦根信号的完整接收，重组模块23根据判断模块22的判断结果，将完整接收的韦根信号数据重组成RS485信号，并通过RS485通信接口电路3发出。
判断模块22在存储模块21按位接收韦根信号的时候，开始计时，当超过信号有效的时间阈值后仍然没有收到有效的数据位，则可以认定已经完整接收。重组模块23对接收的数据进行格式判断，根据接收的数据所属的韦根格式进行解析，然后将解析后的数据重组成用于RS485接口的数据。
重组模块23也可以进一步的细分，如图5所示，为本发明接口转换装置中重组模块的具体结构示意图，重组模块23包括格式判断子模块231、去校验位子模块232和数据重组子模块233。其中，格式判断子模块231能够对完整接收到的韦根信号的格式进行识别。由于韦根协议一般可以分为两种格式，一种为有校验位的，一种为无校验位的，判断是否具有校验位可以根据数据位数来决定，当数据位数为8的整数倍时，则确定接收到的数据为无校验位的韦根信号；当数据位数不是8的整数倍时，则接收的数据可能为附加了校验位的韦根信号。格式判断子模块231确定完整接收到的韦根信号具有校验位，则将该韦根信号发送给去校验位子模块232；当确定该韦根信号不具有校验位时，直接将韦根信号发送给数据重组子模块233。
根据韦根协议的规定，如果数据包含校验位，则第一位为整个数据的前半部分的数据位的偶同位校验(Even parity)，最后一位为整个数据的后半部分的数据位的奇同位校验(Odd parity)。因此去掉第一位和最后一位的数据则是韦根信号中实际的数据内容。去校验位子模块232在执行去校验位的操作后，若剩余的数据位数仍不是8的整数倍，则确定该数据为无效数据，不进行重组和发送；若剩余的数据位数为8的整数倍，则将执行去校验位的操作后的剩余数据发送给数据重组子模块233。
数据重组子模块233将接收到的输入数据按照顺序以每8位组成RS485信号的一个字节，然后再通过RS485通信接口电路将RS485信号发出；或者经过光耦隔离电路后，通过RS485通信接口电路将RS485信号发出。
由于韦根通讯规范中规定Tpi>100μs，Tpw>1ms，结合实际测试情况，本发明采用的数据有效的时间阈值大小为8900μs。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (4)

1、一种接口转换装置，其特征在于，包括：
韦根通信接口电路，用于将接收的韦根信号按位输出；
转换处理模块，与所述韦根通信接口电路相连，用于将所述韦根通信接口电路按位输出的韦根信号按位保存，并根据信号有效的时间阈值判断韦根信号的完整接收，然后根据完整接收的韦根信号数据所属的韦根格式是否有校验位进行解析，如果没有校验位，则将完整接收的韦根信号数据重组为RS485信号，如果有校验位，则执行去校验位操作，然后将解析后的实际数据重组为RS485信号；
RS485通信接口电路，与所述转换处理模块相连，用于将所述RS485信号发出。
2、根据权利要求1所述的接口转换装置，其特征在于，还包括光耦隔离电路，设置在所述转换处理模块和RS485通信接口电路之间，用于提高抗干扰的能力。
3、根据权利要求1或2所述的接口转换装置，其特征在于，所述转换处理模块进一步包括：
存储模块，与所述韦根通信接口电路相连，用于将所述韦根通信接口电路按位输出的韦根信号按位保存；
判断模块，与所述存储模块相连，用于根据信号有效的时间阈值判断韦根信号的完整接收；
重组模块，与所述判断模块和存储模块相连，用于将完整接收的韦根信号数据重组为RS485信号。
4、根据权利要求3所述的接口转换装置，其特征在于，所述重组模块进一步包括：
数据重组子模块，用于将输入的数据按顺序每8位组成RS485信号的一个字节；
去校验位子模块，与所述数据重组子模块相连，用于将输入的数据的第一位和最后一位去除，当去除操作得到的数据位数为8的整数倍时，将所述去除操作得到的数据输出到所述数据重组子模块；
格式判断子模块，与所述判断模块、重组模块、数据重组子模块和去校验位子模块相连，用于判断完整接收的韦根信号是否具有校验位，是则将所述完整接收的韦根信号输出到所述去校验位子模块，否则将所述完整接收的韦根信号输出到所述数据重组子模块。
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韦根（Wiegand）协议及其应用. 岳云峰，王睿，孙海涛.齐齐哈尔大学学报，第18卷第2期. 2002
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