CN102147775A - 接口自动识别设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种接口自动识别设备及方法。该设备包括电子开关单元，一端连接电源，另一端连接A/D转换单元，用于根据CPU控制单元的控制，将所述电源与所述A/D转换单元连接，或者将所述电源与所述A/D转换单元断开连接；A/D转换单元，一端连接信号线端口以及所述电子开关单元，另一端连接CPU控制单元，用于将模拟信号转换为数字信号后，输出给所述CPU控制单元；CPU控制单元，一端连接所述A/D转换单元，另一端连接所述电子开关单元，用于控制所述电子开关单元断开或者连接，并且根据所述A/D转换单元输出的电压值，确定是模拟量输入模式还是数字量输入模式。本发明实施例可以实现接口的自动识别。
Description
技术领域
本发明涉及接口识别技术，尤其涉及一种接口自动识别设备及方法。
背景技术
目前站点的模拟量接口和数字量接口是分别设计的，每种接口设计好后，不能根据需要灵活混搭使用。例如，将模拟量接口设计为4路，占用2路，另2路空闲，如果数字量接口不够，依然不能使用该空闲的模拟量接口，而是需要另外增加数字量接口。两种接口不能混搭使用，造成了成本的浪费及限制了灵活性。
为了实现模拟量接口和数字量接口的混搭使用，需要识别出接口的输入为模拟量还是数字量，之后，对于模拟量接口采用模拟量的处理方式进行后续处理，对于数字量接口采用数字量的处理方式进行处理。因此，为了实现模拟量接口和数字量接口的混搭使用，首先要解决模拟量接口和数字量接口的识别问题。现有技术中是采用了跳键帽的方式，手工设置接口是模拟量接口还是数字量接口。但是，该方式需要人工现场配置，对人员素质要求高并且维护成本高。
发明内容
本发明实施例是提供一种接口自动识别设备及方法，实现模拟量接口和数字量接口的自动识别，避免人工配置引起的问题。
本发明实施例提供了一种接口自动识别设备，包括：
电子开关单元，一端连接电源，另一端连接A/D转换单元，用于根据CPU控制单元的控制，将所述电源与所述A/D转换单元连接，或者将所述电源与所述A/D转换单元断开连接；
A/D转换单元，一端连接信号线端口以及所述电子开关单元，另一端连接CPU控制单元，用于将模拟信号转换为数字信号后，输出给所述CPU控制单元；
CPU控制单元，一端连接所述A/D转换单元，另一端连接所述电子开关单元，用于控制所述电子开关单元断开或者连接，并且根据所述A/D转换单元输出的电压值，确定是模拟量输入模式还是数字量输入模式。
本发明实施例提供一种接口自动识别方法，包括：
CPU控制单元控制电子开关单元为断开状态或者闭合状态，使得电源与A/D转换单元断开连接或者进行连接；
CPU控制单元读取A/D转换单元输出的电压值，根据所述电压值确定是模拟量输入模式还是数字量输入模式。
由上述技术方案可知，本发明实施例通过电子开关单元、A/D转换单元和CPU控制单元对接口进行识别，不需要人工进行识别，可以避免人工识别引起的问题，实现接口的自动识别。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明第一实施例的设备的结构示意图；
图2为本发明第二实施例的方法流程示意图；
图3为本发明第三实施例的方法流程示意图；
图4为本发明第四实施例的方法流程示意图；
图5为本发明第五实施例的方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明第一实施例的设备的结构示意图，包括电子开关单元11、A/D转换单元12和CPU控制单元13；电子开关单元11一端连接电源(3V3)，另一端连接A/D转换单元12，用于根据CPU控制单元13的控制，将所述电源与所述A/D转换单元连接，或者将所述电源与所述A/D转换单元断开连接；A/D转换单元12一端连接信号线端口(SIG)以及电子开关单元11，另一端连接CPU控制单元13，用于将模拟信号转换为数字信号后，输出给CPU控制单元13；CPU控制单元13一端连接所述A/D转换单元12，另一端连接所述电子开关单元11，用于控制所述电子开关单元断开或者连接，并且根据所述A/D转换单元输出的电压值，确定是模拟量输入模式还是数字量输入模式。
当然，在上述模块的基础上，本实施例还可以包括周边的一些电阻、电容和保护电路。
参见图1，本实施例工作原理：CPU控制单元13设置GPIO控制线(GPIO Control)的输出电平，用以控制电子开关单元11的闭合和断开状态。使端口工作于数字量检测状态或模拟量检测状态。
例如，在电子开关断开时，无3.3V的电平输出。当模拟量传感器接到+12V和SIG这两个连接器上时，会有4～20mA的电流从125ohm的电阻上流过。125ohm的电阻上会产生0.5V～2.0V的电压。A/D转换单元12把输入的模拟量信号转换为数字信号。CPU控制单元13通过SPI或I2C总线读取这个数字量。如果检测电平落在0.5V～2.0V范围内，则接口为模拟量输入信号。CPU控制单元13不再控制切换电子开关闭合。如果检测电平低于0.3V，则接口未接入模拟量信号。
如果CPU控制单元13设置GPIO Control的输出电平，控制电子开关闭合，输出3.3V电平。当干节点接入SIG和GND这两个连接器上时，A/D转换器会检测到一个电平。当干节点闭合时，A/D转换器会检测到一个低于0.3V的电平。CPU控制单元13根据电平的变换可判断接口为数字量输入信号。CPU控制单元13不再控制切换电子开关断开。
图2为本发明第二实施例的方法流程示意图，包括：
步骤21：CPU控制单元控制电子开关单元为断开状态或者闭合状态，使得电源与A/D转换单元断开连接或者进行连接；
步骤22：CPU控制单元读取A/D转换单元输出的电压值，根据所述电压值确定是模拟量输入模式还是数字量输入模式。
下面以先进行模拟量输入模式扫描过程再进行数字量输入模式扫描过程为例，当然，也可以先进行数字量扫描过程再进行模拟量扫描过程。
图3为本发明第三实施例的方法流程示意图，本实施例中，当设备上电后，CPU控制单元轮流切换接口进入模拟量接入模式和数字量接入模式。当能明确判断接口的工作模式后，停止扫描切换。接口进入正确的工作模式。
参见图3，本实施例包括：
步骤31：开始模拟量接入扫描确认过程；
步骤32：判断是否有模拟量接入，若有，执行步骤36，否则执行步骤33。
步骤33：开始数字量接入扫描确认流程；
步骤34：判断是否有数字量接入，若有，执行步骤35，否则执行步骤31。
步骤35：停止扫描切换，设置端口为数字量接入工作模式，上报数字量输入数据。
步骤36：停止扫描切换，设置端口为模拟量接入工作模式，上报模拟量输入数据。
其中，模拟量接入扫描确认流程和数字量接入扫描确认流程可以分别参见下述实施例。
图4为本发明第四实施例的方法流程示意图，本实施例以模拟量接入扫描确认流程为例，进入模拟量扫描模式后，由于模拟量输入信号为4～20mA的电流信号。A/D转换单元2能检测到0.5V～2.0V的电平。可以确定有模拟量信号接入。停止接口工作模式切换，接口进入模拟量检测模式。
参见图4，本实施例包括：
步骤41：CPU控制单元控制电子开关单元为断开状态。
步骤42：延时特定时间，例如20秒。
步骤43：CPU控制单元读取A/D转换单元的数值。
步骤44：判断A/D转换值是否小于0.3V，若是，执行步骤47，否则执行步骤45。
步骤45：判断A/D转换值是否大于0.5V，小于2V，若是，执行步骤46，否则执行步骤48。
步骤46：确定为模拟量接入，CPU控制单元控制电子开关单元保持断开状态。之后，停止模拟量、数字量接入扫描切换过程。
步骤47：确定为无模拟量接入，CPU控制单元控制电子开关单元为闭合状态，切换到数字量接入扫描状态。
步骤48：上报接口出错告警。
图5为本发明第五实施例的方法流程示意图，本实施例以数字量接入扫描确认流程为例，进入数字扫描模式后，由于数字量输入信号为干节点信号。当干节点短路时，SIG和GND之间短路，A/D转换器单元检测到一个低于0.3V的电平，确认接口为数字量输入信号。停止接口工作模式切换，接口进入数字量检测模式。当干节点开路时，由于电子开关单元提供一3.3V电平，A/D转换器单元检测到一大于1.5V的电平。干节点开路状态和未接数字量状态一致，因此无法判定端口是否工作于数字量检测模式。当A/D转换器单元2检测到一大于3.3V的电平，则上报接口出错告警。
参见图5，本实施例包括：
步骤51：CPU控制单元控制电子开关单元为闭合状态。
步骤52：延时特定时间，例如20秒。
步骤53：CPU控制单元读取A/D转换单元的数值。
步骤54：判断A/D转换值是否小于0.3V，若是，执行步骤57，否则执行步骤55。
步骤55：判断A/D转换值是否大于3.3V，若是，执行步骤58，否则执行步骤56。
步骤56：确定为无数字量接入，CPU控制单元控制电子开关单元为断开状态，切换到模拟量接入扫描状态。
步骤57：确定为数字量接入，CPU控制单元控制电子开关单元保持闭合状态。之后，停止模拟量、数字量接入扫描切换过程。
步骤58：上报接口出错告警。
本实施例采用电子开关单元1+AD转换单元2+CPU控制单元3以及一些周边电阻、电容和保护器件，组合成一种接口模拟量、数字量自动检测电路。
此自动检测电路可以不要求开站人员手工跳键设置接口的工作模式，降低开站出错概率，降低对开站人员的技术能力要求，增强接口的容错能力。用户可根据需要任意接入模拟量信号或数字量信号。解决其中一种信号量接口不足，而另一种信号量接口有多余，但是不能充分利用的问题。降低的站点监控设备的成本，提高了站点监控设备的灵活性。
可以理解的是，上述方法及设备中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (12)
1.一种接口自动识别设备，其特征在于，包括：
电子开关单元，一端连接电源，另一端连接A/D转换单元，用于根据CPU控制单元的控制，将所述电源与所述A/D转换单元连接，或者将所述电源与所述A/D转换单元断开连接；
A/D转换单元，一端连接信号线端口以及所述电子开关单元，另一端连接CPU控制单元，用于将模拟信号转换为数字信号后，输出给所述CPU控制单元；
CPU控制单元，一端连接所述A/D转换单元，另一端连接所述电子开关单元，用于控制所述电子开关单元断开或者连接，并且根据所述A/D转换单元输出的电压值，确定是模拟量输入模式还是数字量输入模式。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述CPU控制单元具体用于：
当进入模拟量输入模式扫描过程时，
CPU控制单元控制电子开关单元为断开状态；
所述读取A/D转换单元输出的电压值，根据所述电压值确定是模拟量输入模式还是数字量输入模式，包括：
延时特定时间后读取A/D转换单元输出的电压值；
如果所述电压值小于第一电压值，则进入数字量输入模式扫描过程；
如果所述电压值大于第二电压值且小于第三电压值，则确定为模拟量输入模式；
其中，第一电压值小于第二电压值，第二电压值小于第三电压值。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述CPU控制单元还用于：
如果所述电压值大于等于第一电压值，且小于等于第二电压值，或者大于等于第三电压值时，上报接口出错告警。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述CPU控制单元具体用于：
当进入数字量输入模式扫描过程时，
CPU控制单元控制电子开关单元为闭合状态；
所述读取A/D转换单元输出的电压值，根据所述电压值确定是模拟量输入模式还是数字量输入模式，包括：
延时特定时间后读取A/D转换单元输出的电压值；
如果所述电压值小于第一电压值，则确定为数字量输入模式；
如果所述电压值不是小于第一电压值，也不是大于电源的电压值，则进入模拟量输入模式扫描过程；
其中，第一电压值小于电源的电压值。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述CPU控制单元还用于：
如果所述电压值大于电源电压值时，上报接口出错告警。
6.一种接口自动识别方法，其特征在于，包括：
CPU控制单元控制电子开关单元为断开状态或者闭合状态，使得电源与A/D转换单元断开连接或者进行连接；
CPU控制单元读取A/D转换单元输出的电压值，根据所述电压值确定是模拟量输入模式还是数字量输入模式。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述电压值确定是模拟量输入模式还是数字量输入模式包括：
进行模拟量输入模式扫描过程和/或数字量输入模式扫描过程，确定是模拟量输入模式还是数字量输入模式；
当进入模拟量输入模式扫描过程时，
CPU控制单元控制电子开关单元为断开状态；
所述读取A/D转换单元输出的电压值，根据所述电压值确定是模拟量输入模式还是数字量输入模式，包括：
延时特定时间后读取A/D转换单元输出的电压值；
如果所述电压值小于第一电压值，则进入数字量输入模式扫描过程；
如果所述电压值大于第二电压值且小于第三电压值，则确定为模拟量输入模式；
其中，第一电压值小于第二电压值，第二电压值小于第三电压值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
如果所述电压值如下两项均不满足时，上报接口出错告警：小于第一电压值，大于第二电压值且小于第三电压值。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述电源的电压值为3.3V，所述第一电压值为0.3V，所述第二电压值为0.5V，所述第三电压值为2.0V。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述电压值确定是模拟量输入模式还是数字量输入模式包括：
进行模拟量输入模式扫描过程和/或数字量输入模式扫描过程，确定是模拟量输入模式还是数字量输入模式；
当进入数字量输入模式扫描过程时，
CPU控制单元控制电子开关单元为闭合状态；
所述读取A/D转换单元输出的电压值，根据所述电压值确定是模拟量输入模式还是数字量输入模式，包括：
延时特定时间后读取A/D转换单元输出的电压值；
如果所述电压值小于第一电压值，则确定为数字量输入模式；
如果所述电压值不是小于第一电压值，也不是大于电源的电压值，则进入模拟量输入模式扫描过程；
其中，第一电压值小于电源的电压值。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：
如果所述电压值大于电源电压值时，上报接口出错告警。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述电源的电压值为3.3V，所述第一电压值为0.3V。
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