CN103107980A - 多功能信号转换网桥 - Google Patents

Abstract

一种多功能信号转换网桥，包括多功能信号转换网桥上盖、多功能信号转换网桥下盖、波特率BPS选择按钮、功能FUN按钮、波特率刻度表盘、波特率刻度表指针、ZIGBEE天线以及内置在多功能信号转换网桥下盖中的单片计算机和微型步进电机，其要点是：其多功能信号转换网桥上盖和多功能信号转换网桥下盖均为六面体形状，多功能信号转换网桥下盖的六个侧面上分别安装有USB2.0插座、RS-485插座、CAN2.0B插座、ZIGBEE插座、USIC插座、RS-232C插座，可以很方便地实现一种协议信号转换成其它多种协议信号，主要用于电子实验室中实现各类信号的转换接口等方面。

Description

多功能信号转换网桥

技术领域

本发明涉及一种多功能信号转换网桥，主要用于电子实验室中实现各类信号的转换接口。

背景技术

随着计算机通信、工业控制与网络技术的快速发展，信息交换沟通的领域正在迅速覆盖社会的方方面面，针对不同的工作环境，涌现出多种不同的通信接口协议标准。其中，最常见的有美国电子工业协会EIA制定的串行物理接口标准RS-232C，用于工业总线的RS-485标准，遵循国际标准化组织制订的《道路车辆的高速控制局域网数字信息交换标准》而推出的CAN2.0B协议，用于无线局域网的ZIGBEE协议以及可随意配置串口的USIC通信接口等。显然，不同的协议标准的信号是不能直接互通互联的，一是因为两者的接口电平规范完全不同，二是通信协议不同。例如RS-232C采用的是一种非平衡方式传送的串行接口标准，RS-485则是一种平衡传送的串行接口标准，由于RS-485总线通讯距离远，抗干扰能力强，结构简单，可靠性高，广泛应用于多机远距离通信系统中，其最大传输距离在数据传输速率为100kbps时为120m，传输速率为10kbps时为1.2km，传输速率降为300bps时可超过4km。而Philips公司推出的I²C协议是各种总线中使用信号线最少，并具有自动寻址，多主机时钟同步和仲裁等功能很强的总线，因此，使用I²C设计的控制系统十分方便、灵活、体积也小，在各类实际应用中得到了广泛应用，但不能与上述的其它总线协议兼容。

由此可见，一种接口标准的信号转换成另一种协议标准的信号，必须通过指定的协议转换装置才能实现，而将一种接口标准的信号转换成任一种指定协议标准的信号，就必须通过多个不同的协议转换装置才能完成，至今尚没有一种装置可以实现多个协议标准信号之间的相互转换。

发明内容

技术问题

现有的电子实验室配备的信号转换器是一对一的，例如：USB转RS-232C变换器，RS-232C转RS-485变换器或RS-485转CAN变换器等。针对以上不足，本发明涉及一种多功能信号转换网桥，可以很方便地实现一种协议信号转换成多种协议信号的装置，主要用于电子实验室中实现各类信号的转换接口或是工业控制等方面。

技术方案

为解决上述技术问题，本发明提出了一种多功能信号转换网桥，其新颖之处在于，率先将城市交通立交桥四通八达的概念应用于不同协议标准信号之间的转换。

其技术方案具体如下：

一种多功能信号转换网桥，包括多功能信号转换网桥上盖、多功能信号转换网桥下盖、USB2.0插座、RS-485插座、CAN2.0B插座、ZIGBEE插座、USIC插座和RS-232C插座、波特率BPS选择按钮、功能FUN按钮、波特率刻度表盘、ZIGBEE天线、单片计算机和微型步进电机，其要点是：多功能信号转换网桥上同时集成了六种不同通信协议的转换装置，其下盖的每一个侧面上分别顺序安装有USB2.0插座、RS-485插座、CAN2.0B插座、ZIGBEE插座、USIC插座、RS-232C插座，以上插座均与单片计算机的I/O端口相连，多功能信号转换网桥上盖和多功能信号转换网桥下盖扣接，所述的多功能信号转换网桥上盖上有波特率BPS选择按钮、功能FUN按钮，这两个按钮均与单片计算机的I/O端口连接。

所述的多功能信号转换网桥上盖和多功能信号转换网桥下盖均为正六边形。

所述的多功能信号转换网桥还包括一个波特率刻度表盘、波特率刻度表指针，上盖上有一个数字传输的波特率刻度表盘，波特率刻度表指针套接在一个微型步进电机的转动轴上，单片计算机的I/O端口直接驱动微型步进电机。

所述的信号转换网桥还包括一根L形状的ZIGBEE天线。

所述的USB2.0插座上可与一个USB存储器连接，或通过USB连接线直接与上位计算机相连。

所述的多功能信号转换网桥上盖共有六个指示灯，各指示灯分别与USB2.0插座、RS-485插座、CAN2.0B插座、ZIGBEE插座、USIC插座、RS-232C插座一一对应。

所述的USIC插座为三芯的圆形接口，支持多种异步或同步串行协议，如I2C，LIN总线。

技术效果

本发明所提出的多功能信号转换网桥具有如下有益效果：

1、本发明针对电子实验室实现不同协议标准的信号之间的相互转换的需求，提出了一种多功能信号转换网桥装置，其新颖之处在于，率先将城市交通立交桥四通八达的概念应用于不同协议标准信号之间的转换，真正在一个装置中可不换转接线即可实现不同信号转换的集成控制。

2、在传统的转换装置中，一种接口标准的信号转换成另一种协议标准的信号，必须通过指定的协议转换装置才能实现，而将一种接口标准的信号转换成任一种指定协议标准的信号，就必须通过多个不同的协议转换装置才能完成，至今尚没有一种装置可以实现多个协议标准信号之间的相互转换，而本发明则同时集成了六种不同通信协议的转换装置。

3、多功能信号转换网桥无须另外的电源，可直接通过上位计算机的USB接口获得电源。

4、本发明采用了数字化的刻度表盘，微型步进电机驱动指针指示当前数据传输的波特率，单键选择数据传输的波特率，单键选择待转换信号的协议标准，结构紧凑，接线非常简单，操作转换十分方便。

附图说明

图1多功能信号转换网桥正视图；

图2多功能信号转换网桥侧视图；

图3多功能信号转换网桥外形图之一；

图4多功能信号转换网桥外形图之二；

图5多功能信号转换网桥外形图之三；

图6多功能信号转换网桥外形图之四；

图7多功能信号转换网桥外形图之五；

图8多功能信号转换网桥外形图之六；

图9多功能信号转换网桥外形图之七。

标号说明：

1  USB2.0插座         1a  USB2.0端口使用指示灯

2  RS-485插座         2a  RS-485端口使用指示灯

3  CAN2.0B插座        3a  CAN2.0B端口使用指示灯

4  ZIGBEE插座         4a  ZIGBEE端口使用指示灯

5  USIC插座           5a  USIC端口使用指示灯

6  RS-232C插座        6a  RS-232C端口使用指示灯

7   波特率BPS选择按钮

8   功能FUN按钮

9   波特率刻度表盘

10  波特率刻度表指针

11  ZIGBEE天线

12  多功能信号转换网桥上盖

13  多功能信号转换网桥下盖

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

一种多功能信号转换网桥，包括多功能信号转换网桥上盖12、多功能信号转换网桥下盖13、USB2.0插座1、RS-485插座2、CAN2.0B插座3、ZIGBEE插座4、USIC插座5、RS-232C插座6、波特率BPS选择按钮7、功能FUN按钮8、波特率刻度表盘9、波特率刻度表指针10、ZIGBEE天线11以及内置在多功能信号转换网桥下盖13中的单片计算机和微型步进电机，其要点是：所述的多功能信号转换网桥为六面体形状，分别由一个六边形的多功能信号转换网桥上盖12和一个六边形的多功能信号转换网桥下盖13组合而成，显而易见，多功能信号转换网桥上盖12和多功能信号转换网桥下盖13还可以是相互匹配的圆形、多边形、正多边形；多功能信号转换网桥下盖13的六个侧面上分别安装有USB2.0插座1、RS-485插座2、CAN2.0B插座3、ZIGBEE插座4、USIC插座5、RS-232C插座6，所述的多功能信号转换网桥上盖12上有波特率BPS选择按钮7和一个功能FUN按钮8。

所述的多功能信号转换网桥上盖12上有一个圆形的波特率刻度表盘9，波特率刻度表盘9上镂刻有波特率刻度，刻度分别是12、24、48、96、144、192、384、560、576、1152、1280、2560，共12种刻度，单位bps，倍率100，在圆形的波特率刻度表盘9的中心，有一个波特率刻度表指针10，该指针由微型步进电机的驱动轴驱动，微型步进电机由单片计算机控制。

所述的ZIGBEE插座4上插入一根L形状的ZIGBEE天线11。

所述的USB2.0插座1上可插入一个USB存储器，或通过一根USB连接线与直接上位计算机相连。

所述的多功能信号转换网桥上盖12共有六个指示灯，其中，对应USB2.0插座1的是USB2.0端口使用指示灯1a，对应RS-485插座2的是RS-485端口使用指示灯2a，对应CAN2.0B插座3的是CAN2.0B端口使用指示灯3a，对应ZIGBEE插座4的是ZIGBEE端口使用指示灯4a，对应USIC插座5的是USIC端口使用指示灯6a，对应RS-232C插座6的是RS-232C端口使用指示灯6a，其中如果一个指示灯点亮，表示正在使用该端口。

所述的USIC插座5为三芯的圆形接口，支持多种异步或同步串行协议，例如I²C，LIN总线。

多功能信号转换网桥是这样工作的：USB2.0插座1上插入一根USB连接线，USB连接线的另一端与上位计算机相连，多功能信号转换网桥开始得电，六个使用指示灯全部点亮后1秒钟熄灭。一根串口电缆线的一端接入多功能信号转换网桥的RS-232C插座6中，另一端插入上位机的DB9串口中，如果欲将上位计算机中的数据通过上位机的串口发出，并转换成2.4GHz频率的ZIGBEE无线信号，可按下功能FUN按钮(8)，每按下一次，USB2.0端口使用指示灯1a、RS-485端口使用指示灯2a、CAN2.0B端口使用指示灯3a、ZIGBEE端口使用指示灯4a、USIC端口使用指示灯5a、RS-232C端口使用指示灯6a会分别点亮，如果ZIGBEE端口使用指示灯4a点亮，表示现在来自上位机串口输出的信号正在转换成基于2.4GHz频率的ZIGBEE无线信号。信号传输的波特率可以这样设置：按下波特率BPS选择按钮7，单片计算机检测到该信号后，驱动微型步进电机的转动轴转动同时带动波特率刻度表指针10，该指针在微型步进电机的驱动下，开始在波特率刻度表盘9上作360°转动，松开波特率BPS选择按钮7，波特率刻度表指针10马上停止转动，此时指针指定的刻度即为当前数据传输的波特率。

在现有的转换装置中，一种接口标准的信号转换成另一种协议标准的信号，必须通过指定的协议转换装置才能实现，而将一种接口标准的信号转换成任一种指定协议标准的信号，就必须通过多个不同的协议转换装置才能完成，至今尚没有一种装置可以实现多个协议标准信号之间的相互转换，而本发明则同时集成了六种不同通信协议的转换装置。

综上所述，本发明所提出的多功能信号转换网桥，其创新之处在于，率先将城市交通立交桥四通八达的概念应用于本多功能信号转换网桥中，以实现不同协议标准信号之间的转换，其巧妙之处一是本发明采用了数字化的刻度表盘，单片计算机控制微型步进电机，驱动数字指针指示当前数据传输的波特率，操作波特率BPS选择按钮，可挑选需要数据传输的波特率；操作功能FUN按钮，相应指示灯点亮表示选择好待转换信号的接口协议标准，可以即时完成RS-232C转USB2.0，RS-232C转ZIGBEE，RS-232C转CAN2.0B，RS-232C转RS-485等诸多信号转换实验；二是多功能信号转换网桥无须另外的电源，直接通过上位计算机的USB接口获得电源。整体上，结构紧凑，接线非常简单，转换十分方便，是电子实验室常用必备的通信设备。

Claims (7)

1.一种多功能信号转换网桥，包括多功能信号转换网桥上盖(12)、多功能信号转换网桥下盖(13)、USB2.0插座(1)、RS-485插座(2)、CAN2.0B插座(3)、ZIGBEE插座(4)、USIC插座(5)和RS-232C插座(6)、波特率BPS选择按钮(7)、功能FUN按钮(8)、波特率刻度表盘(9)、ZIGBEE天线(11)、单片计算机和微型步进电机，其特征是：多功能信号转换网桥上同时集成了六种不同通信协议的转换装置，其下盖(13)的每一个侧面上分别顺序安装有USB2.0插座(1)、RS-485插座(2)、CAN2.0B插座(3)、ZIGBEE插座(4)、USIC插座(5)、RS-232C插座(6)，以上插座均与单片计算机的I/O端口相连，多功能信号转换网桥上盖(12)和多功能信号转换网桥下盖(13)扣接，所述的多功能信号转换网桥上盖(12)上有波特率BPS选择按钮(7)、功能FUN按钮(8)，这两个按钮均与单片计算机的I/O端口连接。

2.根据权利要求1所述的多功能信号转换网桥，其特征在于，所述的多功能信号转换网桥上盖(12)和多功能信号转换网桥下盖(13)均为正六边形。

3.根据权利要求1所述的多功能信号转换网桥，其特征在于，所述的多功能信号转换网桥还包括一个波特率刻度表盘(9)、波特率刻度表指针(10)，上盖(12)上有一个数字传输的波特率刻度表盘(9)，波特率刻度表指针(10)套接在一个微型步进电机的转动轴上，单片计算机的I/O端口直接驱动微型步进电机。

4.根据权利要求1所述的多功能信号转换网桥，其特征在于，所述的信号转换网桥还包括一根L形状的ZIGBEE天线(11)。

5.根据权利要求1所述的多功能信号转换网桥，其特征在于，所述的USB2.0插座(1)上可与一个USB存储器连接，或通过USB连接线直接与上位计算机相连。

6.根据权利要求1所述的多功能信号转换网桥，其特征在于，所述的多功能信号转换网桥上盖(12)共有六个指示灯，各指示灯分别与USB2.0插座(1)、RS-485插座(2)、CAN2.0B插座(3)、ZIGBEE插座(4)、USIC插座(5)、RS-232C插座(6)一一对应。

7.根据权利要求1所述的多功能信号转换网桥，其特征在于，所述的USIC插座(5)为三芯的圆形接口。

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