CN105357093B - 一种总线终端设备通信规约自动识别转换装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通信规约自动识别转换装置及控制方法，一种总线终端设备通信规约自动识别转换装置，包括第一、二…N终端设备、第一、二…N终端接口、第一、二…N滤波电路、第一、二…N协议智能转换电路、第一、二…N总线接口及485总线，所述第一终端设备、第一终端接口、第一滤波电路及第一协议智能转换电路通过CAN总线依次连接，所述第N终端设备、第N终端接口、第N滤波电路及第N协议智能转换电路通过232总线总线依次连接，所述第一、二…N协议智能转换电路、第一、二…N总线接口及485总线分别通过485总线与装置外的485总线连接。本发明总线的数据传输是透明的，即终端设备不必考虑所挂接的总线采用何种通信规约，都可以接入使用，极大的方便了广大客户和终端设备厂商。
Description
技术领域
本发明涉及一种通信规约自动识别转换装置及控制方法，更具体地说，涉及一种总线终端设备通信规约自动识别转换装置及控制方法。
背景技术
当今工业控制领域，总线是生产过程自动化中不可缺少的重要环节。但当前实际应用中，总线类型繁多，在通信电平、通信制式、通信规约、通信数据线数量等多个方面都存在差异，不同厂家的终端设备所采用的通信类型常常无法与总线匹配，而特定的通信规约转换一般需要定制，不但成本高，而且设计周期长，使用极为不便，很多时候因为总线的特定通信规约，不得不接受同一生产厂商的系列垄断产品，使得客户无法选择更具多样性、更具性价比的终端设备。有学者采用规约自动转换的解决方案，但仅能对相同电平硬件系统、相同通信线数量的不同规约进行软件范畴的转换，对更多现场需求的不同电平硬件系统、不同通信线数量的通信应用并不适用。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种总线终端设备通信规约自动识别转换装置及控制方法。本发明的一种总线终端设备通信规约自动识别转换装置，可圆满解决上述问题，对于特定总线，任何厂商的终端设备都可以接入使用，终端设备不必更改通信规约。
为了实现上述发明目的，解决已有技术中所存在的问题，本发明采取的技术方案是：一种总线终端设备通信规约自动识别转换装置，包括第一、二…N终端设备、第一、二…N终端接口、第一、二…N滤波电路、第一、二…N协议智能转换电路、第一、二…N总线接口及485总线，所述第一、二…N协议智能转换电路包括第1、2…n信道切换电路、微控制器、CAN通信线路、232通信线路、485通信线路及通信方式鉴别切换电路，所述第1、2…nCAN通信线路、232通信线路及485通信线路输入、输出端分别与第1、2…n信道切换电路及通信方式鉴别切换电路相连，所述第1、2…n信道切换电路及通信方式鉴别切换电路分别与第1、2…n微控制器相连，所述第一终端设备通过CAN总线与第一终端接口相连，所述第一终端接口通过CAN总线与第一滤波电路相连，所述第一滤波电路通过CAN总线与第1通信方式鉴别切换电路相连，所述第N终端设备通过232总线与第N终端接口相连，所述第N终端接口通过232总线与第N滤波电路相连，所述第N滤波电路通过232总线与第n通信方式鉴别切换电路相连，所述第1、2…n信道切换电路分别通过485总线与第一、二…N总线接口相连，所述第一、二…N总线接口分别通过485总线与装置外的485总线相连。所述滤波电路选自有源滤波电路或采用电阻、电感、电容中的一种或两种或三种构成的无源滤波电路。
所述一种总线终端设备通信规约自动识别转换装置的控制方法，包括以下步骤：
步骤1、系统通过询问得到终端设备的ID码：系统通过三次向终端设备询问后，若终端设备仍无法提供符合约定格式的合法的ID码，则系统禁止该终端设备与系统其它成员进行数据交换，保护数据安全；
步骤2、时钟与系统同步：如果系统通过询问得到终端设备的ID码合法，强制该终端设备与系统时钟同步，终端设备提供了符合约定格式的应答信息，则系统赋予其与总线交互数据的权利，允许其与总线上挂接的其它成员进行信息交互，并继续下一步；
步骤3、检测终端接口的电平：根据终端接口的电平初步判断其规约种类，电平包括3V、5V、9V、12V、24V，根据电平的大小进一步缩小规约猜测的范围；
步骤4、检测从终端接口收到的数据帧：包括每一帧数据的位数、数据脉冲的时长及空闲时间的时长；
步骤5、进行信号电平、数据帧格式的识别：通过与内存中规约表的比对，进行信号电平、数据帧格式的识别，用于确定该通信规约的确切种类与参数；
步骤6、通信规约的识别：如果内存中规约表内有和终端接口信号一致的信号电平、数据帧格式的规约，则确定该终端设备的通信规约并进行下一步；如果内存中规约表内没有和终端接口信号一致的信号电平、数据帧格式的规约，则报错并结束本通信规约识别转换流程；
步骤7、实现终端设备与总线之间的信息传递：切换至相应的通信线路，使终端的通信规约无损转换为总线接口处的规约，实现终端设备与总线之间的信息传递；
步骤8、通信规约自动识别转换过程结束。
本发明有益效果是：一种总线终端设备通信规约自动识别转换装置，包括第一、二…N终端设备、第一、二…N终端接口、第一、二…N滤波电路、第一、二…N协议智能转换电路、第一、二…N总线接口及485总线，所述第一、二…N协议智能转换电路包括第1、2…n信道切换电路、微控制器、CAN通信线路、232通信线路、485通信线路及通信方式鉴别切换电路，所述第1、2…nCAN通信线路、232通信线路及485通信线路输入、输出端分别与第1、2…n信道切换电路及通信方式鉴别切换电路相连，所述第1、2…n信道切换电路及通信方式鉴别切换电路分别与第1、2…n微控制器相连，所述第一终端设备通过CAN总线与第一终端接口相连，所述第一终端接口通过CAN总线与第一滤波电路相连，所述第一滤波电路通过CAN总线与第1通信方式鉴别切换电路相连，所述第N终端设备通过232总线与第N终端接口相连，所述第N终端接口通过232总线与第N滤波电路相连，所述第N滤波电路通过232总线与第n通信方式鉴别切换电路相连，所述第1、2…n信道切换电路分别通过485总线与第一、二…N总线接口相连，所述第一、二…N总线接口分别通过485总线与装置外的485总线相连。与已有技术相比，本发明从终端设备的角度来看，总线的数据传输是透明的，即终端设备不必考虑所挂接的总线采用何种通信规约，都可以接入使用，极大的方便了广大客户和终端设备厂商，具有较高的推广价值。
附图说明
图1是本发明结构示意框图。
图2是本发明方法步骤流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种总线终端设备通信规约自动识别转换装置，包括第一、二…N终端设备、第一、二…N终端接口、第一、二…N滤波电路、第一、二…N协议智能转换电路、第一、二…N总线接口及485总线，所述第一、二…N协议智能转换电路包括第1、2…n信道切换电路、微控制器、CAN通信线路、232通信线路、485通信线路及通信方式鉴别切换电路，所述第1、2…nCAN通信线路、232通信线路及485通信线路输入、输出端分别与第1、2…n信道切换电路及通信方式鉴别切换电路相连，所述第1、2…n信道切换电路及通信方式鉴别切换电路分别与第1、2…n微控制器相连，所述第一终端设备通过CAN总线与第一终端接口相连，所述第一终端接口通过CAN总线与第一滤波电路相连，所述第一滤波电路通过CAN总线与第1通信方式鉴别切换电路相连，所述第N终端设备通过232总线与第N终端接口相连，所述第N终端接口通过232总线与第N滤波电路相连，所述第N滤波电路通过232总线与第n通信方式鉴别切换电路相连，所述第1、2…n信道切换电路分别通过485总线与第一、二…N总线接口相连，所述第一、二…N总线接口分别通过485总线与装置外的485总线相连。所述滤波电路选自有源滤波电路或采用电阻、电感、电容中的一种或两种或三种构成的无源滤波电路。
如图2所示，一种总线终端设备通信规约自动识别转换装置的控制方法，包括以下步骤：
步骤1、系统通过询问得到终端设备的ID码：系统通过三次向终端设备询问后，若终端设备仍无法提供符合约定格式的合法的ID码，则系统禁止该终端设备与系统其它成员进行数据交换，保护数据安全；
步骤2、时钟与系统同步：如果系统通过询问得到终端设备的ID码合法，强制该终端设备与系统时钟同步，终端设备提供了符合约定格式的应答信息，则系统赋予其与总线交互数据的权利，允许其与总线上挂接的其它成员进行信息交互，并继续下一步；
步骤3、检测终端接口的电平：根据终端接口的电平初步判断其规约种类，电平包括3V、5V、9V、12V、24V，根据电平的大小进一步缩小规约猜测的范围；
步骤4、检测从终端接口收到的数据帧：包括每一帧数据的位数、数据脉冲的时长及空闲时间的时长；
步骤5、进行信号电平、数据帧格式的识别：通过与内存中规约表的比对，进行信号电平、数据帧格式的识别，用于确定该通信规约的确切种类与参数；
步骤6、通信规约的识别：如果内存中规约表内有和终端接口信号一致的信号电平、数据帧格式的规约，则确定该终端设备的通信规约并进行下一步；如果内存中规约表内没有和终端接口信号一致的信号电平、数据帧格式的规约，则报错并结束本通信规约识别转换流程；
步骤7、实现终端设备与总线之间的信息传递：切换至相应的通信线路，使终端的通信规约无损转换为总线接口处的规约，实现终端设备与总线之间的信息传递；
步骤8、通信规约自动识别转换过程结束。
所述总线上挂接的各终端设备采用的通信协议选自RS-232、RS-485、RS-422、FOUNDATION Fieldbus、Common Industrial Protocol、PROFIBUS、PROFINET、P-NET、WorldFIP、INTERBUS、CC-Link、HART、Vnet/IP、TCnet、EtherCAT、Ethernet POWERLINK、EPA或SERCOS中的一种或多种。
本发明的优点在于：本发明从终端设备的角度来看，总线的数据传输是透明的，即终端设备不必考虑所挂接的总线采用何种通信规约，都可以接入使用，极大的方便了广大客户和终端设备厂商，具有较高的推广价值。
Claims (2)
1.一种总线终端设备通信规约自动识别转换装置，包括第一、二…N终端设备、第一、二…N终端接口、第一、二…N滤波电路、第一、二…N协议智能转换电路、第一、二…N总线接口及485总线，其特征在于：所述第一、二…N协议智能转换电路包括第1、2…n信道切换电路、微控制器、CAN通信线路、232通信线路、485通信线路及通信方式鉴别切换电路，所述第1、2…nCAN通信线路、232通信线路及485通信线路输入、输出端分别与第1、2…n信道切换电路及通信方式鉴别切换电路相连，所述第1、2…n信道切换电路及通信方式鉴别切换电路分别与第1、2…n微控制器相连，所述第一终端设备通过CAN总线与第一终端接口相连，所述第一终端接口通过CAN总线与第一滤波电路相连，所述第一滤波电路通过CAN总线与第1通信方式鉴别切换电路相连，所述第N终端设备通过232总线与第N终端接口相连，所述第N终端接口通过232总线与第N滤波电路相连，所述第N滤波电路通过232总线与第n通信方式鉴别切换电路相连，所述第1、2…n信道切换电路分别通过485总线与第一、二…N总线接口相连，所述第一、二…N总线接口分别通过485总线与装置外的485总线相连，所述滤波电路选自有源滤波电路或采用电阻、电感、电容中的一种或两种或三种构成的无源滤波电路。
2.根据权利要求1所述一种总线终端设备通信规约自动识别转换装置的控制方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、系统通过询问得到终端设备的ID码：系统通过三次向终端设备询问后，若终端设备仍无法提供符合约定格式的合法的ID码，则系统禁止该终端设备与系统其它成员进行数据交换，保护数据安全；
步骤2、时钟与系统同步：如果系统通过询问得到终端设备的ID码合法，强制该终端设备与系统时钟同步，终端设备提供了符合约定格式的应答信息，则系统赋予其与总线交互数据的权利，允许其与总线上挂接的其它成员进行信息交互，并继续下一步；
步骤3、检测终端接口的电平：根据终端接口的电平初步判断其规约种类，电平包括3V、5V、9V、12V、24V，根据电平的大小进一步缩小规约猜测的范围；
步骤4、检测从终端接口收到的数据帧：包括每一帧数据的位数、数据脉冲的时长及空闲时间的时长；
步骤5、进行信号电平、数据帧格式的识别：通过与内存中规约表的比对，进行信号电平、数据帧格式的识别，用于确定该通信规约的确切种类与参数；
步骤6、通信规约的识别：如果内存中规约表内有和终端接口信号一致的信号电平、数据帧格式的规约，则确定该终端设备的通信规约并进行下一步；如果内存中规约表内没有和终端接口信号一致的信号电平、数据帧格式的规约，则报错并结束本通信规约识别转换流程；
步骤7、实现终端设备与总线之间的信息传递：切换至相应的通信线路，使终端的通信规约无损转换为总线接口处的规约，实现终端设备与总线之间的信息传递；
步骤8、通信规约自动识别转换过程结束。
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