CN105573957B - 一种测量仪器程控接口转换系统及方法 - Google Patents

一种测量仪器程控接口转换系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种测量仪器程控接口转换系统，包括程控主机、从控主机、主控模块、用于为主控模块供电的电源模块以及与主控模块连接的主程控接口模块、从程控接口模块，所述主程控接口模块包括USB接口、主程控转换模块和主程控接口，所述从程控接口模块包括USB接口、从程控转换模块和从程控接口。本发明将各种主流程控接口转换为内部统一的USB总线，并通过嵌入式核心模块进行协议转换，实现任意主流程控接口之间的转换，可为测量仪器扩展提供蓝牙数据传输功能。

Description

一种测量仪器程控接口转换系统及方法
技术领域
本发明涉及仪器程控领域，尤其是一种测量仪器程控接口转换系统及方法。
背景技术
目前，随着移动互联浪潮的来临，在测试测量仪器领域，将各式各样的仪器通过特定接口互联组成一个综合测试系统，成为测试测量现场的发展趋势。但传统的台式测量仪器程控接口多，用户只用其中一种，对生产商造成浪费；手持式或便携式测量仪器一般只提供单一程控接口，往往与用户需要的接口不匹配；很多测量仪器需要无线通讯功能，而仪器本身不提供无线程控接口。
随着测试测量领域现代化水平的提高，“移动实验室”、远程监控、分布式传感系统等基于物联网的先进测试测量方式成为测量仪器用户的新需求。传统的测试测量仪器一般采用箱式外观，体积较大，为了满足不同用户组网需求，提供的程控接口也较多，比如传统的RS232、RS485串行接口、GPIB、LAN、USB接口等。另一方面，随着元器件集成水平的飞速提高，测试测量仪器的体积也越来越小，逐渐告别传统的笨重箱式结构，向手持式和便携式方向发展，受仪器体积的限制，不可能像台式仪器那样提供全部程控接口，一般只提供RS232串口等单一接口。很多测试系统的终端，比如笔记本电脑或台式机，也逐渐取消了传统的串口、并口，只提供体积较小的USB接口和网络接口。在测试测量现场，如何将不同程控接口的仪器快速组成测试系统，成为仪器互联过程中的一个难题。
另外，平板电脑、智能手机等移动终端设备近年来发展迅速，很多仪器仪表用户想通过移动设备无线控制各种测量仪器，以解决测量现场环境恶劣或测量位置不理想等问题，但移动设备与各种仪器的接口往往不匹配，而且绝大多数测量仪器不提供无线数据传输接口，传统的程控函数库也不能方便地支持Android、iOS、windows CE等嵌入式操作。这造成了测试测量现场或移动实验室推广和实施过程中的一大瓶颈。
目前国内外仪器互联的方案，都是提供单一的两类接口转换的连接器，没有专门针对测量仪器多种接口互转的综合类智能产品。现有技术一般只提供单一的双接口转换，在多台测量仪器组成测试系统时，有时需要多种类似的双接口转换装置，而各种仪器的底层数据通信协议也不尽相同，给用户使用时带来操作不便，配置过程复杂，增加了使用成本和资源浪费。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种测量仪器程控接口转换系统。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种测量仪器程控接口转换系统，包括程控主机、从控主机、主控模块、用于为主控模块供电的电源模块以及与主控模块连接的主程控接口模块、从程控接口模块，所述主程控接口模块包括USB接口、主程控转换模块和主程控接口，所述从程控接口模块包括USB接口、从程控转换模块和从程控接口；
主控模块接收程控主机发送的命令数据并传输至主程控转换模块，主程控转换模块将命令数据转换为USB通用格式数据，USB接口将所述USB通用格式数据进行封装处理得到协议命令数据，并根据预设链路，将从程控转换模块设置为从模式，从程控转换模块通过协议将协议命令数据转换为USB通用格式数据，并将USB通用格式数据解析得到原始数据，并通过从程控接口将原始数据传输至从控主机。
优选的，所述协议为USBTMC协议。
优选的，所述预设链路包括主控模块、至少一个主程控接口模块和至少一个从程控接口模块。
优选的，所述主控模块为嵌入式ARM控制器。
优选的，所述主程控接口模块包括GPIB程控接口模块、RS232接口程控接口模块、RS485接口程控接口模块、USB-OTG程控接口模块、蓝牙程控接口模块。
优选的，所述从程控接口包括GPIB程控接口模块、RS232程控接口模块、RS485程控接口模块、USB-OTG程控接口模块、蓝牙程控接口模块。
优选的，所述主控模块与主程控接口模块、从程控接口模块可插拔组合。
本发明还公开了一种测量仪器程控接口转换方法，包括以下步骤：
步骤一：程控主机向主控模块发送命令数据，主控模块接收命令数据，并通过主程控接口将命令数据发送至主程控转换模块，主程控转换模块通过USB接口芯片将命令数据转换为USB通用格式数据；
步骤二：主程控接口模块中的USB接口将USB通用格式数据封装为协议命令数据；
步骤三：主控模块根据预设链路，将从程控转换模块设置为从模式，将步骤二中的协议命令数据发送至从程控接口模块中的USB接口；
步骤四：从程控转换模块的USB接口芯片将步骤三中的协议命令数据转换为USB通用格式数据，USB接口芯片将格式数据解析为原始数据，并将所述原始数据传输给从控主机。
本发明的有益效果是：
1.本装置实现多个程控接口模块与主控模块的通信，不同程控接口通过主控模块和内置的转换模块、USB模块进行数据转换和传输，实现了不同的程控接口模块与主控模块的匹配；
2.本装置的程控接口模块和主控模块可任意组合，用户可根据自身需要进行接口的选择，且主控模块可以和不同的从程控接口模块进行转换，且不同的从程控接口模块之间的数据传输相互独立；
3.本装置将主程控接口模块、从程控接口模块均通过USB接口与主控模块连接，降低了软硬件开发成本和复杂性。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明外部结构分解示意图；
图3是本发明外部结构组合示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，一种测量仪器程控接口转换系统，包括程控主机、被控主机、主控模块、电源模块以及与主控模块连接的主程控接口模块、从程控接口模块，所述主程控接口模块包括USB接口、主程控转换模块和主程控接口，所述从程控接口模块包括USB接口、从程控转换模块和从程控接口；
主控模块接收程控主机发送的命令数据并传输至主程控转换模块，主程控转换模块将命令数据转换为USB通用格式数据，USB接口将所述USB通用格式数据进行封装处理得到协议命令数据，并根据预设链路，将从程控转换模块设置为从模式，从程控转换模块通过协议将协议命令数据转换为USB通用格式数据，并将USB通用格式数据解析得到原始数据，并通过从程控接口将原始数据传输至从控主机。
所述电源模块为锂电池，通过USB接口与主控模块连接。
进一步，所述协议为USBTMC协议。
进一步，所述预设链路包括主控模块、至少一个主程控接口模块和至少一个从程控接口模块。通过对主程控接口模块和从程控接口模块的数量进行设置，可以实现一个主程控接口模块向多个从程控接口模块同时进行数据的传输，且主程控接口模块与不同的从程控接口模块之间的数据传输相互独立，主控模块针对不同的从程控接口模块进行相应的设置。
进一步，所述主控模块为嵌入式ARM控制器。
进一步，所述主程控接口模块包括GPIB程控接口模块、RS232程控接口模块、RS485接口程控接口模块、USB-OTG程控接口模块或蓝牙程控接口模块。
所述从程控接口包括GPIB程控接口模块、RS232程控接口模块、RS485程控接口模块、USB-OTG程控接口模块或蓝牙程控接口模块。
当将主程控接口模块选择为蓝牙程控接口模块时，可将其他接口形式转换为蓝牙无线输出，可进行无线程控。
进一步，所述主控模块与主程控接口模块、从程控接口模块可插拔组合。
本发明还公开了一种测量仪器程控接口转换方法，包括以下步骤：
步骤一：程控主机向主控模块发送命令数据，主控模块接收命令数据，并通过主程控接口将命令数据发送至主程控转换模块，主程控转换模块通过USB接口芯片将命令数据转换为USB通用格式数据；
步骤二：主程控接口模块中的USB接口将USB通用格式数据封装为协议命令数据；
步骤三：主控模块根据预设链路，将从程控转换模块设置为从模式，将步骤二中的协议命令数据发送至从程控接口模块中的USB接口；
步骤四：从程控转换模块的USB接口芯片将步骤三中的协议命令数据转换为USB通用格式数据，USB接口芯片将格式数据解析为原始数据，并将所述原始数据传输给从控主机。
上述数据转换过程中，主控模块内部处理的数据均为符合USBTMC协议的数据，一方面，主控模块内部传输过程执行简单，另一方面，任一主程控接口模块和任一从程控接口模块均脱离主控模块，单独进行转换。
实施例：
以GPIB程控接口模块与RS232接口的转换为例，说明测量仪器程控接口转换过程：
在测量仪器程控接口转换装置中，主程控接口模块为RS232程控接口模块，RS232程控接口模块包括USB接口、USB-RS232转换模块和RS232接口，从程控接口模块为GPIB程控接口模块，GPIB程控接口模块包括USB接口、USB-GPIB转换模块和GPIB接口。
RS232接口向GPIB程控接口模块传送数据：
步骤一：程控主机向主控模块发送命令数据，主控模块通过RS232接口将命令数据发送至USB-RS232转换模块，USB-RS232转换模块将命令数据转换为USB通用格式数据，并将USB通用格式数据传输给USB接口模块；
步骤二：USB接口模块将USB通用格式数据封装为USBTMC协议数据，并将USBTMC协议数据通过USB接口传输给主控模块；
步骤三：主控模块根据预设链路，将GPIB转换模块设置为从模式，将USBTMC协议命令数据发送至GPIB程控接口模块中的USB接口；
步骤四：GPIB程控接口模块中的USB接口芯片将USBTMC协议命令数据转换为USB通用协议格式数据，USB-GPIB转换模块将USB通用格式数据转换为GPIB数据，并将所述GPIB数据通过GPIB接口传输给从控主机。
如图2所示，一种测量仪器程控接口转换装置外部结构可采用积木组合方式，实现用户接入方式和数量的灵活性，该测量仪器程控接口转换装置由主控模块和可插拔组合的多个不同接口的程控接口模块组成，程控接口模块的主从属性和传输链路配置在主控模块中完成。程控接口模块与主控模块之间通过USB接口实现组合，且程控接口模块均具有统一结构，无延长线，与主控模块组合成为整体产品，用户根据实际需要进行组合。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种测量仪器程控接口转换系统，其特征是，包括程控主机、从控主机、主控模块、用于为主控模块供电的电源模块以及与主控模块连接的主程控接口模块、从程控接口模块，所述主程控接口模块包括USB接口、主程控转换模块和主程控接口，所述从程控接口模块包括USB接口、从程控转换模块和从程控接口；
主控模块接收程控主机发送的命令数据并传输至主程控转换模块，主程控转换模块将命令数据转换为USB通用格式数据，USB接口将所述USB通用格式数据进行封装处理得到协议命令数据，并根据预设链路，将从程控转换模块设置为从模式，从程控转换模块通过协议将协议命令数据转换为USB通用格式数据，并将USB通用格式数据解析得到原始数据，并通过从程控接口将原始数据传输至从控主机；
且所述主控模块与主程控接口模块、从程控接口模块之间通过USB接口实现插拔组合，不同的从程控接口模块之间的数据传输相互独立。
2.如权利要求1所述的测量仪器程控接口转换系统，其特征是，所述协议为USBTMC协议。
3.如权利要求1所述的测量仪器程控接口转换系统，其特征是，所述预设链路包括主控模块、至少一个主程控接口模块和至少一个从程控接口模块。
4.如权利要求1所述的测量仪器程控接口转换系统，其特征是，所述主控模块为嵌入式ARM控制器。
5.如权利要求1所述的测量仪器程控接口转换系统，其特征是，所述主程控接口模块包括GPIB程控接口模块、RS232接口程控接口模块、RS485接口程控接口模块、USB-OTG程控接口模块或蓝牙程控接口模块。
6.如权利要求1所述的测量仪器程控接口转换系统，其特征是，所述从程控接口包括GPIB程控接口模块、RS232程控接口模块、RS485程控接口模块、USB-OTG程控接口模块或蓝牙程控接口模块。
7.基于权利要求1至6任一所述的测量仪器程控接口转换系统的转换方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤一：程控主机向主控模块发送命令数据，主控模块接收命令数据，并通过主程控接口将命令数据发送至主程控转换模块，主程控转换模块通过USB接口芯片将命令数据转换为USB通用格式数据；
步骤二：主程控接口模块中的USB接口将USB通用格式数据封装为协议命令数据；
步骤三：主控模块根据预设链路，将从程控转换模块设置为从模式，将步骤二中的协议命令数据发送至从程控接口模块中的USB接口；
步骤四：从程控转换模块的USB接口芯片将步骤三中的协议命令数据转换为USB通用格式数据，USB接口芯片将USB通用格式数据解析为原始数据，并将所述原始数据传输给从控主机。
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