CN106302521B - 一种协议转换器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种协议转换器,微处理器的控制端分别通过第一信号隔离模块与第一通信模块连接,通过第二信号隔离模块与第二通信模块连接,电源供电模块通过电源隔离模块分出两个供电端(即两个独立电源),一个供电端为微处理器、第一信号隔离模块和第二信号隔离模块供电,另一个供电端为第一通信模块和第二通信模块供电。由此可知,本发明通过电源隔离模块实现主电源与被供电设备之间的隔离,通过信号隔离模块实现信号之间的隔离,因此当多路数据在协议转换器内相互传输时,各传输数据不易通过电源线产生传输干扰,从而提高了协议转换器的抗干扰能力。

Description

一种协议转换器
技术领域
本发明涉及工业控制技术领域,更具体的说,涉及一种协议转换器。
背景技术
协议转换器简称协转,也叫接口转换器,它能使处于通信网上采用不同高层协议的主机实现互相合作,完成各种分布式应用。
现有的协议转换器中,微处理器分别与以太网接口模块、CAN(Controller AreaNetwork,控制器局域网络)总线通信模块和485通信模块连接,用于实现以太网协议、CAN协议和485协议之间的转换,电源供电模块用于为微处理器、以太网接口模块、CAN总线通信模块和485通信模块供电。
由于协议转换器内的各工作模块均与电源供电模块连接,因此各工作模块在电源端并没有实现实际上的隔离,当多路数据在协议转换器内相互传输时,各传输数据容易通过电源线传输干扰。因此,现有协议转换器存在抗干扰能力不强的缺点。
发明内容
有鉴于此,本发明公开一种协议转换器,以实现协议转换器抗干扰能力的提高。
一种协议转换器,包括:微处理器、电源供电模块、电源隔离模块、至少两个通信模块和至少两个信号隔离模块,其中,所述两个通信模块分别为:第一通信模块和第二通信模块,所述第一通信模块和所述第二通信模块接收不同通信协议的信号,所述两个信号隔离模块分别为:第一信号隔离模块和第二信号隔离模块;
所述电源隔离模块的输入端与所述电源供电模块连接,所述电源隔离模块的第一供电端分别与所述微处理器、所述第一信号隔离模块和所述第二信号隔离模块连接,所述电源隔离模块的第二供电端分别与所述第一通信模块和所述第二通信模块连接;
所述微处理器的控制端分别通过所述第一信号隔离模块与所述第一通信模块连接,通过所述第二信号隔离模块与所述第二通信模块连接,所述控制端用于输出控制所述第一通信模块和所述第二通信模块之间转换的转换指令,以及控制所述第一信号隔离模块和所述第二信号隔离模块之间供电切换的切换指令。
优选的,所述第一信号隔离模块包括光电隔离器。
优选的,所述第二信号隔离模块包括光电隔离器。
优选的,所述第一通讯模块为以太网接口模块、CAN总线通信模块和485通信模块中的任意一个。
优选的,所述第二通讯模块为以太网接口模块、CAN总线通信模块和485通信模块中的任意一个。
优选的,还包括:
与所述微处理器连接,用于存储所述微处理器运行程序所需的数据的存储模块。
优选的,所述电源隔离模块包括:开关电源。
优选的,所述开关电源为一个或多个;
当所述开关电源为多个时,每个所述开关电源设置在所述电源供电模块和每个所述信号隔离模块之间,或是设置在所述电源供电模块和每个所述通信模块之间,或设置在所述电源供电模块和所述微处理器之间。
优选的,所述电源隔离模块包括:变压器,所述变压器包括一个初级绕组和多个次级绕组;
所述初级绕组连接所述电源供电模块,每个所述次级绕组连接一个所述信号隔离模块、一个所述通信模块或所述微处理器。
优选的,所述电源隔离模块包括:变压器,所述变压器包括一个初级绕组和一个次级绕组;
所述初级绕组连接所述电源供电模块,所述次级绕组的第一供电端分别与所述微处理器、所述第一信号隔离模块和所述第二信号隔离模块连接,所述次级绕组的第二供电端分别与所述第一通信模块和所述第二通信模块连接。
从上述的技术方案可知,本发明公开的协议转换器中,微处理器的控制端分别通过第一信号隔离模块与第一通信模块连接,通过第二信号隔离模块与第二通信模块连接,电源供电模块通过电源隔离模块分出两个供电端(即两个独立电源),一个供电端为微处理器、第一信号隔离模块和第二信号隔离模块供电,另一个供电端为第一通信模块和第二通信模块供电。由此可知,本发明通过电源隔离模块实现主电源与被供电设备之间的隔离,通过信号隔离模块实现信号之间的隔离,因此当多路数据在协议转换器内相互传输时,各传输数据不易通过电源线产生传输干扰,从而提高了协议转换器的抗干扰能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据公开的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种协议转换器的结构示意图。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅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。
本发明实施例公开了一种协议转换器,以实现协议转换器抗干扰能力的提高。
参见图1,本发明实施例公开的一种协议转换器的结构示意图,包括:微处理器11、电源供电模块12、电源隔离模块13、至少两个通信模块和至少两个信号隔离模块,其中,所述两个通信模块分别为:第一通信模块14和第二通信模块15,第一通信模块14和第二通信模块15接收不同通信协议的信号,所述两个信号隔离模块分别为:第一信号隔离模块16和第二信号隔离模块17。
其中:
电源隔离模块13的输入端与电源供电模块12连接,电源隔离模块13的第一供电端分别与微处理器11、第一信号隔离模块16和第二信号隔离模块17连接,电源隔离模块13的第二供电端分别与第一通信模块14和第二通信模块15连接,用于为第一通信模块14及其外围电路,第二通信模块15及其外围电路供电。
需要说明的是,电源隔离模块19的两个供电端相当于两个独立电源,每个独立电源给相连接的设备供电。
微处理器11的控制端分别通过第一信号隔离模块16与第一通信模块14连接,通过第二信号隔离模块17与第二通信模块15连接,所述控制端用于输出控制第一通信模块14和第二通信模块15之间转换的转换指令,以实现第一通信模块14接收的第一信号和第二通信模块15接收的第二信号之间的转换,同时,微处理器11的控制端还用于输出控制第一信号隔离模块16和第二信号隔离模块17之间供电切换的切换指令。
需要说明的是,微处理器11的控制端可以只具有一个控制端口,该控制端口分别与第一信号隔离模块16、第二信号隔离模块17连接。同时,微处理器11的控制端也可以有多个控制端口,每一个控制端口连接一个信号隔离模块。
从上述论述可知,从物理链路上来说,本发明通过第一信号隔离模块16和第二信号隔离模块17,使微处理器11、第一通信模块14和第二通信模块15的供电电源相互独立,各设备之间的数据传输均通过信号隔离模块再产生交互。
从数据干扰路径来说,在数据线上产生的干扰信号只能对与该数据线连接的通信模块进行干扰,干扰信号不容易通过电源端耦合到其它的通信模块。
举例说明,当第一通信模块14接收数据时,数据线上的干扰信号首先对第一通信模块14进行干扰,从而导致第一通信模块14的供电电源产生波动,由于微处理器11、第一通信模块14和第二通信模块15的供电电源相互独立,相互之间没有物理链接,因此在第一通信模块14的供电电源产生的波动不易通过电源端传递到其它设备(包括微处理器11和第二通信模块15),从而提高了协议转换器的抗干扰能力。
综上可知,本发明通过电源隔离模块13实现主电源与被供电设备之间的隔离,通过信号隔离模块实现信号之间的隔离,因此当多路数据在协议转换器内相互传输时,各传输数据不易通过电源线产生传输干扰,从而提高了协议转换器的抗干扰能力。
另外,本发明通过电源隔离还有效保证了通信模块及其外围设备的安全运行。
优选的,第一信号隔离模块16和第二信号隔离模块17均可以包括光电隔离器。
第一通信模块14可以为以太网接口模块、CAN总线通信模块和485通信模块中的任意一个。
同样,第二通信模块15也可以为以太网接口模块、CAN总线通信模块和485通信模块中的任意一个,只需保证第一通信模块14和第二通信模块15接通不同通信协议的信号即可。
优选的,电源隔离模块13可以为开关电源,该开关电源可以为一个或多个。
具体的,当开关电源为一个时,开关电源的输入端与电源供电模块12连接,开关电源第一供电端分别与微处理器11、第一信号隔离模块16和第二信号隔离模块17连接,开关电源的第二供电端分别与第一通信模块14和第二通信模块15连接,用于为第一通信模块14及其外围电路,第二通信模块15及其外围电路供电。此时微处理器11的控制端输出控制第一通信模块14和第二通信模块15之间转换的转换指令,以实现第一通信模块14接收的第一信号和第二通信模块15接收的第二信号之间的转换,同时,微处理器11的控制端还输出控制第一信号隔离模块16和第二信号隔离模块17之间供电切换的切换指令。
当开关电源为多个时,每个开关电源设置在电源供电模块12和每个信号隔离模块之间,或是设置在电源供电模块12和每个通信模块之间,或是设置在电源供电模块12和微处理器11之间,也即,在电源供电模块12和每个信号隔离模块、每个通信模块和微处理器11之间均设置一个开关电源。
优选的,电源隔离模块13可以为变压器,该变压器包括一个初级绕组和多个次级绕组;
初级绕组连接电源供电模块12,每个次级绕组连接一个信号隔离模块、一个通信模块或微处理器11,也即,在初级绕组和信号隔离模块、通信模块和微处理器11之间均有一个次级绕组。
优选的,电源隔离模块13可以为变压器,该变压器包括一个初级绕组和一个次级绕组;
初级绕组连接电源供电模块12,次级绕组的第一供电端分别与微处理器11、第一信号隔离模块16和第二信号隔离模块17连接,次级绕组的第二供电端分别与第一通信模块14和第二通信模块15连接。
为进一步优化上述实施例,协议转换器还可以包括:存储模块;
存储模块与微处理器11连接,用于存储微处理器11运行程序所需的数据。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种协议转换器,其特征在于,包括:微处理器、电源供电模块、电源隔离模块、至少两个通信模块和至少两个信号隔离模块,其中,所述两个通信模块分别为:第一通信模块和第二通信模块,所述第一通信模块和所述第二通信模块接收不同通信协议的信号,所述两个信号隔离模块分别为:第一信号隔离模块和第二信号隔离模块;
所述电源隔离模块的输入端与所述电源供电模块连接,所述电源隔离模块的第一供电端分别与所述微处理器、所述第一信号隔离模块和所述第二信号隔离模块连接,所述电源隔离模块的第二供电端分别与所述第一通信模块和所述第二通信模块连接;
所述微处理器的控制端分别通过所述第一信号隔离模块与所述第一通信模块连接,通过所述第二信号隔离模块与所述第二通信模块连接,所述控制端用于输出控制所述第一通信模块和所述第二通信模块之间转换的转换指令,以及控制所述第一信号隔离模块和所述第二信号隔离模块之间供电切换的切换指令;
其中,所述电源隔离模块包括:开关电源;
所述开关电源为一个或多个;
当所述开关电源为一个时,所述开关电源的输入端与所述电源供电模块连接,所述开关电源的第一供电端分别与所述微处理器、所述第一信号隔离模块和所述第二信号隔离模块连接,所述开关电源的第二供电端分别与所述第一通信模块和所述第二通信模块连接,用于为所述第一通信模块及其外围电路,所述第二通信模块及其外围电路供电;
当所述开关电源为多个时,在所述电源供电模块和每个所述信号隔离模块之间、在所述电源供电模块和每个所述通信模块之间、以及在所述电源供电模块和所述微处理器之间均设置一个所述开关电源。
2.根据权利要求1所述的协议转换器,其特征在于,所述第一信号隔离模块包括光电隔离器。
3.根据权利要求1所述的协议转换器,其特征在于,所述第二信号隔离模块包括光电隔离器。
4.根据权利要求1所述的协议转换器,其特征在于,所述第一通讯模块为以太网接口模块、CAN总线通信模块和485通信模块中的任意一个。
5.根据权利要求1所述的协议转换器,其特征在于,所述第二通讯模块为以太网接口模块、CAN总线通信模块和485通信模块中的任意一个。
6.根据权利要求1所述的协议转换器,其特征在于,还包括:
与所述微处理器连接,用于存储所述微处理器运行程序所需的数据的存储模块。
7.根据权利要求1所述的协议转换器,其特征在于,所述电源隔离模块包括:变压器,所述变压器包括一个初级绕组和多个次级绕组;
所述初级绕组连接所述电源供电模块,每个所述次级绕组连接一个所述信号隔离模块、一个所述通信模块或所述微处理器。
8.根据权利要求1所述的协议转换器,其特征在于,所述电源隔离模块包括:变压器,所述变压器包括一个初级绕组和一个次级绕组;
所述初级绕组连接所述电源供电模块,所述次级绕组的第一供电端分别与所述微处理器、所述第一信号隔离模块和所述第二信号隔离模块连接,所述次级绕组的第二供电端分别与所述第一通信模块和所述第二通信模块连接。
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