CN109150911A - 一种安检机通信协议转换装置 - Google Patents
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Abstract
公开了一种安检机通信协议转换装置，包括电源电路、主控电路、协议转换电路和外部接口，其中：电源电路从外部接口接收电源电压，并向主控电路和协议转换电路输出目标电源电压；主控电路通过运行其上加载的通信协议转换程序来控制协议转换电路进行通信协议的转换；协议转换电路从外部接口接收通用通信协议，并将通用通信协议转换成目标通信协议，并将目标通信协议传输至外部接口；并且外部接口与安检机和外部设备连接，外部接口从外部设备接收电源电压和通用通信协议，并且将从协议转换电路接收的目标通信协议输出至安检机。
Description
技术领域
本公开涉及一种通信协议转换装置，更具体地涉及一种用于安检机的通信协议转换装置。
背景技术
通信协议转换装置广泛应用于信息技术的各个行业。不同厂家开发和生产的设备可能具有不同的通信接口和不同的通信协议。当将其他装置与具有不同通信接口和通信协议的设备连接时，会导致通信接口和通信协议不匹配的问题。通信协议转换装置被连接在这些设备的通信接口之间，通过通信协议转换装置的电路将输入的通信协议进行转换，以在不同设备间实现通信接口的连接和通信协议的统一。
对于安检机设备而言，不同安检机生产厂家往往使用自己定义的通信接口(如DB15、DB25、DB16等)和通信协议(如RS232和RS485通信协议等)。但是，在实际使用中，可能需要使控制设备、调试设备等外部设备与不同生产厂家、不同型号的一台或多台安检机协同工作，而外部设备一般具有通用的通信接口和通信协议。因此，需要使用安检机通信协议转换装置实现外部设备与具有不同通信接口和通信协议的安检机之间的连接和通信，以通过一套标准的通信协议对多个厂家的安检机进行统一控制。
发明内容
发明目的：
本公开的目的是提供一种安检机通信协议转换装置，其能够实现控制设备、调试设备等外部设备与具有不同通信接口和通信协议的安检机之间的连接和通信，以通过一套标准的通信协议对多个厂家的安检机进行统一控制。
技术方案：
通过提供本公开的安检机通信协议转换装置实现上述目的，该安检机通信协议转换装置包括电源电路、主控电路、协议转换电路和外部接口，其中：电源电路从外部接口接收电源电压，并向主控电路和协议转换电路输出目标电源电压；主控电路通过运行其上加载的通信协议转换程序来控制协议转换电路进行通信协议的转换；协议转换电路从外部接口接收通用通信协议，并将通用通信协议转换成目标通信协议，并将目标通信协议传输至外部接口；并且外部接口与安检机和外部设备连接，外部接口从外部设备接收电源电压和通用通信协议，并且将从协议转换电路接收的目标通信协议输出至安检机。
优选地，电源电路可以包括第一电源电路和第二电源电路，并且其中：第一电源电路可以将预定范围的电源电压转换成第一目标电源电压，并将第一目标电源电压输送至协议转换电路和第二电源电路；第二电源电路可以将第一目标电源电压转换成第二目标电源电压，并将第二目标电源电压输送至主控电路。
优选地，当电源电压等于第一目标电源电压时，电源电压可以被输送至协议转换电路和第二电源电路，而不经过第一电源电路的转换。
优选地，预定范围的电源电压可以为大于5V且45V以下，第一目标电源电压可以为5V，并且第二目标电源电压可以为3.3V。
优选地，主控电路可以包括主控芯片、起振电路、复位电路和程序下载电路，并且其中：主控芯片可以用于在其上加载并运行通信协议转换程序，以控制协议转换电路进行通信协议的转换；起振电路可以包括石英晶振和外围电路，用于为主控芯片提供稳定时钟；复位电路可以用于使主控芯片复位到初始状态；并且程序下载电路用于在主控芯片上加载通信协议转换程序。
优选地，在通信协议转换程序的控制下，主控芯片中的用于控制通信协议转换的接口能够透传，从而不影响安检机原有的通信功能。
优选地，协议转换电路可以包括第一转换电路、第二转换电路和第三转换电路，并且其中：第一转换电路可以将通用通信协议转换成第一目标通信协议；第二转换电路可以将通用通信协议转换成第二目标通信协议；并且第三转换电路可以用于主控芯片的接口与外部网络接口之间的转换。
优选地，第一目标通信协议可以为RS485通信协议，第二目标通信协议可以为RS232通信协议，并且外部网络可以为以太网。
优选地，外部接口可以包括电源接口、通信协议输入接口和通信协议输出接口，并且其中：电源接口和/或通信协议输入接口可以与外部设备连接，接收由外部设备输入的电源电压，并将电源电压输送至电源电路；通信协议输入接口可以从外部设备接收通用通信协议，并将通用通信协议传输至协议转换电路；并且通信协议输出接口可以与安检机连接，并将目标通信协议输出至安检机。
优选地，外部接口可以具有单一形式的通信协议输出接口，通信协议输出接口可以与外连接线的一端连接，外连接线的另一端可以具有适应于不同安检机的多种类型的接口，以实现外部接口与不同安检机的连接。
有益效果：
本公开的安检机通信协议转换装置实现了控制设备、调试设备等外部设备与具有不同通信接口和通信协议的安检机之间的连接和通信，以通过一套标准的通信协议对多个厂家的安检机进行统一控制，减少了产品种类。
本公开的安检机通信协议转换装置具有单一接口，该单一接口通过外连接线与安检机的接口连接。也就是说，通过更换外连接线即可实现与多种安检机的匹配，提高了安检机通信协议转换装置的适应性和通用性，并保证了安检机通信协议转换装置的紧凑结构。
本公开的安检机通信协议转换装置通过电源电路能够将大输入电压如45V转换为工作电压，从而在宽电压范围(如5～45V)下工作，进一步提高了安检机通信协议转换装置的适应性。
附图说明
图1是根据本公开实施例的安检机通信协议转换装置的示意图。
图2是安检机通信协议转换装置的电源电路的电路图。
图3是安检机通信协议转换装置的主控电路的电路图。
图4是安检机通信协议转换装置的协议转换电路的电路图。
图5是安检机通信协议转换装置的外部接口的电路图。
具体实施方式
下面将参考附图描述本公开的实施例。图1是根据本公开实施例的安检机通信协议转换装置100的示意图。如图1所示，安检机通信协议转换装置100包括电源电路101、主控电路102、协议转换电路103和外部接口104。
电源电路101从外部接口104接收一定范围的电源电压，并向主控电路102和协议转换电路103输出目标电源电压。在本实施例中，电源电路101从外部接口104接收5～45V的电源电压，并向主控电路102和协议转换电路103分别输出3.3V和5V的目标电源电压。
主控电路102从电源电路101接收3.3V的电源电压，并通过异步串口(UART)与协议转换电路103连接。主控电路102可运行其上写入或加载的通信协议转换程序，控制协议转换电路103进行通信协议的转换。
协议转换电路103从电源电路101接收5V的电源电压，并将通过外部接口104从外部设备接收的通用通信协议转换成安检机可接收的目标通信协议。协议转换电路103通过目标通信协议串口(如RS232和RS485串口)将转换后的目标通信协议传输至外部接口104。
外部接口104与安检机和外部设备如控制设备、调试设备等连接，以从外部设备接收电源电压和通用通信协议，并且外部接口104从协议转换电路103接收转换后获得的目标通信协议并向安检机输出该目标通信协议。
通过对多个厂家和型号的安检机的通信接口和通信协议进行统计，发现通信接口可能是DB15、DB25、DB16等多种接口类型，并且这些安检机的电路上主要采用RS232和RS485两种通信协议。为了减少体积和简化设计，安检机通信协议转换装置100的外部接口104包括统一的通信协议输出接口，该通信协议输出接口可与外连接线的一端连接。外连接线的另一端可具有不同的接口类型，使得通过外连接线进行转接可以使本公开的装置100适应多个厂家和型号的安检机，也保证了一定的向后兼容性。此外，关于通信协议，安检机通信协议转换装置100可将通过外部接口104接收的外部通信协议转换为RS232和RS485两种目标通信协议，并通过外部接口104中的通信协议输出接口输出该RS232和RS485通信协议，以实现与多个厂家和型号的安检机的通信。
图2是电源电路101的电路图。电源电路101包括第一电源电路1011(如图2a所示)和第二电源电路1012(如图2b所示)。
第一电源电路1011将大于5V且45V以下的输入电压转换成5V，并将该5V电压输出到协议转换电路103和第二电源电路1012。在本实施例中，第一电源电路1011为LM2596-5.0，其电路图如图2a所示。第一电源电路1011包括开关SW，用于控制第一电源电路1011的接通和断开。
第二电源电路1012将从第一电源电路1011或外部接口104接收的5V电压转换成3.3V电压，并将该3.3V电压输出到主控电路102。在本实施例中，第二电源电路1012为AMS1117-3.3，其电路图如图2b所示。
图3是主控电路102的电路图。主控电路102包括主控芯片1021(如图3a所示)、起振电路1022(如图3a所示)、复位电路1023(如图3b所示)和程序下载电路1024(如图3c所示)。
主控芯片1021用于在其上写入或加载通信协议转换程序并运行通信协议转换程序，以控制协议转换电路103进行通信协议的转换。在该实施例中，主控芯片1021为STM32F407VET6。主控芯片1021包括六个异步串口，即图3a中所示的UART1～6，且UART1～6均为TTL232串口。其中，UART1可与程序下载电路1024连接，以用于进行程序写入和调试；UART2可与协议转换电路103的第三转换电路1034连接，用于TTL232串口与外部网络(如以太网)接口之间的转换；UART3可与协议转换电路103的第一转换电路1031连接，UART5可与协议转换电路103的第一转换电路1032连接，用于通用通信协议与RS485之间的转换；UART4和UART6可与协议转换电路103的第二转换电路1033连接，用于通用通信协议与RS232之间的转换。
起振电路1022包括石英晶振Y1及其外围电路，通过起振电路1022为主控芯片1021提供稳定时钟。在本实施例中，石英晶振Y1的振荡频率为25MHz。如图3a所示，外围电路可以包括两个电容C3、C4和一个电阻R3，用于帮助石英晶振Y1起振并稳定石英晶振Y1的振荡频率。在本实施例中，电容C3、C4均为18PF，电阻R3为1MΩ。
复位电路1023包括按键S1、电阻R2和电容C1。通过按下按键S1可以使主控芯片1021复位到初始状态。在该实施例中，电容C1为104电容，即容值为10×104PF，电阻为10KΩ。
程序下载电路1024包括通用串行总线(USB)模块，通过该USB模块与外部设备(如计算机)连接，以在主控芯片1021上进行程序的写入和调试。在该实施例中，程序下载电路1024中的USB模块为Micro_USB_SWD，其电路图如图3C所示。
图4是协议转换电路103的电路图。协议转换电路103包括第一转换电路1031(如图4a所示)、1032(如图4b所示)、第二转换电路1033(如图4c所示)和第三转换电路1034(如图4d所示)。
第一转换电路1031、1032包括第一转换芯片。在本实施例中，第一转换芯片为TTL232转RS485芯片MAX488，其电路图如图4a和4b所示，可以通过该TTL232转RS485芯片实现通用通信协议与RS485通信协议之间的转换。
第二转换电路1033包括第二转换芯片。在本实施例中，第二转换芯片为TTL232转RS232芯片HIN232ACB，其电路图如图4c所示，可以通过该TTL232转RS232芯片实现通用通信协议与RS232通信协议之间的转换。
第三转换电路1034包括UART_NET模块，可以通过该UART_NET模块实现主控芯片1021中的UART2(TTL232串口)与外部网络(如以太网)之间的转换。
图5是外部接口104的电路图。外部接口104包括电源接口1041(如图5a所示)、通信协议输入接口1042(如图5b所示)和通信协议输出接口1043(如图5c所示)。电源接口1041或通信协议输入接口1042与外部设备连接并接收由外部设备输入的电源电压。安检机通信协议转换装置100可通过电源接口1041或通信协议输入接口1042供电。
电源接口1041包括通用串行总线(USB)模块，通过该USB模块接收5V的外部电压输入。也就是说，电源接口1041可采用普通USB接口进行供电。在该实施例中，电源接口1041中的USB模块为Micro_USB_UART，其电路图如图5a所示。
图5b示出了通信协议输入接口1042的电路图，其包括第一引脚和第二引脚(未示出)。当输入的电源电压大于5V时，该电源电压经由通信协议输入接口1042的第一引脚P1输入到第一电源电路1011，经过第一电源电路1011转换成5V后输出到协议转换电路103和第二电源电路1012；当输入的电源电压为5V时，该电源电压经由通信协议输入接口1042的第二引脚P2输出到协议转换电路103和第二电源电路1012，不经过第一电源电路1011转换。
图5c示出了通信协议输出接口1043的电路图。通信协议输出接口1043经由外连接线与安检机连接，以将转换后的通信协议输出到安检机。
下面将描述安检机通信协议转换装置100的操作流程，其可包括以下过程：
准备过程：通过程序下载电路1024，在主控芯片1021上写入或加载通信协议转换程序。在主控芯片1021上加载通信协议转换程序结束后，可以对主控芯片1021进行调试，并可针对发现的问题进行相应的调整。
启动过程：经由电源电路101或外部接口104的电源接口1041输入电源电压，按下复位电路1023的按键S1使主控芯片1021复位，并且起振电路1022中的石英晶振Y1起振，从而使得主控芯片1021获得稳定的时钟。
转换过程：在主控芯片1021的控制下，协议转换电路103的第三转换电路1034例如通过网线与外部设备连通，接收外部设备输入的通用通信协议，并根据需要将该通用通信协议选择性地传输至第一转换电路1031、1032或第二转换电路1033以转换成相应的目标通信协议(RS485或RS232通信协议)。
输出过程：转换后获得的目标通信协议(RS485或RS232通信协议)通过经由外连接线与安检机连接的通信协议输出接口1043输出至安检机，以对安检机进行远程控制。
此外，通过主控芯片1021的程序控制，两个用于RS485的串口UART3和UART5可透传，两个用于RS232的串口UART4和UART6也可透传，从而不影响安检机原有通信功能。
在本实施例中，电源电路包括第一电源电路和第二电源电路，但在其他实施例中，电源电路也可仅包括单独的电源电路，或可包括更多的电源电路，只要能够实现向主控电路102、协议转换电路103等供电即可。
例如，在另一实施例中，电源电路仅包括第二电源电路。在此情况下，通过电源接口将5V电源电压输出到协议转换电路和第二电源电路，并经由第二电源电路将该5V电源电压转换成3.3V后输出至主控电路。
在本实施例中，虽然给出了第一电源电路、第二电源电路、主控芯片、第一转换电路、第二转换电路等的具体示例，但这仅是示例性的，而不是限制性的。此外，本领域技术人员应理解，各个电路中电容、电阻等电子器件也可以进行相应的变化、替换、增加或减少等，只要能够实现安检机通信协议的转换即可。
在本实施例中，协议转换电路包括第一转换电路、第二转换电路和第三转换电路，并且第一转换电路用于将通用通信协议转换成RS485通信协议，第二转换电路用于将通用通信协议转换成RS232通信协议，第三转换电路用于通用通信协议串口与外部网络之间的转换，但不限于此。根据安检机的通信协议类型，协议转换电路可以包括更多或更少的转换电路，并可以转换成与上述实施例不同的目标通信协议。
在本实施例中，外部接口具有单一的通信协议输出接口，并经由外连接线与安检机连接，但不限于此。在其他实施例中，根据待连接的安检机的接口类型，外部接口可以具有多个通信协议输出接口，并可以不经由外连接线与安检机直接连接，或可以经由外连接线与安检机连接。
虽然在本实施例中，主控芯片带有六个TTL232串口，但并不限于此。在其他实施例中，根据需要，主控芯片可以具有更多或更少的串口，且串口的类型可以变化，只要能够实现信号的接收、适配于不同安检机的信号转换、转换后信号的输出且不影响安检机原有通信功能即可。
Claims (10)
1.一种安检机通信协议转换装置，包括电源电路、主控电路、协议转换电路和外部接口，其中：
所述电源电路从所述外部接口接收电源电压，并向所述主控电路和所述协议转换电路输出目标电源电压；
所述主控电路通过运行其上加载的通信协议转换程序来控制所述协议转换电路进行通信协议的转换；
所述协议转换电路从所述外部接口接收通用通信协议，并将所述通用通信协议转换成目标通信协议，并将所述目标通信协议传输至所述外部接口；并且
所述外部接口与安检机和外部设备连接，所述外部接口从所述外部设备接收所述电源电压和所述通用通信协议，并且将从所述协议转换电路接收的所述目标通信协议输出至所述安检机。
2.根据权利要求1所述的安检机通信协议转换装置，其中所述电源电路包括第一电源电路和第二电源电路，并且其中：
所述第一电源电路将预定范围的电源电压转换成第一目标电源电压，并将所述第一目标电源电压输送至所述协议转换电路和所述第二电源电路；
所述第二电源电路将所述第一目标电源电压转换成第二目标电源电压，并将所述第二目标电源电压输送至所述主控电路。
3.根据权利要求2所述的安检机通信协议转换装置，其中当所述电源电压等于所述第一目标电源电压时，所述电源电压被输送至所述协议转换电路和所述第二电源电路，而不经过所述第一电源电路的转换。
4.根据权利要求2或3所述的安检机通信协议转换装置，其中所述预定范围的电源电压为大于5V且45V以下，所述第一目标电源电压为5V，并且所述第二目标电源电压为3.3V。
5.根据权利要求1所述的安检机通信协议转换装置，其中所述主控电路包括主控芯片、起振电路、复位电路和程序下载电路，并且其中：
所述主控芯片用于在其上加载并运行通信协议转换程序，以控制所述协议转换电路进行通信协议的转换；
所述起振电路包括石英晶振和外围电路，用于为所述主控芯片提供稳定时钟；
所述复位电路用于使所述主控芯片复位到初始状态；并且
所述程序下载电路用于在所述主控芯片上加载通信协议转换程序。
6.根据权利要求5所述的安检机通信协议转换装置，其中在所述通信协议转换程序的控制下，所述主控芯片中的用于控制通信协议转换的接口能够透传，从而不影响安检机原有的通信功能。
7.根据权利要求1所述的安检机通信协议转换装置，其中所述协议转换电路包括第一转换电路、第二转换电路和第三转换电路，并且其中：
所述第一转换电路将通用通信协议转换成第一目标通信协议；
所述第二转换电路将通用通信协议转换成第二目标通信协议；并且
所述第三转换电路用于所述主控芯片的接口与外部网络接口之间的转换。
8.根据权利要求7所述的安检机通信协议转换装置，其中所述第一目标通信协议为RS485通信协议，所述第二目标通信协议为RS232通信协议，并且所述外部网络为以太网。
9.根据权利要求1所述的安检机通信协议转换装置，其中所述外部接口包括电源接口、通信协议输入接口和通信协议输出接口，并且其中：
所述电源接口和/或所述通信协议输入接口与外部设备连接，接收由所述外部设备输入的电源电压，并将所述电源电压输送至所述电源电路；
所述通信协议输入接口从所述外部设备接收通用通信协议，并将所述通用通信协议传输至所述协议转换电路；并且
所述通信协议输出接口与安检机连接，并将目标通信协议输出至所述安检机。
10.根据权利要求9所述的安检机通信协议转换装置，其中所述外部接口具有单一形式的所述通信协议输出接口，所述通信协议输出接口与外连接线的一端连接，所述外连接线的另一端具有适应于不同安检机的多种类型的接口，以实现所述外部接口与不同安检机的连接。
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