CN110147339A - 一种基于无线路由器的通讯转换的设备控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于无线路由器的通讯转换的设备控制装置，其技术特点在于：包括外壳及其内部的控制电路，所述控制电路包括：网口转串口模块、RS232转换电路、无线路由器、电源模块和stm32控制系统；所述网口转串口模块通过RS232转换电路与RS232通讯设备相连接，用于将网口转串口模块的串口信息转变为RS232通讯信息与外部RS232通讯设备进行通信；该网口转串口模块通过无线路由器分别与外部系统网口通讯模块和外部上位机相连接，用于实现RS232通讯设备与终端之间的互联互通；所述网口转串口模块还与stm32控制系统相连接，用于实现串口信息到开关量信息的转换功能。本发明的兼容性和扩展性较强。
Description
技术领域
本发明属于工业控制技术领域，涉及通讯转换的设备控制装置，尤其是一种基于无线路由器的通讯转换的设备控制装置。
背景技术
目前，传统的外部系统的输入输出开关量采用RS232或485进行交互控制，或采用单根网线进行交互，随着技术的发展，越来越多的设备采用更为可靠的网线传输，然而当控制组件构成庞大的系统时，设备网口不够分配，往往需要临时搭建网络，然而临时搭建的网络由于没有系统的规划，容易造成网络拥堵和广播风暴等一系列问题，在工业现场复杂的情况下，工程师通过电脑调试设备时，采用有线方式连接网络，其连接过程十分复杂，严重时会因为操作失误刮蹭掉其他导线，使其系统奔溃。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、兼容性和扩展性较强且调试便利的基于无线路由器的通讯转换的设备控制装置。
本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：
一种基于无线路由器的通讯转换的设备控制装置，包括外壳及其内部的控制电路，所述控制电路包括：网口转串口模块、RS232转换电路、无线路由器、电源模块和stm32控制系统；所述网口转串口模块通过RS232转换电路与RS232通讯设备相连接，用于将网口转串口模块的串口信息转变为RS232通讯信息与外部RS232通讯设备进行通信；该网口转串口模块通过无线路由器分别与外部系统网口通讯模块和外部上位机相连接，用于实现RS232通讯设备与终端之间的互联互通；所述网口转串口模块还与stm32控制系统相连接，用于实现串口信息到开关量信息的转换功能；所述电源模块的输出端分别与RS232转换电路和网口转串口模块相连接并为其供电。
而且，所述stm32控制系统的输入端还通过光耦输入开关电路与外部系统输出开关量模块相连接，用于实现外部系统电气信号与stm32控制系统的安全隔离和信息传递。
而且，所述stm32控制系统的输出端还通过光耦输出开关电路与外部系统输入开关量模块相连接，用于实现stm32控制系统和外部系统电气信号的安全隔离和信号同步。
而且，所述stm32控制系统的输出端还与开关量信号指示灯相连接，用于显示IO口工作状态、电源状态或系统通讯状态。
本发明的优点和有益效果：
1、本发明一种具有网络拓展的设备控制装置，通过上位机和合理的网络布设，以此达到方便快捷对外部系统的输入输出开关的控制，同时拓展出有线网口和无线网络可极大的满足工业现场通讯环境以及工程师调试的便利性。
2、本发明结合市场已有的路由器作为器件之一，可根据现场环境进行选配特殊功能的路由器，极大的适应工业现场多种多样复杂的需求。本发明的无线路由器接可接受发送外部控制系统的信息，通过网口转串口模块，可令不同通道的TTL电平对应一个网络IP和多个端口号，实现TTL电平的数据信息与网络通讯透明传输，在其中一路的串口通讯中，转换为RS232通讯方式，满足短距离工业通讯使用需求，另一路串口通讯连接嵌入式系统，嵌入式系统可往下扩展开关量的信号指示灯、光耦输入开关电路、光耦输出开关电路，实现与外部系统的IO口输入输出的交互和信息展示。本发明电路基于网络通讯转换开发，其通讯的兼容性和扩展性较强。
3、本发明将外部系统的输入输出开关量控制方式融入到网络通讯控制中，增强了控制端的拓展性，不再受限于操作系统平台的转变。
4、本发明可作为工业现场的IO口来使用，采用网络通讯，凡是具有网口通讯的控制器都可以兼容，具备较强的普适性，同时设备本身成本相对低廉，在对IO口性能要求不高的环境下，可采用本发明进行替代。
附图说明
图1为本发明的工作原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例作进一步详述：
本发明提供一种具有有线网络拓展和无线网络拓展的外部系统开关量的基于无线路由器的通讯转换的设备控制装置，如图1所示，包括外壳及其内部的控制电路，所述控制电路包括：网口转串口模块、RS232转换电路、无线路由器、电源模块和stm32控制系统；所述网口转串口模块通过RS232转换电路与RS232通讯设备相连接，用于将网口转串口模块的串口信息转变为RS232通讯信息与外部RS232通讯设备进行通信；该网口转串口模块通过无线路由器分别与外部系统网口通讯模块和外部上位机相连接，用于实现RS232通讯设备与终端之间的互联互通；所述网口转串口模块还与stm32控制系统相连接，用于实现串口信息到开关量信息的转换功能；所述电源模块的输出端分别与RS232转换电路和网口转串口模块相连接并为其供电。
在本实施例中，所述stm32控制系统的输入端还通过光耦输入开关电路与外部系统输出开关量模块相连接，用于实现外部系统电气信号与stm32控制系统的安全隔离和信息传递。
在本实施例中，所述stm32控制系统的输出端还通过光耦输出开关电路与外部系统输入开关量模块相连接，用于实现stm32控制系统和外部系统电气信号的安全隔离和信号同步。
在本实施例中，所述stm32控制系统的输出端还与开关量信号指示灯相连接，用于显示IO口工作状态、电源状态或系统通讯状态。
在本实施例中，上位机能够通过网口或WIFI连接到设备上，并能够与设备进行相关的信息交互，以此达到外部的开关量的输入输出控制，并且具备相关信息状态显示功能。
在本实施例中，外部上位机能够通过网口或WIFI连接到设备上，并能够与设备进行相关的信息交互，以此达到外部的开关量的输入输出控制，并且具备相关信息状态显示功能。
下面分别对本发明的各电路模块的组成和功能作进一步详细说明：
所述RS232转换电路是能够将网口转串口模块的串口信息转变为RS232通讯信息，使其可以连接外部设备。
所述网口转串口模块是通过对模块进行相关的网络协议的设置，其网口端连接网络，模块将网口接收到的信息转变为串口信息从串口输出端发送出去。
所述电源模块是能够将外部的24V电压转变为电路系统所需的电压，在本专利中，电源模块输入24V，输出系统所用的5V和3.3V电压。
所述无线路由器是具有WIFI功能的多网口的无路由器，具备基本的路由器功能，同时可根据应用场景选择其他附加功能的路由器。
所述stm32控制系统为stm32最小系统，可保障此控制系统能够长期稳定运行，可控制外部的开关量信号指示灯，同时还可以扫描光耦输入开关电路传来的高低电平，也可以输出相应的高低电平控制光耦输出开关电路，在此系统中，stm32控制系统交互信息来自于网口转串口模块发送来的TTL电平。
所述开关量信号指示灯是由LED和电阻等元件构成的信息展示电路，可表示一些基本的控制信息，如光口输入输出电路的状态，电源状态，系统通讯状态等。
所述光耦输入开关电路是将外部系统输出的开关量信息的大电压转变为stm32控制系统能够接受的低电压信号，其外部系统输出开关量的高低电平与stm32控制系统接收到的高低电平一一对应，同时采用光耦电路可有效保障高速变化的高低电平的转换和传递。
所述光耦输出开关电路是将stm32控制系统输出的高低电平的电压转变为外部系统输出开关量所需的电压等级，具有响应及时和光电隔离的特征。
本发明的工作原理是：
外部系统提供24V电源给电源模块(3)，电源模块(3)输出3.3V和5V的电压给RS232转换电路(2)和网口转串口模块(4)，网口转串口模块(4)与RS232转换电路(2)之间通过TTL通讯方式连接，实现将RS232通讯设备(1)的数据转换为网络数据，网口转串口模块(4)与无线路由器(5)相连，无线路由器(5)可以和外部系统网口通讯模块(13)进行有线连接的通讯，同时也可以和外部PC(WIFI)(14)进行无线连接的通讯，通过这种方式实现了RS232通讯设备(1)到与此网络内的终端之间的互联互通。网口转串口模块(4)的另一端串口连接stm32控制系统(7)实现串口信息到开关量信息的转换功能，开关量信号指示灯(6)与stm32控制系统(7)相连，用于显示电源状态，通讯状态，IO口工作状态等信息，光耦输入开关电路(8)用于衔接外部系统输出开关量模块(11)和stm32控制系统(7)将外部系统的高低电平与嵌入式的高低电平做同步匹配和隔离，实现外部系统电气信号与控制电路的安全隔离和信息传递，光耦输出开关电路(9)用于衔接外部系统输入开关量模块(12)与stm32控制系统(7)，以此达到控制系统和外部系统之间的电气信号的安全隔离和信号同步。通过上述工作方式可实现网络终端内的任意设备之间的信息互联互通，同时网络终端通过无线连接方式或有线连接方式可对外部系统的开关量进行控制，此外，也可以实现外部系统的开关量信息也可以传递到网络终端内的任意设备。
需要强调的是，本发明所述实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (4)
1.一种基于无线路由器的通讯转换的设备控制装置，其特征在于：包括外壳及其内部的控制电路，所述控制电路包括：网口转串口模块、RS232转换电路、无线路由器、电源模块和stm32控制系统；所述网口转串口模块通过RS232转换电路与RS232通讯设备相连接，用于将网口转串口模块的串口信息转变为RS232通讯信息与外部RS232通讯设备进行通信；该网口转串口模块通过无线路由器分别与外部系统网口通讯模块和外部上位机相连接，用于实现RS232通讯设备与终端之间的互联互通；所述网口转串口模块还与stm32控制系统相连接，用于实现串口信息到开关量信息的转换功能；所述电源模块的输出端分别与RS232转换电路和网口转串口模块相连接并为其供电。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线路由器的通讯转换的设备控制装置，其特征在于：所述stm32控制系统的输入端还通过光耦输入开关电路与外部系统输出开关量模块相连接，用于实现外部系统电气信号与stm32控制系统的安全隔离和信息传递。
3.根据权利要求1所述的一种基于无线路由器的通讯转换的设备控制装置，其特征在于：所述stm32控制系统的输出端还通过光耦输出开关电路与外部系统输入开关量模块相连接，用于实现stm32控制系统和外部系统电气信号的安全隔离和信号同步。
4.根据权利要求1所述的一种基于无线路由器的通讯转换的设备控制装置，其特征在于：所述stm32控制系统的输出端还与开关量信号指示灯相连接，用于显示IO口工作状态、电源状态或系统通讯状态。
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