CN110912894A - 一种用于供热计量网络的通讯协议转换系统及方法 - Google Patents

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王晟
赵义
李泽青
夏兆福
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Abstract

本申请实施例提供一种用于供热计量网络的通讯协议转换系统及方法，系统包括：网络模块，用于连接以太网，进行分组报文转发过程；FIFO队列，用于缓存待转发指令；协议转码模块，用于协议的电平转换；数据打包模块，用于协议的数据逻辑转换，报文内容封装；控制模块，用于设备运行控制、数据流向控制和转发阻塞协调；方法具体步骤：S1、通过网络模块建立以太网连接，与上端网络维持TCP长连接；S2、将上端集抄器发送的SSL套接字数据转换电平，以MBUS差分信号发送；S3、保持端口侦听，监控回应同时计算超时时间；S4、侦听到数据回应后，转换电平发送至上端集抄器。在本申请中，能减少电路体积和器件数量，实现利用以太网对现有水表、热表进行集中抄报。

Description

一种用于供热计量网络的通讯协议转换系统及方法
技术领域
本申请涉及通讯技术领域，尤其涉及一种用于供热计量网络的通讯协议转换系统及方法。
背景技术
运行中的供热网集抄系统多数采用了标准以太网或标准Modbus RTU/485做为主流的通讯手段实现计量模组的数据的集抄。而计量模组受限于CPU性能的兼容性和远距离传输多采用2400bps通讯率的主从网络，导致了计量网络通讯效率低下。
同类的研究技术多已实现了网络协议的转换，但往往此类产品都依赖于专用的芯片或通过专用CPU进行协议控制转换，存在着电路体积大，成本高，涉及器件多，可靠性低的缺点。
发明内容
本申请的多个方面提供一种用于供热计量网络的通讯协议转换系统及方法，以解决现有技术中电路体积大，成本高，涉及器件多，可靠性低的缺点。
本申请一方面提供一种用于供热计量网络的通讯协议转换系统，包括：
网络模块，用于连接以太网，进行分组报文转发过程；
FIFO队列，用于缓存待转发指令；
协议转码模块，用于协议的电平转换；
数据打包模块，用于协议的数据逻辑转换，报文内容封装；
控制模块，用于设备运行控制、数据流向控制和转发阻塞协调。
进一步的，所述网络模块包括异步串口收发控制器、MAC接口、协议栈和以太网接口。
进一步的，所述协议转码模块包括光电耦合器、MOS管和电压跟随器。
进一步的，所述FIFO队列包括双端缓冲器和XY交换端口。
进一步的，所述MOS管采用N沟道MOS管。
本申请另一方面提供一种用于供热计量网络的通讯协议转换方法，具体步骤如下：
S1、通过网络模块建立以太网连接，与上端网络维持TCP长连接，所述上端网络为TCP Socket Server；
S2、将上端集抄器发送的SSL套接字数据转换电平，以MBUS差分信号发送；
S3、保持端口侦听，监控回应同时计算超时时间；
S4、侦听到数据回应后，转换电平发送至上端集抄器。
在本申请中，通过采用上述技术方案，能够减少电路体积和涉及的器件数量，降低成本，提高可靠性，实现了利用以太网对现有水表、热表进行集中抄报，实现了以太网通讯的全部优点，也为5G时代无缝数据实时监控提供了可能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请一实施例提供的一种用于供热计量网络的通讯协议转换系统的结构示意图；
图2为本申请一实施例提供的提供的一种用于供热计量网络的通讯协议转换系统中网络模块的结构示意图；
图3为本申请一实施例提供的提供的一种用于供热计量网络的通讯协议转换系统中协议转码模块MBUS与TTL电平转换电路；
图4为本申请一实施例提供的提供的一种用于供热计量网络的通讯协议转换系统中FIFO队列的结构示意图。
其中：1-网络模块；2-FIFO队列；3-协议转码模块；4-数据打包模块；5-控制模块；6-异步串口收发控制器；7-MAC接口；8-协议栈；9-以太网接口。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
如图1至图4所示，本申请一方面提供一种用于供热计量网络的通讯协议转换系统，包括：
网络模块1，用于连接以太网，进行分组报文转发过程；网络模块1包括异步串口收发控制器6、MAC接口7、协议栈8和以太网接口9。
FIFO队列2，用于缓存待转发指令；FIFO队列2包括双端缓冲器和XY交换端口。
协议转码模块3，用于协议的电平转换；协议转码模块3包括光电耦合器、MOS管和电压跟随器。MOS管采用N沟道MOS管。
数据打包模块4，用于协议的数据逻辑转换，报文内容封装；
控制模块5，用于设备运行控制、数据流向控制和转发阻塞协调。
工作时，实现各模块连接，网络模块1选用CH9121，配置为TCP/IP SocketClient模式，配置为：内网IP地址：192.168.1.101，子网掩码：255.255.255.0，网关：192.168.1.1
MBUS端配置为：波特率2400,8位数据位，一个停止位，校验方式为偶校验。
FIFO模块：CH421,启用66ByteRAM，每16Byte为一个单元，划分四个单元，供上、下行数据的收发FIFO。
N沟道管选用：AOSAON 640F，光电耦合器选用：6N137高速光电耦合器
上端服务器配置为：内网IP地址：192.168.1.201，子网掩码：255.255.255.0，网关：192.168.1.1，设置超时时间为：5秒
本申请另一方面提供一种用于供热计量网络的通讯协议转换方法，具体步骤如下：
S1、通过网络模块1建立以太网连接，与上端网络维持TCP长连接，上端网络为TCPSocket Server，本申请为Client端；
S2、将上端集抄器发送的SSL套接字数据转换电平，以MBUS差分信号发送；
S3、保持端口侦听，监控回应同时计算超时时间；
S4、侦听到数据回应后，转换电平发送至上端集抄器。
在本申请中，通过采用上述技术方案，能够减少电路体积和涉及的器件数量，降低成本，提高可靠性，实现了利用以太网对现有水表、热表进行集中抄报，实现了以太网通讯的全部优点，也为5G时代无缝数据实时监控提供了可能。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
还需要说明的是，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、商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、商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、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种用于供热计量网络的通讯协议转换系统，其特征在于，包括：
网络模块，用于连接以太网，进行分组报文转发过程；
FIFO队列，用于缓存待转发指令；
协议转码模块，用于协议的电平转换；
数据打包模块，用于协议的数据逻辑转换，报文内容封装；
控制模块，用于设备运行控制、数据流向控制和转发阻塞协调。
2.根据权利要求1所述的用于供热计量网络的通讯协议转换系统，其特征在于，所述网络模块包括异步串口收发控制器、MAC接口、协议栈和以太网接口。
3.根据权利要求1所述的用于供热计量网络的通讯协议转换系统，其特征在于，所述协议转码模块包括光电耦合器、MOS管和电压跟随器。
4.根据权利要求1所述的用于供热计量网络的通讯协议转换系统，其特征在于，所述FIFO队列包括双端缓冲器和XY交换端口。
5.根据权利要求3所述的用于供热计量网络的通讯协议转换系统，其特征在于，所述MOS管采用N沟道MOS管。
6.一种用于供热计量网络的通讯协议转换方法，其特征在于，具体步骤如下：
S1、通过网络模块建立以太网连接，与上端网络维持TCP长连接，所述上端网络为TCPSocket Server；
S2、将上端集抄器发送的SSL套接字数据转换电平，以MBUS差分信号发送；
S3、保持端口侦听，监控回应同时计算超时时间；
S4、侦听到数据回应后，转换电平发送至上端集抄器。
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