CN111177036A - 一种多类型接口集线器及其应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多类型接口集线器及其应用方法，包括电源模块、核心处理器、协处理器、以太网收发模块、串口转换模块、以太网口和串口，所述电源模块用于提供各级电源电压，所述核心处理器和协处理器通过SPI总线电连接，所述核心处理器通过所述以太网收发模块电连接至所述以太网口，所述协处理器通过所述串口转换模块电连接至所述串口，所述核心处理器数量为一个，所述协处理器数量为一个或多个。本发明支持三线电流环、二线电流环、RS485、RS422、RS232、网口全系列接口类型，支持爆炸气体环境下可靠工作，可以实现模块化生产，各种模块任意组合，适应特殊领域使用，例如加油站实际使用环境。

Description

一种多类型接口集线器及其应用方法
技术领域
本发明涉及计算机设备技术领域，尤其涉及一种多类型接口集线器及其应用方法。
背景技术
在中国石化加油站站级联网系统改造中，由于不同的加油机厂家使用不同的通信接口，如二线电流环(长吉、恒山)、三线电流环(三盈、正星)、RS485(濮阳合众)、RS422(豪升、富仁、榕兴)，而POS机、液位仪等大都使用RS232，数据通信安装、扩展不便，且原先使用的工控机MOXA卡已经停产，采购困难、采购成本居高不下。
目前国内有一些串口服务器产品，但接口种类少，只支持RS485、RS422、RS232、网口；Linux驱动程序不完善；非模块化生产，支持组合不够灵活。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种多类型接口集线器及其应用方法，以克服现有技术的缺陷，适应特殊领域使用，例如中国石化加油站管控系统实际使用的需求。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何提供一种多类型接口集线器及其应用方法，以克服现有技术的缺陷，适应特殊领域使用，例如中国石化加油站管控系统实际使用的需求。
为实现上述目的，本发明提供了一种多类型接口集线器，其特征在于，包括电源模块、核心处理器、协处理器、以太网收发模块、串口转换模块、以太网口和串口，所述电源模块用于提供各级电源电压，所述核心处理器和协处理器通过SPI总线电连接，所述核心处理器通过所述以太网收发模块电连接至所述以太网口，所述协处理器通过所述串口转换模块电连接至所述串口，所述核心处理器数量为一个，所述协处理器数量为一个或多个。
进一步地，所述电源模块包括进线防雷模块、开关电源模块和电源转换模块，所述进线防雷模块外接电源，所述进线防雷模块输出端连接至所述开关电源模块输入端，用于进线防雷保护，所述开关电源模块输出端连接至所述电源转换模块输入端，所述电源转换模块输出各级电源电压。
进一步地，所述协处理器和串口转换模块之间的连接采用UART接口。
进一步地，所述串口转换模块的个数为1个或多个，所述串口转换模块的类型为三线电流环、二线电流环、RS422、RS485和RS232中的一种或多种，所述串口转换模块发送或接收对应类型串口信号。
进一步地，所述串口转换模块连接至一个或多个串口。
进一步地，所述串口转换模块和串口之间还设置有串口防雷模块，用于所述串口的防雷保护。
进一步地，所述多类型接口集线器的驱动程序支持包括32位或64位Linux操作系统。
进一步地，所述多类型接口集线器的结构采用防爆型式，支持爆炸气体环境下可靠工作。
本发明还提供了一种多类型接口集线器的应用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1、通过核心处理器接收或者发送特定端口号的TCP数据包；
步骤2、所述核心处理器通过SPI总线与协处理器通信；
步骤3、所述协处理器判断并通过串口转换模块发送数据给对应的串口，实现双向数据通信。
进一步地，所述步骤3中的所述串口转换模块的类型为三线电流环、二线电流环、RS422、RS485和RS232中的一种或多种，所述串口转换模块发送或接收对应类型串口信号。
本发明的有益技术效果为：
1、支持三线电流环、二线电流环、RS485、RS422、RS232、网口全系列接口类型。
2、支持爆炸气体环境下可靠工作。
3、驱动程序支持32位和64位Linux操作系统。
4、可以实现模块化生产，各种模块任意组合，适应特殊领域使用，例如加油站实际使用环境。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例在中国石化管控系统中的应用原理图；
图2是本发明的一个较佳实施例的工作原理图；
图3是本发明的一个较佳实施例的驱动安装界面。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
如图1所示，本发明提供的一种多类型接口集线器，驱动程序支持32位和64位Linux操作系统，可以用于中石化加油卡系统现有使用的32位管控系统(Turbo Linux4.0)和中石化加油卡中国石化加油卡管控系统3.0(Centos 7.3)。支持三线电流环、二线电流环、RS422、RS485、RS232、网口全系列接口类型，能够满足与不同的加油站设备(如加油机、加气机、液位计、读卡器、POS机)通信的需求。
多类型接口集线器的工作原理是通过核心处理器接收或者发送特定端口号的TCP数据包，通过SPI高速总线以25Mbps速度传送给协处理器，协处理器判断并发送给16个对应的串口，串口数据通过专用的转换模块和五种对应串口信号实现双向数据通信。转换模块包括三线电流环、二线电流环、RS422、RS485、RS232，接收对应的串口信号，可以实现模块化生产，各种转换模块任意组合，简化管控系统结构，节省运维成本。
如图2所示，本发明的一个较佳实施例包括电源模块1、核心处理器2、协处理器3、以太网收发模块4、串口转换模块5、以太网口6和串口7。电源模块1包括进线防雷模块11、开关电源模块12和电源转换模块13，进线防雷模块11外接220V电源，并作为开关电源模块12的输入，开关电源模块12输出12V直流电压，经电源转换模块13得到主板所需的各级电压，电源转换模块13采用TPS54360芯片。核心处理器2采用454MHz ARM9处理器，与主控芯片为DP83848KSQ的以太网收发模块4通信，接收或者发送特定端口号的TCP数据包，通过SPI高速总线以25Mbps速度传送给两个协处理器3，协处理器3采用180MHz Cortex M4微控制器，每个协处理器3通过8个UART口和4块串口转换模块5通信，4块串口转换模块5采用防雷设计，对外接口为8个串口7，以太网收发模块4的对外接口以太网口6和串口7均采用RJ45连接器。
结构采用防爆型式，支持爆炸气体环境下可靠工作，并取得防爆证书。
多类型接口集线器的驱动安装界面如图3所示。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多类型接口集线器，其特征在于，包括电源模块、核心处理器、协处理器、以太网收发模块、串口转换模块、以太网口和串口，所述电源模块用于提供各级电源电压，所述核心处理器和协处理器通过SPI总线电连接，所述核心处理器通过所述以太网收发模块电连接至所述以太网口，所述协处理器通过所述串口转换模块电连接至所述串口，所述核心处理器数量为一个，所述协处理器数量为一个或多个。
2.如权利要求1所述的多类型接口集线器，其特征在于，所述电源模块包括进线防雷模块、开关电源模块和电源转换模块，所述进线防雷模块外接电源，所述进线防雷模块输出端连接至所述开关电源模块输入端，用于进线防雷保护，所述开关电源模块输出端连接至所述电源转换模块输入端，所述电源转换模块输出各级电源电压。
3.如权利要求1所述的多类型接口集线器，其特征在于，所述协处理器和串口转换模块之间的连接采用UART接口。
4.如权利要求1所述的多类型接口集线器，其特征在于，所述串口转换模块的个数为1个或多个，所述串口转换模块的类型为三线电流环、二线电流环、RS422、RS485和RS232中的一种或多种，所述串口转换模块发送或接收对应类型串口信号。
5.如权利要求1所述的多类型接口集线器，其特征在于，所述串口转换模块连接至一个或多个串口。
6.如权利要求1所述的多类型接口集线器，其特征在于，所述串口转换模块和串口之间还设置有串口防雷模块，用于所述串口的防雷保护。
7.如权利要求1所述的多类型接口集线器，其特征在于，所述多类型接口集线器的驱动程序支持包括32位或64位Linux操作系统。
8.如权利要求1所述的多类型接口集线器，其特征在于，所述多类型接口集线器的结构采用防爆型式，支持爆炸气体环境下可靠工作。
9.如权利要求1所述的多类型接口集线器的应用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1、通过核心处理器接收或者发送特定端口号的TCP数据包；
步骤2、所述核心处理器通过SPI总线与协处理器通信；
步骤3、所述协处理器判断并通过串口转换模块发送数据给对应的串口，实现双向数据通信。
10.如权利要求9所述的多类型接口集线器的应用方法，其特征在于，所述步骤3中的所述串口转换模块的类型为三线电流环、二线电流环、RS422、RS485和RS232中的一种或多种，所述串口转换模块发送或接收对应类型串口信号。
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