CN115714822A - 一种指挥中心多协议集中控制智能通信网关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了通信技术领域的一种指挥中心多协议集中控制智能通信网关，包括无线通信接口，兼容常规的RS232/RS422/RS485、继电器开关量、数字输入输出等有线接口、脉冲红外、2.4GHz蓝牙、433/315MHz射频无线电、WiFI 4类短距离无线通信接口，通信接口采用板卡式，提供多类型有、无线通信接口；每块接口板提供1种类型多个接口，提高协议处理并发性和实时性，扩展了可控设备的类型和范围；设计了私有通信协议的分析模块，自动或半自动匹配、解析协议的格式信息，解决采用私有协议受控设备的协议交互问题；区分受控设备用途类型设计了统一的协议交互格式标准，屏蔽了不同厂家的通信协议标准和数据格式差异，显著降低了设备学习和使用成本。

Description

一种指挥中心多协议集中控制智能通信网关

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体为一种指挥中心多协议集中控制智能通信网关。

背景技术

集中控制是指挥中心系统集成的核心部分，控制各种各样的设备，如可控制指挥中心的大屏、投影机、电视、矩阵切换器、视频会议、DVD、升降桌、话筒追踪、摄像机、录播机、照明、空调、窗帘、门禁、温湿度传感器、UPS电源等，形成统一集中的调度控制，为指挥中心争取了最短的控制切换时间，提升了调度人员的操作体验和工作效率。

“一种多协议多接口的智能家居网关”(专利号：CN211427112U)公开了一种多协议多接口的智能家居网关，该网关支持多种类型设备接口和多种通讯协议，可实现与485系统、ZigBee系统、KNX系统、HBS空调系统、RS232设备以及干接点设备直接互联控制，可应用于智能控制场所。

“智能家居控制器及其通信方法”(专利号：CN104202222B)发明专利公开了一种智能家居控制器的通信方法，能够实现智能家居控制器与多个家用电器进行数据传输。

“一种安防监控中心设备集中控制方法”(专利号：CN104581014A)公开了一种安防监控中心设备集中控制方法，将各类矩阵、屏幕显控处理器统一连接到串口转网络设备上，实现网络用户远程对于串口的控制，为用户工作提供了极大便捷。“一种会议多媒体集中控制系统”(专利号：CN113315944A)公开了一种会议多媒体集中控制系统，包括多功能液晶控制终端、逻辑控制器、转换器、交换机、电源，可以稳定长久保持通畅，反应快速。

以上专利技术通过对设备的控制接口和控制协议的集成，实现了指挥中心设备设施集中统一调度控制，提高了工作效率。但是，还存在3个方面的突出问题有待解决。1.集中控制设备硬件接口以传统有线通信为主，无法直接控制日益丰富的具有无线通信接口受控设备；2.不同厂家的受控设备终端多采用私有协议，集中控制设备即使兼容其硬件接口，如不能事先掌握通信协议的标准和数据格式，也无法对其实施有效控制；3.不同用途类型、不同厂家的通信协议标准和数据格式各异，集中控制设计人员需要针对每种甚至每个受控设备的通信协议分别学习理解，提高了学习和使用成本，基于此，本发明设计了一种指挥中心多协议集中控制智能通信网关以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种指挥中心多协议集中控制智能通信网关，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种指挥中心多协议集中控制智能通信网关，包括无线通信接口，兼容常规的RS232/RS422/RS485、继电器开关量、数字输入输出等有线接口、脉冲红外、2.4GHz蓝牙、433/315MHz射频无线电、WiFI 4类短距离无线通信接口。

优选的，通信接口采用板卡式，提供多类型有、无线通信接口。每块接口板提供1种类型多个接口，均采用ARM嵌入式架构和嵌入式实时操作系统，提高协议处理并发性和实时性。

优选的，RS232/RS422/RS485接口共计8个；继电器开关量接口16个；数字输入输出接口16个；脉冲红外接口8个；2.4GHz蓝牙8个；433/315MHz射频无线电1个，采用共享无线信道的方式连接多个设备；WiFI无线接口1个，接入以太网实现互联。

优选的，射频无线电采用多天线设计，以匹配不同频段无线射频信号的收发；采用全向天线，为避免无线信号的自扰，天线独立安装，通过同轴电缆连接通信网关，天线之间间隔不少于100cm。

优选的，通信网关包括1块信息处理主板，信息处理主板采用ARM嵌入式架构和嵌入式Linux操作系统，与接口板通过CAN总线连接。

优选的，信息处理主板包括嵌入式数据库模块，存储设备通信协议。设备通信协议可以通过数据库维护工具批量导入，也可以通过协议分析模块学习后导入。

优选的，协议分析模块可通过自动扫描或者在人工辅助下对设备通信协议进行匹配、解析，解析成功的协议数据格式可作为标准格式导入数据库，便于今后同类设备的通信；人工辅助需要借助人机界面进行。

优选的，人机界面，提供了设备参数设置、设备运行状态、协议解析辅助等信息的人机接口。

优选的，信息处理主板包括协议编码模块，协议编码模块区分受控设备类型，统一编码协议数据格式；编码采取定长与不定长相结合方式，实现多种类型协议数据的统一描述和格式转换。

优选的，信息处理主板包括协议译码模块，协议译码模块接收用户统一编码的控制指令，通过数据库辅助，生成目标受控设备专用的控制指令，通过接口板与具体设备进行交互。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：增加了2.4GHz蓝牙、433/315MHz短距离射频无线电通信接口，扩充了协议通道，扩展了可控设备的类型和范围；设计了私有通信协议的分析模块，自动或半自动匹配、解析协议的格式信息，解决采用私有协议受控设备的协议交互问题；区分受控设备用途类型设计了统一的协议交互格式标准，屏蔽了不同厂家的通信协议标准和数据格式差异，显著降低了设备学习和使用成本。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体系统连接框图；

图2为本发明变长指令编码示例图。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，本发明提供一种指挥中心多协议集中控制智能通信网关技术方案：包括无线通信接口，兼容常规的RS232/RS422/RS485、继电器开关量、数字输入输出等有线接口、脉冲红外、2.4GHz蓝牙、433/315MHz射频无线电、WiFI 4类短距离无线通信接口。通信接口采用板卡式，提供多类型有、无线通信接口。每块接口板提供1种类型多个接口，均采用ARM嵌入式架构和嵌入式实时操作系统，提高协议处理并发性和实时性。

RS232/RS422/RS485接口共计8个；继电器开关量接口16个；数字输入输出接口16个；脉冲红外接口8个；2.4GHz蓝牙8个；433/315MHz射频无线电1个，采用共享无线信道的方式连接多个设备；WiFI无线接口1个，接入以太网实现互联。射频无线电采用多天线设计，以匹配不同频段无线射频信号的收发；采用全向天线，为避免无线信号的自扰，天线独立安装，通过同轴电缆连接通信网关，天线之间间隔不少于100cm。

通信网关包括1块信息处理主板，信息处理主板采用ARM嵌入式架构和嵌入式Linux操作系统，与接口板通过CAN总线连接。信息处理主板包括嵌入式数据库模块，存储设备通信协议。设备通信协议可以通过数据库维护工具批量导入，也可以通过协议分析模块学习后导入。

协议分析模块可通过自动扫描或者在人工辅助下对设备通信协议进行匹配、解析，解析成功的协议数据格式可作为标准格式导入数据库，便于今后同类设备的通信；人工辅助需要借助人机界面进行。人机界面，提供了设备参数设置、设备运行状态、协议解析辅助等信息的人机接口。

信息处理主板包括协议编码模块，协议编码模块区分受控设备类型，统一编码协议数据格式；编码采取定长与不定长相结合方式，实现多种类型协议数据的统一描述和格式转换。信息处理主板包括协议译码模块，协议译码模块接收用户统一编码的控制指令，通过数据库辅助，生成目标受控设备专用的控制指令，通过接口板与具体设备进行交互。

本实施例的一个具体应用为：通过RS232接口连接指挥中心的大屏、摄像机、矩阵；通过RS485接口连接UPS、精密空调、温湿度传感器等设备；通过IR接口连接电视、普通空调等设备；通过继电器连接灯光照明、自动升降桌；通过IO连接烟雾报警器；通过433射频无线电连接多个电动窗帘。

所有设备正确连接后，启动协议分析扫描，根据数据库已有协议的数据格式，逐个端口尝试建立通信。当收到设备反馈信息，或设备产生受控动作时，或数据库协议数据轮询完毕时，停止扫描。

扫描结束时若仍不能匹配正确的协议数据格式，则进入人工辅助模式下的协议分析。通过连接设备专用控制器获取指令数据，在人机界面引导下调整控制参数，比对分析参数差异，推测指令格式并验证。通过后，导入数据库。

所有设备按照显示、视频、音频、采集、电源分类，每类设备按照功能用途设计一套统一的数据编码格式。编码采用变长格式，便于参数扩充和功能拓展。比如，对于视频切换设备，采用23 2A 23XX 0D YY 0E，即可将XX输入通道切换到YY输出通道。

本发明所提供的产品型号只是为本技术方案依据产品的结构特征进行的使用，其产品会在购买后进行调整与改造，使之更加匹配和符合本发明所属技术方案，其为本技术方案一个最佳应用的技术方案，其产品的型号可以依据其需要的技术参数进行替换和改造，其为本领域所属技术人员所熟知的，因此，本领域所属技术人员可以清楚的通过本发明所提供的技术方案得到对应的使用效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种指挥中心多协议集中控制智能通信网关，其特征在于，包括无线通信接口，兼容常规的RS232/RS422/RS485、继电器开关量、数字输入输出等有线接口、脉冲红外、2.4GHz蓝牙、433/315MHz射频无线电、WiFI 4类短距离无线通信接口。

2.根据权利要求1所述的一种指挥中心多协议集中控制智能通信网关，其特征在于：所述的通信接口采用板卡式，提供多类型有、无线通信接口。每块接口板提供1种类型多个接口，均采用ARM嵌入式架构和嵌入式实时操作系统，提高协议处理并发性和实时性。

3.根据权利要求1所述的一种指挥中心多协议集中控制智能通信网关，其特征在于：所述RS232/RS422/RS485接口共计8个；继电器开关量接口16个；数字输入输出接口16个；脉冲红外接口8个；2.4GHz蓝牙8个；433/315MHz射频无线电1个，采用共享无线信道的方式连接多个设备；WiFI无线接口1个，接入以太网实现互联。

4.根据权利要求1所述的一种指挥中心多协议集中控制智能通信网关，其特征在于：所述射频无线电采用多天线设计，以匹配不同频段无线射频信号的收发；采用全向天线，为避免无线信号的自扰，天线独立安装，通过同轴电缆连接通信网关，天线之间间隔不少于100cm。

5.根据权利要求1所述的一种指挥中心多协议集中控制智能通信网关，其特征在于：所述通信网关包括1块信息处理主板，信息处理主板采用ARM嵌入式架构和嵌入式Linux操作系统，与接口板通过CAN总线连接。

6.根据权利要求1所述的一种指挥中心多协议集中控制智能通信网关，其特征在于：所述信息处理主板包括嵌入式数据库模块，存储设备通信协议。设备通信协议可以通过数据库维护工具批量导入，也可以通过协议分析模块学习后导入。

7.根据权利要求1所述的一种指挥中心多协议集中控制智能通信网关，其特征在于：所述协议分析模块可通过自动扫描或者在人工辅助下对设备通信协议进行匹配、解析，解析成功的协议数据格式可作为标准格式导入数据库，便于今后同类设备的通信；人工辅助需要借助人机界面进行。

8.根据权利要求1所述的一种指挥中心多协议集中控制智能通信网关，其特征在于：所述人机界面，提供了设备参数设置、设备运行状态、协议解析辅助等信息的人机接口。

9.根据权利要求1所述的一种指挥中心多协议集中控制智能通信网关，其特征在于：所述信息处理主板包括协议编码模块，协议编码模块区分受控设备类型，统一编码协议数据格式；编码采取定长与不定长相结合方式，实现多种类型协议数据的统一描述和格式转换。

10.根据权利要求1所述的一种指挥中心多协议集中控制智能通信网关，其特征在于：所述信息处理主板包括协议译码模块，协议译码模块接收用户统一编码的控制指令，通过数据库辅助，生成目标受控设备专用的控制指令，通过接口板与具体设备进行交互。

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