CN115801915A - 一种数字化传感器与主机之间数据通信协议自动适配接口 - Google Patents

一种数字化传感器与主机之间数据通信协议自动适配接口 Download PDF

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Abstract

本发明涉及智能传感器通信接口技术领域，尤其涉及一种数字化传感器与主机之间数据通信协议自动适配接口，自动适配接口包括传感器接口端子，传感器接口端子包括8个引脚，引脚定义如下：PIN1：数据发送信号正，PIN2：数据发送信号负，PIN3：数据接收信号正，PIN4：传感器电源输入正，PIN5：传感器电源输入负，PIN6：数据接收信号负，PIN7：传感器类别输出1，PIN8：传感器类别输出2。本发明具备连接自动启动识别传感器类型，依据不同传感器数据类型自动适配通信协议，实现了传感器的即插即用。

Description

一种数字化传感器与主机之间数据通信协议自动适配接口
技术领域
本发明涉及智能传感器通信接口技术领域，尤其涉及一种数字化传感器与主机之间数据通信协议自动适配接口。
背景技术
传统的工业用传感器的接口五花八门，从信号分类上有模拟信号线，4～20mA，HART，I2C，RS232，RS485，RS422，CAN网，工业以太网接口等，从接线端子分类上有：凤凰端子，防水接头，航插以及RJ45等等，从通信协议分类上有：Modbus，IEC60870-5-103，DNP（Distributed Network Protocol）等，而且不同传感器的数据信息表都有差异。导致现场接线和信号接入对点工作复杂，需要的工具也复杂多样，效率难以保障。
现有技术存在的问题和缺点：
数字化传感器对外接口通常有电源线和通信线，接线端子有凤凰端子，防水接头，航插以及RJ45等，接线复杂，容易出错，导致损坏传感器或是通信口；
数字化传感器对外通信协议种类较多，传感器不同信息表也不同，导致传感器通信调试复杂，对通信调试人员要求较高，现场对点工作量较大；
数字化传感器与主机之间的通信接口连接状态缺少硬件自动判别，需要在软件应用层通过心跳报文识别通断状态，响应速度较慢。
发明内容
本发明提供了一种数字化传感器与主机之间数据通信协议自动适配接口，该接口具备连接自动启动识别传感器类型，依据不同传感器数据类型自动适配通信协议，实现了传感器的即插即用。
为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：一种数字化传感器与主机之间数据通信协议自动适配接口，自动适配接口包括传感器接口端子，传感器接口端子包括8个引脚，引脚定义如下：
PIN1：数据发送信号正，PIN2：数据发送信号负，PIN3：数据接收信号正，PIN4：传感器电源输入正，PIN5：传感器电源输入负，PIN6：数据接收信号负，PIN7：传感器类别输出1，PIN8：传感器类别输出2；
数字化传感器上电后通过PIN7引脚和PIN8引脚输出传感器类别，并上送传感器类型识别报文，主机侧检测到PIN7引脚和PIN8引脚有电平信号，主机侧进入识别模式，主机侧在识别模式时，按照传感器类型识别报文配置更新通信口通信参数，接收传感器类型、通信协议类别和信息表，主机侧回复传感器确认报文至数字化传感器，数字化传感器收到传感器确认报文后，更新通信参数（通信波特率，通信协议类型以及遥测遥信数据数量等），进入正常通信状态。
作为本发明的优化方案，数字化传感器以缺省波特率上送传感器类型识别报文。
作为本发明的优化方案，传感器类别包括：
00：未连接，用于判别硬件连接是否正常；
01：类型1，表示RS485半双工串口通信,缺省波特率9600；
10：类型2：RS422全双工串口通信，缺省波特率9600；
11：类型3：百兆以太网通信，缺省波特率100Mbps。
作为本发明的优化方案，传感器类型识别报文包括报文头、设备ID、设备类型、通信接口类型、通信协议类型、通信波特率、遥信信号数量、遥测信号数量、遥控信号数量、遥调信号数量、遥视信号数量、CRC校验码和报文尾。
作为本发明的优化方案，设备类型包括温度传感器、压力传感器、流速传感器、电磁传感器、气体传感器、振动传感器、距离传感器、光强传感器、重量传感器和视频传感器；通信接口类型包括串口RS485、串口RS422、以太网和CAN网；通信波特率包括9600kbps、19200kbps、115200kbps、125kbps、250kbps、500kbps、10Mbps和100Mbps。
作为本发明的优化方案，遥信信号数量为开关量输入信号个数，遥测信号数量为模拟量输入信号个数，遥控信号数量为开关量输出信号个数，遥调信号数量为模拟量输出信号个数，遥视信号数量为波形或视频采集输入信号个数。
作为本发明的优化方案，传感器接口端子为RJ45接口。
本发明具有积极的效果：1）本发明的数字化传感器设计可以是统一的RJ45硬件接口，支持RS485、RS422或以太网通信，支持5V直流供电给传感器，现场接线布线可以采用RJ45压线工具，降低了硬件成本和接线错误率；
2）本发明在数字化传感器上电后自动启动传感器类型识别，方便主机软件读取传感器类型和信息表，从而自动适配通信协议，完成数据通信；
3）本发明支持传感器通信线连接状态硬件自动判别，从而保障通信状态快速判别和响应。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明传感器接口端子和主机侧接口端子的连接示意图；
图2为本发明数字化传感器上电识别流程示意图；
图3为本发明主机识别数字化传感器流程示意图。
实施方式
如图1所示，本发明公开了一种数字化传感器与主机之间数据通信协议自动适配接口，自动适配接口包括传感器接口端子。
1）传感器接口端子包括8个引脚，引脚定义如下：
PIN1：数据发送信号正，PIN2：数据发送信号负，PIN3：数据接收信号正，PIN4：传感器电源输入正，PIN5：传感器电源输入负，PIN6：数据接收信号负，PIN7：传感器类别输出1，PIN8：传感器类别输出2。
2）供电原理：接口端子中的PIN4和PIN5引脚是数字化传感器（简称传感器）电源输入，主机侧的接口端子输出5V直流电源，传感器则接受该5V电源供电工作，按照568B标准线径供电5瓦距离最远100米，可以满足大部分传感器功耗和接线距离要求；
3）上电传感器类型识别硬件：接口端子中的PIN7和PIN8引脚是传感器类别输出信号，传感器上电后会在这两个端口输出类别信号，包括数字化传感器最常用的三种通信类型，其中类型定义如表1所示：
表1数字化传感器类型定义表
Figure SMS_1
上电传感器类型识别流程：如图2所示，
（1）传感器上电：由于传感器通过通信接口供电，通信线正常连接后即上电；
（2）传感器上电后进入识别模式，按照识别模式缺省波特率和标准报文上传传感器类型，通信协议类别和信息表；上传五次，每次间隔2秒；等待主机侧返回确认信号；
（3）如图3所示，主机侧在通信线正常连接后会检测到PIN7或PIN8引脚有高电平信号，从而进入识别模式，按照类型码配置识别模式通信口和波特率(识别模式下按照缺省波特率收发信号)，接收传感器上传的传感器类型，通信协议类别和信息表，最长等待10秒，如未收到上传报文则停止识别，通信口定义失败，传感器显示为未定义设备；
（4）如果主机收到上传报文且校验正确，则回复传感器确认报文，之后按照传感器类型上送报文内容对通信口和数据进行配置更新，进入正常通信状态；传感器在接收到确认报文后，也对自身通信口进行配置更新，进入正常通信状态；
传感器类型识别上送报文格式：
表2传感器类型识别报文
Figure SMS_2
Figure SMS_3
根据该上送识别报文内容，传感器可以更新通信口配置，按照实际传感器的通信协议和信息表进行数据交互。
实施例
此接口可以用于开关柜局放传感器，局放传感器由于上送数据类型的不同可以分为RS485和以太网两种通信方式，对于仅需要上传局放幅值的传感器可以采用RS485，这样成本更低，对于需要上传波形的应用，传感器可以采用以太网通信接口，这样可以保障波形上传速度。
这两种传感器的通信接口和主机装置可以按照本发明接口统一设计，主机可以自动识别不同类型的局放传感器，不需要更换接口和主机软件，从而自适应不同传感器通信类型进行数据交换。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种数字化传感器与主机之间数据通信协议自动适配接口，其特征在于：自动适配接口包括传感器接口端子，传感器接口端子包括8个引脚，引脚定义如下：
PIN1：数据发送信号正，PIN2：数据发送信号负，PIN3：数据接收信号正，PIN4：传感器电源输入正，PIN5：传感器电源输入负，PIN6：数据接收信号负，PIN7：传感器类别输出1，PIN8：传感器类别输出2；
数字化传感器上电后通过PIN7引脚和PIN8引脚输出传感器类别，并上送传感器类型识别报文，主机侧检测到PIN7引脚和PIN8引脚有电平信号，主机侧进入识别模式，主机侧在识别模式时，按照传感器类型识别报文配置更新通信口通信参数，接收传感器类型、通信协议类别和信息表，主机侧回复传感器确认报文至数字化传感器，数字化传感器收到传感器确认报文后，更新通信参数，进入正常通信状态。
2.根据权利要求1所述的一种数字化传感器与主机之间数据通信协议自动适配接口，其特征在于：数字化传感器以缺省波特率上送传感器类型识别报文。
3.根据权利要求1所述的一种数字化传感器与主机之间数据通信协议自动适配接口，其特征在于：传感器类别包括：
00：未连接，用于判别硬件连接是否正常；
01：类型1，表示RS485半双工串口通信,缺省波特率9600；
10：类型2：RS422全双工串口通信，缺省波特率9600；
11：类型3：百兆以太网通信，缺省波特率100Mbps。
4.根据权利要求1所述的一种数字化传感器与主机之间数据通信协议自动适配接口，其特征在于：传感器类型识别报文包括报文头、设备ID、设备类型、通信接口类型、通信协议类型、通信波特率、遥信信号数量、遥测信号数量、遥控信号数量、遥调信号数量、遥视信号数量、CRC校验码和报文尾。
5.根据权利要求1所述的一种数字化传感器与主机之间数据通信协议自动适配接口，其特征在于：设备类型包括温度传感器、压力传感器、流速传感器、电磁传感器、气体传感器、振动传感器、距离传感器、光强传感器、重量传感器和视频传感器；通信接口类型包括串口RS485、串口RS422、以太网和CAN网；通信波特率包括9600kbps、19200kbps、115200kbps、125kbps、250kbps、500kbps、10Mbps和100Mbps。
6.根据权利要求1所述的一种数字化传感器与主机之间数据通信协议自动适配接口，其特征在于：遥信信号数量为开关量输入信号个数，遥测信号数量为模拟量输入信号个数，遥控信号数量为开关量输出信号个数，遥调信号数量为模拟量输出信号个数，遥视信号数量为波形或视频采集输入信号个数。
7.根据权利要求1所述的一种数字化传感器与主机之间数据通信协议自动适配接口，其特征在于：传感器接口端子为RJ45接口。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116742432A (zh) * 2023-08-15 2023-09-12 西安普用电子科技有限公司 基于负反馈实现电缆组件的接口通用性适配方法及系统

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110077473A1 (en) * 2009-09-29 2011-03-31 Nellcor Puritan Bennett Llc Patient sensor intercommunication circuitry for a medical monitor
CN102045345A (zh) * 2010-11-23 2011-05-04 广州数控设备有限公司 位置传感器接口支持多种传感器通信协议的实现方法
CN203054557U (zh) * 2012-12-28 2013-07-10 广州数控设备有限公司 支持多种传感器通信协议的位置传感器接口伺服控制装置
CN105656600A (zh) * 2015-12-29 2016-06-08 湖南先步信息股份有限公司 一种从站自适应两种通信协议的通信方法
CN107908575A (zh) * 2017-12-05 2018-04-13 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 变电站带电实时运检装置兼容性接口适配设备及方法
CN112311773A (zh) * 2020-10-15 2021-02-02 上海交通大学 用于智能汽车传感器接口系统的实现方法
CN112788015A (zh) * 2020-12-31 2021-05-11 天津大学 一种基于工业网关的工控协议识别与解析方法
CN217388740U (zh) * 2022-06-07 2022-09-06 杭州涂鸦信息技术有限公司 一种传感器数据传输装置、传感器系统及智能家居系统
WO2022264587A1 (ja) * 2021-06-14 2022-12-22 オムロン株式会社 計測装置、及び計測装置におけるセンサ出力の伝送方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110077473A1 (en) * 2009-09-29 2011-03-31 Nellcor Puritan Bennett Llc Patient sensor intercommunication circuitry for a medical monitor
CN102045345A (zh) * 2010-11-23 2011-05-04 广州数控设备有限公司 位置传感器接口支持多种传感器通信协议的实现方法
CN203054557U (zh) * 2012-12-28 2013-07-10 广州数控设备有限公司 支持多种传感器通信协议的位置传感器接口伺服控制装置
CN105656600A (zh) * 2015-12-29 2016-06-08 湖南先步信息股份有限公司 一种从站自适应两种通信协议的通信方法
CN107908575A (zh) * 2017-12-05 2018-04-13 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 变电站带电实时运检装置兼容性接口适配设备及方法
CN112311773A (zh) * 2020-10-15 2021-02-02 上海交通大学 用于智能汽车传感器接口系统的实现方法
CN112788015A (zh) * 2020-12-31 2021-05-11 天津大学 一种基于工业网关的工控协议识别与解析方法
WO2022264587A1 (ja) * 2021-06-14 2022-12-22 オムロン株式会社 計測装置、及び計測装置におけるセンサ出力の伝送方法
CN217388740U (zh) * 2022-06-07 2022-09-06 杭州涂鸦信息技术有限公司 一种传感器数据传输装置、传感器系统及智能家居系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116742432A (zh) * 2023-08-15 2023-09-12 西安普用电子科技有限公司 基于负反馈实现电缆组件的接口通用性适配方法及系统
CN116742432B (zh) * 2023-08-15 2023-10-24 西安普用电子科技有限公司 基于负反馈实现电缆组件的接口通用性适配方法及系统

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