CN1275427C - 远程监控数据的传输方法及其实施装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种远程监控数据的传输方法及其实施装置。为在尽量利用传输通道带宽的基础上，解决软件修改造成监控系统不稳定的问题，本发明采用的技术方案是：异步串口接口(1)将数据输出到串/并转换单元(2)完成串并转换，然后放入锁存单元(9)中，锁存单元(9)将数据输出到并/串转换单元(3)进行并串转换，然后输出到同步串口复用单元(5)与同步串口接口(4)输出到同步串口复用单元(5)的数据进行复用，共同占用一个时隙，输出到时隙交换单元(6)，由时隙交换单元(6)将该时隙交换到指定的时隙，和从E1接口(7)的PCM码流合并，通过主E1接口(8)输出。本发明提供的远程监控数据的传输方法及其实施装置，主要适用于远程监控数据完全由硬件完成传输的场合。
Description
技术领域
本发明涉及一种远程监控数据的传输方法及其实施装置，尤其涉及电信行业远程监控系统中的数据传输方法及其实施装置。
背景技术
在电信行业中，用于远程监控系统的PCM资源十分有限，常常利用一个64K时隙同时传输压缩的图像和语音等多媒体数据及智能设备的采集数据。现有方法通常将多媒体数据及采集数据打包在一起，按照一定的协议传送，在数据处理中心再按照该协议对数据解包，如果使用不同的协议，则需要更改软件。申请号：99124690.X，公开号：CN1302136A的发明专利申请2001年7月4日公开了同时传输采集数据、低速图象和语音的方法和设备，其采用的技术方案是，利用同步串口采集图像及语音数据，连接到时隙复用芯片；通过异步串口采集智能设备的采集数据，利用CPU软件进行复杂的协议处理，处理后的数据连接到时隙复用芯片；时隙复用芯片完成时隙交换，经E1接口接入到电信传输网中。
虽然该专利申请提供的方案使多媒体数据和采集数据分开传输，有一定的灵活性，但该方案仍然回避了传输智能设备数据时仍然对软件有很强依赖性的问题，对于种类繁多的智能设备，存在多种智能协议，如果利用CPU软件来采集，则必然要编写各种版本的程序和各种智能协议相对应，这样会带来庞大的软件工作量，同时过于频繁的修改软件使软件缺陷增加，导致整个监控系统可靠性降低。
发明内容
为克服现有技术中的不足，在尽量利用传输通道带宽的基础上，降低软件复杂度，解决远程监控系统传输软件修改过于频繁，造成监控系统不稳定的问题，本发明采用的技术方案是：
远程监控数据的传输方法包括下列步骤：
由CPU单元完成主E1接口、从E1接口、时隙交换单元的初始化；
由同步串口接口接收多媒体数据，由异步串口接口接收智能设备数据；
此外，还包括下列步骤：
异步串口接口将数据输出到串/并转换单元完成串并转换，然后放入锁存单元中，锁存单元将数据输出到并/串转换单元进行并串转换，然后输出到同步串口复用单元，与同步串口接口输出到同步串口复用单元的数据进行复用，共同占用一个时隙，输出到时隙交换单元，由时隙交换单元将该时隙交换到指定的时隙，和从E1接口的PCM码流合并，通过主E1接口输出；
时序控制单元分别对串/并转换单元、锁存单元、并/串转换单元、同步串口接口进行时序控制。
远程监控数据的传输装置，包括分别与从E1接口、主E1接口、时隙交换单元相连的CPU单元，其中时隙交换单元分别与从E1接口、主E1接口相连，此外还包括连接多媒体数据输入的同步串口接口，连接智能设备数据输入的异步串口接口，异步串口接口经串/并转换单元、锁存单元、并/串转换单元连接同步串口复用单元，同步串口接口连接同步串口复用单元，同步串口复用单元连接时隙交换单元，时序控制单元分别连接串/并转换单元、锁存单元、并/串转换单元、同步串口接口。
所述的串/并转换单元，并/串转换单元，同步串口复用单元，锁存单元，时序控制单元可以集成在可编程逻辑器件中。
所述的可编程逻辑器件的型号为EPM7128AETC。
所述时序控制单元所用的时钟信号来自主E1接口提供的2M时钟信号及8K同步信号，时序控制单元，形成同步串口接口所需要的时钟及使能信号；形成异步串口接口的16K采样脉冲信号；形成锁存单元的8K时钟；形成并/串转换单元的2M时钟及使能信号。
所述同步串口复用单元由与门构成。
所述的同步串口复用单元将来自并/串转换单元和同步串口接口的数据进行复用，使其共同占用一个64K时隙。
所述时隙交换单元将串口复用单元输出的时隙交换到指定的时隙，和从E1接口的PCM码流合并，通过主E1接口输出。
所述同步串口接口，使用时钟为2M，占用带宽为48K。
所述异步串口接口接收波特率不大于8K的智能设备数据。
本发明提供的远程监控数据的传输方法及其实施装置，使远程监控数据完全由硬件完成传输，即使更改智能设备种类，也不需要对监控传输的软件进行改动，因而与现有技术相比，不需要由于同步/异步串口所接设备的软件协议变化而过多的改动传输软件，简化了软件的编写量，达到在最大利用传输资源的前提下，降低监控工程的开通维护复杂度，节省远程监控的维护费用，提高远程监控系统的稳定性及组网的灵活性的目的。尤其对于地点偏远，条件艰苦的监控点，使用本发明后，由于监控传输调试人员不用到现场，使用本发明取得的效果就更为显著。
附图说明
图1是远程监控数据的传输方法工作示意图。
图2是按照本发明方法实现的异步串口转换的时序图。
图3是按照本发明方法实现的串口数据复用时序图。
图4是远程监控数据的传输装置结构示意图。
图5是按照本应用本发明的实施例示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。
如图1所示，由CPU单元完成主E1接口8、从E1接口7、时隙交换单元6的初始化。
异步串口单元1和智能设备进行异步串口通讯，串/并转换单元2采集异步串口单元1上的数据，完成串并转换，并行数据被缓存在锁存单元9中，在时序控制单元10发出的使能信号及时钟的控制下，并/串转换单元3完成锁存单元9输出数据的并/串转换。
在时序控制单元10发出的使能信号及时钟的控制下，同步串口单元4进行多媒体数据通讯，同步串口单元4以DCE方式工作，即同步串口单元4自己不产生时钟及同步信号，这些信号均由外部电路提供。同步串口复用单元5使用与门完成并/串转换单元3和同步串口单元4数据的复用，经过复用后形成一个64K时隙。根据采样定理，用于对异步串口数据采样fs的时钟频率必须大于异步串口波特率fa的2倍。
即fa＜fs/2，所用的带宽为一个64K时隙，即fs+fsync＝64k
设定同步串口占用的带宽为48K，
则异步串口占用带宽为64K-48K＝16K。
所以异步串口波特率fa＜16k/2＝8K。
该64K时隙数据由时隙交换单元6完成时隙分插功能，将该时隙交换到指定的时隙，和从E1接口7的PCM码流合并，由主E1接口单元8接入到传输网中。时序控制单元10接收主E1接口单元8提供的2M时钟及8K同步信号，经过逻辑及时序控制，形成各种控制信号，对于具体的时序关系可以参考图2及图3。
图2和图3说明了本发明所涉及的控制信号及时钟信号的逻辑关系，图2描述了在E1接口一帧时间里，即1/8K(125us)秒的时间里，异步串口数据的转换时序，a为主E1接口8的2M主时钟；b为异步串口的数据；c为16K采样时钟；d为主E1接口8的8K同步信号；e为异步串口数据并/串转换使能信号；f为异步串口数据并/串后的数据波形。
如图2所示：波特率为4.8Kbps的异步串口的数据b，在16K采样时钟c的上升沿时刻、被宽度是2位的串/并转换单元2依次定时采样，使用8K同步信号d的下降沿作为锁存单元9的锁存信号，将最新的异步串口的数据放在锁存单元9中，当异步串口数据并/串转换使能信号e为高电平时，在主E1接口8的2M主时钟a上跳沿时刻，并/串转换单元3依次将数据送出，形成异步串口数据并/串后的数据波形f。
根据采样定理，16K＞＞4.6K，不会造成信号丢失；在1/8K(125us)时间里，只能进行两次采样，所以采用2位的串/并转换单元2。
图3描述了按照本发明方法实现的串口数据复用时序关系，包含8K同步信号g；2M时钟信号h；时隙使能信号i；同步串口使能信号j；异步串口数据并/串转换使能信号k；同步串口数据1；及PCM码流m。
8K同步信号g表示一个E1帧的开始，时隙使能信号i宽度为64K，刚好占用第0时隙，同步串口使能信号j宽度为48K，异步串口异步串口数据并/串转换使能信号k宽度为16K，刚好占用完第0时隙，使用一个简单的‘与门’就可以完成同步串口数据1及图2中异步串口数据并/串后的数据波形f的复用。形成PCM码流m再使用图1中的时隙交换单元6将该时隙插入到任意的第1-31时隙中。
图4是远程监控数据的传输装置结构示意图。
在图中，异步串口接口1’采用RS232/422方式和智能设备进行异步串口通讯，使用光耦完成光电隔离；使用并口宽度为2位的串/并转换单元2’采集该数据，完成串并转换；并行数据被缓存在锁存单元9’中，锁存单元9’数据宽度为2位，在时序控制单元10’发出的使能信号及时钟的控制下，宽度为2位的并/串转换单元3’完成并/串转换。
在时序控制单元10’发出的使能信号及时钟的控制下，同步串口接口芯片4’和多媒体设备通讯，使用光耦完成光电隔离。
同步串口单元4’进行多媒体数据通讯；同步串口复用单元5’使用与门完成并/串转换单元3’和同步串口单元4’数据的复用，经过复用后形成一个64K时隙数据由时隙交换单元6’完成时隙分插功能，时隙交换单元6’由为型号为MT8985的芯片构成，MT8985可以提供256个时隙的全交换，时隙交换单元6’将该时隙插入到任意的第1-31时隙中，同时也将构成从E1接口7’的芯片DS21354的数据插入到其它时隙中，由构成主E1接口8’的芯片DS21354将所有时隙中的数据接入到传输网中。芯片DS21354提供码形变换，提供E1成帧器，提供时钟提取功能。
时序控制单元10’接收主E1接口芯片DS21354提供的2M时钟及8K同步信号，经过逻辑及时序控制，形成各种控制信号，对于具体的时序关系可以参考图2及图3。
在图4中，采用EPM7128AETC的可编程逻辑器件11’将串/并转换单元2’，并/串转换单元3’，同步串口复用单元5’，锁存单元9’，时序控制单元10’集成在一起，EPM7128AETC可提供128个宏单元，这样可以减少逻辑芯片，如74系列芯片的数目，增加修改的灵活性。
图5是按照本发明实现的一个实施例示意图，在于描述本发明实际应用中的组网方式，多媒体设备通过V.24接口和图4所示的远程监控数据的传输装置连接，智能设备通过RS232/422和远程监控数据的传输装置连接，远程监控数据的传输装置通过主E1接入到SDH/PDH传输网中，远程监控数据的传输装置分别通过V2.4和RS232/422和多媒体处理中心和智能设备处理中心相连。
因为多媒体设备和智能设备数据被独立，透明的传输，没有进行传输协议的翻译，所以对于传输模块来讲，无论使用什么样的多媒体传输协议及智能数据通讯协议，不需要对软件进行更改，节约了人力成本，增加了监控系统的稳定性。
Claims (8)
1.一种远程监控数据的传输方法，其特征是，包括下列步骤：
由CPU单元(12)完成主E1接口单元(8)、从E1接口(7)、时隙交换单元(6)的初始化；
由同步串口接口(4)接收多媒体数据输入，由异步串口接口(1)接收智能设备数据输入；
异步串口接口(1)将数据输出到串/并转换单元(2)完成串并转换，然后放入锁存单元(9)中，锁存单元(9)将数据输出到并/串转换单元(3)进行并串转换，并/串转换单元(3)将转换的数据输出到同步串口复用单元(5)与同步串口接口(4)输出到同步串口复用单元(5)的数据进行复用，共同占用一个时隙，同步串口复用单元(5)将复用数据输出到时隙交换单元(6)，由时隙交换单元(6)将该时隙交换到指定的时隙，和从E1接口(7)的PCM码流合并，通过主E1接口(8)输出；
时序控制单元(10)分别对串/并转换单元(2)、锁存单元(9)、并/串转换单元(3)、同步串口接口(4)进行时序控制。
2.一种远程监控数据的传输方法的实施装置，包括分别与从E1接口(7)、主E1接口(8)、时隙交换单元(6)相连的CPU单元(12)，其中时隙交换单元(6)分别与从E1接口(7)、主E1接口(8)相连，此外还包括连接多媒体数据输入的同步串口接口(4)，连接智能设备数据输入的异步串口接口(1)，其特征是，异步串口接口(1)经串/并转换单元(2)、锁存单元(9)、并/串转换单元(3)连接同步串口复用单元(5)，同步串口接口(4)连接同步串口复用单元(5)，同步串口复用单元(5)连接时隙交换单元(6)，时序控制单元(10)分别连接串/并转换单元(2)、锁存单元(9)、并/串转换单元(3)、同步串口接口(4)；
所述的同步串口复用单元(5)将来自并/串转换单元(3)和同步串口接口(4)的数据进行复用，使其共同占用一个64K时隙；
所述时隙交换单元(6)将同步串口复用单元(5)输出的时隙交换到指定的时隙，和从E1接口(7)的PCM码流合并，通过主E1接口(8)输出。
3.根据权利要求2所述的一种远程监控数据的传输方法的实施装置，其特征是，所述的串/并转换单元(2)，并/串转换单元(3)，同步串口复用单元(5)，锁存单元(9)，时序控制单元(10)集成在可编程逻辑器件(11)中。
4.根据权利要求3所述的一种远程监控数据的传输方法的实施装置，其特征是，所述的可编程逻辑器件(11)的型号为EPM7128AETC。
5.根据权利要求2所述的一种远程监控数据的传输方法的实施装置，其特征是，所述时序控制单元(10)所用的时钟信号来自主E1接口(8)提供的2M时钟信号及8K同步信号，时序控制单元(10)，形成同步串口接口(4)所需要的时钟及使能信号；形成异步串口接口(1)的16K采样脉冲信号；形成锁存单元(9)的8K时钟；形成并/串转换单元(3)的2M时钟及使能信号。
6.根据权利要求2所述的一种远程监控数据的传输方法的实施装置，其特征是，所述同步串口复用单元(5)由与门构成。
7.根据权利要求2所述的一种远程监控数据的传输方法的实施装置，其特征是，所述同步串口接口(4)，使用时钟为2M，占用带宽为48K。
8.根据权利要求2所述的一种远程监控数据的传输方法的实施装置，其特征是，所述异步串口接口(1)接收波特率不大于8K的智能设备数据。
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