CN1588951A - 基于gprs的嵌入式无线多接口转换器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于通用分组无线业务GPRS的嵌入式无线多接口转换器：以太网模块，RS232/485串口模块，控制器局域网CAN总线模块分别以可插拔的功能模块化结构与主板模块相连。本发明具有采用功能模块化结构、透明的数据传输功能和基于服务器的重定向功能等技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及电子产品领域，尤其涉及一种基于通用分组无线业务(GPRS)的嵌入式无线多接口转换器传输数据的系统。
背景技术
现代社会中，有一些在恶劣的环境中工作的系统，它们需要向控制中心发送一些采集到的重要的数据，并收到控制中心发送的控制指令。由于工作环境恶劣，采集点多，无论采用光纤通信，还是卫星等，成本比较高。在数据量不是很多的情况下，采用GPRS网络进行数据传输是个很好的选择。
GPRS网目前已经覆盖我国大部分地区，但大多应用于民用的手机通信，现有的工业控制领域，也有用GPRS进行控制的应用，但它在应用之中有许多不足之处，如：
(1)接口单一：只是串口和串口之间进行通信。
(2)无法实现数据透明传输：需要基于传输的数据协议来设计系统。
(3)可靠性得不到保证。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于GPRS的嵌入式无线多接口转换器。
以太网模块，RS232/485串口模块，CAN总线模块分别以可插拔的功能模块化结构依次与主板模块向连接。
本发明具有以下技术效果：
(1)采用可插拔的功能模块化结构，可以和方便的和多种接口直接相连；
(2)采用透明的数据传输；
(3)基于服务器的重定向功能，保证系统永远在线，可靠性高。
附图说明
图1是一种基于GPRS的嵌入式无线多接口转换器工作原理示意图；
图2是本发明的基于GPRS的嵌入式无线多接口转换器结构示意图；
图3是两个本发明模块(分别称作数据中心和仪表端)进行通信的示意图；
图4是主板模块电路图；
图5是以太网模块电路图；
图6是CAN总线模块的电路图；
图7是RS232/485模块的电路图。
具体实施方式
下面根据附图详细说明本发明的具体实施例。
如图1所示，图中，基于GPRS的嵌入式无线多接口转换器分别和RS232/485终端模块、控制器局域网(CAN)总线网、以太网相连接。在使用过程中，在现场和控制中心各放置一个基于GPRS的嵌入式无线多接口转换器，现场的设备(仪表端)可以通过CAN总线、RS232/485接口或者以太网接口中的一种把数据经过基于GPRS的嵌入式无线多接口转换器发送到GPRS网络上。在控制中心(数据中心)，转换器接收到从GPRS网络传来的数据，然后再通过CAN总线接口、RS232/485接口或者以太网接口把数据传到目的地。不论接收到的数据的结构，数据包的类型如何，都被直接传送到目的地，即数据传输的透明性。
如图2所示，图中CAN总线模块、RS232/485模块和以太网模块分别与主板模块相连，它们共同构成了基于GPRS的嵌入式无线多接口转换器。
图4示出了主板模块的电路图，单片机U1通过异步串口TXD0、RXD0与GPRS芯片U5的TXD0、RXD0相连，和GPRS芯片进行通信；单片机U1的P1.1口通过三极管Q51和GPRS芯片的IGT进行连接，对GPRS芯片进行激活。单片机U1的P3口时分复用，经锁存器U3后和存储器U2地址端口相连，作为存贮器U2的低8位地址线，当直接和存贮器U2的地址端口相连时，作为存贮器U2的数据线；单片机U1的P2口作为存贮器U2的高8位地址线直接和存贮器U2直接相连。JP3和JP4是两个插座，他们和存贮器U2的地址线、数据线、单片机U1的P1.4，P1.5，P1.6，P1.7口以及异步串口UART1等相连。为以太网模块，CAN总线模块，RS232/485串口模块提供接口。
图5示出了RS232/485串口模块的电路图，232电平转换芯片U11的TXD1，RXD1通过接头JP7的TXD1，RXD1和主板模块相连，通过pcRXD，pcTXD和DB9接头JP9连接，提供232串口。485控制芯片U12的TXD1，RXD1通过接头JP7的TXD1，RXD1来和主板模块相连，通过pcRXD，pcTXD和DB9接头JP9连接，提供485串口。
图6示出了以太网模块的电路图，以太网控制器U8的8位地址线SA0…SA7，8位数据线SD0…SD7和插头JP5，JP6相连，地址线A15通过反门U10来对以太网控制器U8来进行译码，控制等，以太网控制器U8的TPOUT-，TPOUT+，TPIN-，TPIN+通过网络变压器U9和网线接头JP7相连来对外提供网络接口。
图7示出了CAN总线模块的电路图，CAN总线控制器U13的AD0…AD7和插头JP10相连来和主板模块通信，CAN总线控制器U13的RX0，RX1，TX0通过第一光电隔离器U16、第二光电隔离器U17后和CAN总线收发器U14相接，JP11上的A15通过反门U15对以太网控制器进行片选。
所述功能模块化结构，是指采用插接头的方式，图5所示的RS232/485模块的插头JP7，JP8的管脚1，2……26、图6所示的以太网模块中的插头JP5，JP6的管脚1，2……26、图7所示的CAN总线模块的插头JP10，JP11的管脚1，2……26分别与图4所示的主板模块的插座JP3，JP4的管脚1，2……26相连。
如图3所示，仪表端和数据中心通信的过程可以用这幅图来说明，当通信建立的时候，仪表端和数据中心端都先到一个公网上的服务器去登记一下自己的IP(这个IP是GPRS网内的IP)，这样通过公网上的服务器的回复(如图中的虚线所示)，仪表端和数据中心端彼此获得对方的IP，当这个过程完成以后，仪表端和数据中心彼此知道对方的IP，这样就可以进行通信了。数据中心知道仪表端的IP后向仪表端发送命令，仪表端收到指令后看看仪表是否有数据需要传输，如果有数据需要传输的话，则把需要传输的数据打成IP包，传送到GPRS网络上，在数据中心，系统从GPRS网上收到数据，解包后把数据通过RS233串口，或者网线，或者CAN传输到终端上进行监视。为了保证较高的可靠性，防止因为长时间没有数据传输，或者因为GPRS网络的其它不可预知的原因而掉线，仪表终端或者服务器每过一段时间向公网上的服务器发送握手信号来进行重定向，当尝试若干次仍不能握手成功，则系统重启，或在收到移动的拆线命令后重新拨号，这样可以保证系统真正意义的永远在线。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于GPRS的嵌入式无线多接口转换器，其特征在于，以太网模块、RS232/485串口模块、CAN总线模块分别以可插拔功能模块化结构的方式与主板模块连接，具有透明的数据传输功能和基于服务器的重定向功能。
2.根据权利要求1所述的基于GPRS的嵌入式无线多接口转换器，其特征在于，所述主板模块中，单片机U1通过异步串口TXD0、RXD0与GPRS芯片U5的TXD0、RXD0相连，和GPRS芯片进行通信；单片机U1的P1.1口通过三极管Q5_1和GPRS芯片的IGT进行连接，对GPRS芯片进行激活。单片机U1的P3口时分复用，经锁存器U3后和存储器U2地址端口相连，作为存贮器U2的低8位地址线，当直接和存贮器U2的地址端口相连时，作为存贮器U2的数据线；单片机U1的P2口作为存贮器U2的高8位地址线直接和存贮器U2直接相连。JP3和JP4是两个插座，他们和存贮器U2的地址线、数据线、单片机U1的P1.4，P1.5，P1.6，P1.7口以及异步串口UART1等相连。为以太网模块，CAN总线模块，RS232/485串口模块提供接口。
3.根据权利要求1所述的基于GPRS的嵌入式无线多接口转换器，其特征在于，所述以太网模块中，以太网控制器U8的8位地址线SA0…SA7，8位数据线SD0…SD7和插头JP5，JP6相连，地址线A15通过反门U10来对以太网控制器U8来进行译码，控制等，以太网控制器U8的TPOUT-，TPOUT+，TPIN-，TPIN+通过网络变压器U9和网线接头JP7相连来对外提供网络接口。
4.根据权利要求1所述的基于GPRS的嵌入式无线多接口转换器，其特征在于，所述CAN总线模块中，CAN总线控制器U13的AD0…AD7和插头JP10相连和主板模块通信，CAN总线控制器U13的RX0，RX1，TX0通过第一光电隔离器U16、第二光电隔离器U17后和CAN总线收发器U14相接，JP11上的A15通过反门U15对以太网控制器进行片选。
5.根据权利要求1所述的基于GPRS的嵌入式无线多接口转换器，其特征在于，所述RS232/485串口模块中，232电平转换芯片U11的TXD1，RXD1通过接头JP7的TXD1，RXD1和主板模块相连，通过pcRXD，pcTXD和DB9接头JP9连接，提供232串口。485控制芯片U12的TXD1，RXD1通过接头JP7的TXD1，RXD1和主板模块相连，通过pcRXD，pcTXD和DB9接头JP9连接，提供485串口。
6.根据权利要求1所述的基于GPRS的嵌入式无线多接口转换器，其特征在于，所述以太网模块、RS232/485串口模块、CAN总线模块分别以可插拔功能模块化结构的方式与主板模块连接是指以太网模块中的插头JP5，JP6的管脚1，2……26、CAN总线模块的插头JP10，JP11的管脚1，2……26、RS232/485模块的插头JP7，JP8的管脚1，2……26分别与主板模块的插座JP3，JP4的管脚1，2……26相连。
7.根据权利要求1所述的基于GPRS的嵌入式无线多接口转换器，其特征在于，
其工作方式为：
1)传输透明数据；
2)基于服务器重定向。
8.根据权利要求7所述的基于GPRS的嵌入式无线多接口转换器，其特征在于，
所述的传输透明数据是指：
1)本地接口模块为以太网模块或CAN总线模块时，主板模块的单片机收到GPRS芯片送来的完整的一帧数据，则处理这一帧数据的报头，发送给本地接口模块；主板模块的单片机收到本地接口模块传送来的完整的一帧数据，则处理这一帧数据的报头，发送给GPRS芯片。
2)本地接口模块为RS232/485模块时，主板模块的单片机每收到GPRS芯片送来的完整的一帧数据，则丢弃这一帧数据的报头，将内容发送给RS232/485模块；主板模块的单片机接收RS232/485模块传送来的数据，接收数据达到设定的接收数据大小上限或缓冲区内有数据且在系统设定的时间范围内本地接口模块不再向单片机发送数据时，将这一段数据加上报头，发送给GPRS芯片。
9.根据权利要求7所述的基于GPRS的嵌入式无线多接口转换器，其特征在于，所述基于服务器重定向，是指两个基于GPRS的嵌入式无线多接口转换器终端通过一个公网上的服务器来获得对方在GPRS网内的IP，并且每隔一段时间向公网上的服务器发送自己的IP来保持双方的可靠连接。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102857583A (zh) * | 2012-03-21 | 2013-01-02 | 上虞市舜创电子科技有限公司 | 一种基于宽带载波通信的接口转换模块 |
| CN105023411A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-11-04 | 湖北理工学院 | 一种基于无线远传技术的燃气表远程监控系统 |
| CN105450632A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-03-30 | 中国石油天然气集团公司 | 一种自适应保密通信接口方法 |
| CN106290764A (zh) * | 2016-08-12 | 2017-01-04 | 厦门海控自动化系统工程有限公司 | 一种水质监测器的电路板 |
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