CN204925738U - 适用于多种通讯接口的智能通讯控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于多种通讯接口的智能通讯控制器，控制器包括主控制板、底板、通讯转换板、面板以及电源板，底板上有多片LPC1754芯片，每片LPC1754芯片拥有4路独立串口，其中2路串口通过通讯转换板与加油设备连接进行数据交互，另2路通过RS232电平转换后与油站管理控制系统相连，各LPC1754芯片都连接在底板的CAN总线上；主控制板通过LAN网络接口、RS232接口与外部设备连接，主控制板与底板之间通过CAN总线连接。本实用新型通讯转换板可以兼容市场常见加油设备通信接口(电流环和485)，可方便、简单地增加第三方加油设备或者后台软件，通过网络可对接入的加油设备进行远程监控和管理。

Description

适用于多种通讯接口的智能通讯控制器

技术领域

本实用新型涉及加油机的研究领域，特别涉及一种适用于多种通讯接口的智能通讯控制器。

背景技术

现有加加油设备越来越多，且设备提供厂家众多，各设备的通信交互又没有统一的标准，因此，需要一款智能化的通讯控制器，来满足日益增长的油站需求。现有技术中是将电流环或者485等信号直接转换成232信号来实现加油机与油站管理控制系统连接，但是存在下述缺点：

1、兼容性不好，由于加油机通讯接口不统一，不同的油机需要不同的控制器；

2、功能单一，第三方设备无法接入；

3、传输距离短，无法实现加油设备和数据的远程管理。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种适用于多种通讯接口的智能通讯控制器。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种适用于多种通讯接口的智能通讯控制器，包括主控制板、底板、通讯转换板、面板以及电源板，底板上包括多片从处理器LPC1754芯片，每片LPC1754芯片拥有4路独立串口，其中2路串口通过通讯转换板与加油设备连接进行数据交互，另2路通过RS232电平转换后与油站管理控制系统相连，多片LPC1754芯片都连接在底板的CAN总线上；主控制板通过LAN网络接口、RS232接口与外部设备连接，主控制板与底板之间通过CAN总线连接。

优选的，所述主控制板包括CAN数据处理装置、数据存储装置、系统配置装置、异常警告处理装置、网络监测装置以及中控后台数据处理装置。

优选的，所述底板上设有8片LPC1754芯片。

优选的，所述主控制板采用LPC1766微处理器，所述LPC1766微处理器包括512KB的FLASH存储器、64KB数据存储器、以太网MAC、8通道的通用DMA控制器、2条CAN通道、4条UART串口通道以及70个的通用I/O管脚。

优选的，所述通讯转换板包括RS232/RS485电平转换芯片。

优选的，所述外部设备为加油站前庭设备集中管理控制系统(以下简称中控后台)、燃油加油机或液位仪。

优选的，所述面板上设置有与主控制板连接的通讯信号指示灯和报警器。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型通讯转换板可以兼容市场常见的加油设备通信接口(电流环和485)，系统中用到了CAN技术主控板支持10M的TCP/IP网络接口，还有4个RS232接口；底板拥有32个串口，可以连接16路加油设备通讯接口与油站管理控制系统的数据交互，如果现场加油设备超过16路，可以采用CAN总线互连多块底板来实现。

2、本实用新型可方便、简单地增加第三方加油设备或者后台软件。

3、通过本实用新型的技术方案，管理人员通过网络可对接入的加油设备进行远程监控和管理。

4、本实用新型可通过网络同时对多个油站的多个接入设备进行统一管理，有效降低了管理成本。

附图说明

图1是本实用新型加油站系统的拓扑结构图；

图2是本实用新型的智能通讯控制器的结构示意图；

图3是本实用新型LPC1766原理图；

图4是本实用新型主控制板软件子模块的结构框图；

图5是本实用新型LPC1754原理图；

图6是本实用新型底板工作流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1、图2所示，本实施例的适用于多种通讯接口的智能通讯控制器1，包括主控制板、底板、通讯转换板、面板以及电源板，底板上有多片LPC1754芯片，每片LPC1754芯片拥有4路独立串口，其中2路串口通过通讯转换板与加油设备2连接进行数据交互，另2路通过RS232电平转换后与油站管理控制系统(管控系统)3相连，多片LPC1754芯片都连接在底板的CAN总线上；主控制板通过LAN网络接口、RS232接口与外部设备连接，主控制板与底板之间通过CAN总线连接。在本实施例中与主控板通过LAN网络接口或RS232接口连接的外部设备包括中控后台4、液位仪5和燃油加油机。

如图4所示，本实施例主控制板包括CAN数据处理装置、数据存储装置、系统配置装置、异常警告处理装置、网络监测装置以及中控后台数据处理装置，其中

CAN数据处理装置：用于和底板的CAN通讯交互的处理，将底板上传的加油设备数据进行分类，通过消息队列分发至对应的软件处理模块进行处理，如将加油数据分发至中控后台数据处理装置，经过中控后台数据处理装置重新打包后通过网络发送至中控后台，将底板各个LCP1754芯片连接油站设备信息分发到数据存储装置，用于接收到中控后台下发设备控制命令时，查找对应的油站设备所对应的LPC1754芯片。同时CAN数据处理装置负责将加油设备的控制命令发送给底板上对应的LPC1754芯片；

数据存储装置：用于存储和管理加油设备数据，在确认加油设备数据被外部设备中控后台正确接收和处理后，删除对应的加油设备数据，以保证油站交易记录的连续性和完整性；

系统配置装置：用于配置和保存底板的从处理器LPC1754芯片、主控制板以及外部设备中控后台的工作参数；其中底板从处理器LPC1754芯片的工作参数包括底板每个LPC1754芯片对应的设备编号；主控制板的参数包括主控制板的IP地址、网关和子网掩码，外部设备中控后台的工作参数包括外部设备中控后台的IP地址和网络通讯端口；

异常警告处理装置：用于智能通讯控制器的异常处理和声光报警控制；

网络监测装置：用于创建与外部设备中控后台的网络连接，并监测网络通讯状态；在网络通讯中断时，通知异常警告处理装置进行异常处理，并自动尝试重新连接；

以及中控后台数据处理装置：用于处理与外部设备中控后台的相关通讯数据包，负责将接收到的数据包进行分类，经过消息队列分发给对应的软件处理模块进行处理，如将油站设备的控制消息分发至CAN数据处理装置，通过CAN总线发送至底板对应的LPC1754芯片，由其转发给指定的油站设备，将与交易数据相关的操作如读取、存储和删除等操作消息分发至数据存储装置，进行相应交易数据的读取、存储或删除操作等；同时中控后台数据处理装置负责将加油设备的数据封装成网络数据包，经过网络接口发送至外部设备中控后台。

所述底板上设有8片LPC1754芯片。

本实施例面板上设置有与主控制板连接的通讯信号指示灯和报警器。在智能通讯控制器发生异常时，主控制板控制面板上的报警器工作。

如图3所示，主控制板硬件上采用了恩智浦(NXP)公司基于ARMCortex-M3内核的LPC1766微处理器。其操作频率可达100MHz，适用于处理要求高度集成和低功耗的嵌入式应用，并且拥有512KB的FLASH存储器、64KB数据存储器、以太网MAC、8通道的通用DMA控制器、2条CAN通道、4条UART串口通道以及多达70个的通用I/O管脚等丰富的外设组件及接口。

本实施例主控板软件上使用了RT-Thread嵌入式实时操作系统。RT-Thread实时操作系统不仅仅是一款高效、稳定的实时核心，也是一套面向嵌入式系统的软件平台，包含了抢占式的内核，小巧而与底层具体实现无关的文件系统及轻型的TCP/IP协议栈。

基于RT-Thread实时操作系统，主控板软件整体上划分成6个不同功能的软件处理子模块。利用实时操作系统的抢占性、并发性来实现数据交互的高效、及时处理等功能。加油设备数据(如油机数据，液位仪数据等)通过CAN总线接口，经CAN数据处理装置分析处理，加油交易数据由数据存储装置进行保存后，通过消息队列发送至中控后台数据处理装置，并且由中控后台数据处理装置发送至网络。同理，网络上的数据(主要是中控后台数据)经过中控后台数据处理装置处理分析后，根据数据包中不同的参数使用消息队列发分发到不同的处理模块，进行相应的处理和保存。同时，网络检测模块会实时检测网络的连接状况，如果出现网络异常(如网络断开等异常情况)，通知异常告警处理模块进行灯光，蜂鸣器告警。

通讯转换板，通讯转换板包括RS232/RS485电平转换芯片，其中232转换芯片为MAX232ESE，485转换的芯片为MAX485ESA。通讯转换板可以兼容市场常见的加油设备通信接口(电流环和485)，系统中用到了CAN技术主控板支持10M的TCP/IP网络接口，还有4个RS232接口；底板拥有32个串口，可以连接16路加油设备通讯接口与油站管理控制系统的数据交互，如果现场加油设备超过16路，可以通过CAN总线互连多块底板来实现。

如图5所示，本实施例的智能通讯接口控制器拥有4路独立串口的底板芯片，最大支持两路加油设备通讯接口与油站管理控制系统的数据交互。因此对4路独立串口的接入(加油机与油站管理控制系统)定义的不同，也决定了四个串口所接收数据的处理方式不同，本实施例每个芯片的UART0与UART1连接加油设备，UART2与UART3连接油站管理控制系统。

智能通讯控制器最大支持32路加油设备通讯接口与油站管理控制系统的数据交互，因此就需要16个LPC1754芯片实现32路智能通讯控制器。为了高效实现数据传输，智能通讯控制器底板与主控制板之间通讯使用了CAN总线。

CAN总线的特点：

(1)通信方式灵活。网络上任何节点均可以在任何时刻主动的向其他节点发送信息。

(2)CAN只需通过报文滤波就可以实现点对点，1点对多点及全局广播等几种方式传送接收，无需调度。

(3)CAN的直接通信距离最远可达10KM(5Kb/s)，通信速率最高可达1Mb/s(40M)。

(4)CAN上的节点数目前可达110个；

(5)CAN通信采用短帧格式，传输时间短，抗干扰强，极好的验错效果，每帧最多8B足以满足控制要求，不会占用过长总线时间，实时性强。

(6)CAN每帧都有CRC校验及其他验错措施。

如图6所示，为了保证数据传输的稳定性与准确性，底板接收到加油设备数据后需判断数据类型，若为交易数据，则首先保证成功转发给主控板后才能发送到油站管理控制系统，若数据类型为非交易数据，则直接发送到油站管理控制系统。底板通过串口(UART2或者UART3)接收到油站管理控制系统数据后，则直接通过串口(UART0或者UART1)转发到加油机。

本实施例适用于多种通讯接口的智能通讯控制器的控制过程包括油机主动要求加油时的控制过程和油机被动加油时的控制过程：

其中油机主动加油时，即当底板的从处理器LPC1754芯片判断接收的信号来自加油设备时，智能通讯控制器的控制过程如下：

加油设备通讯信号通过通讯转换板后进入底板的从处理器LPC1754芯片；

LPC1754芯片接收信号后判断信号是否是主控制板所需信号；主控制板所需信号包括交易数据、实时状态数据。

若否，则LPC1754芯片直接通过串口发送到油站管理控制系统；

若是，则LPC1754芯片首先通过CAN总线把信号发送到主控制板主处理器LPC1766芯片，再把该信号通过串口发送到油站管理控制系统；

LPC1766芯片接收信号后，通过LAN网络接口发送到外部设备。

其中油机被动加油时，即当底板的从处理器LPC1754芯片判断接收的信号来自油站管理控制系统时，智能通讯控制器的控制过程如下：

油站管理控制系统发送的信号通过串口进入底板的从处理器LPC1754芯片；

LPC1754芯片接收信号后通过通讯转换板转换成电流信号传送给加油设备，控制加油设备处理相应的工作。

本实施例中主控制板中对数据进行处理的过程如下：

系统配置装置配置底板的从处理器LPC1754芯片、主控制板以及外部设备中控后台的工作参数；本实施例中系统配置装置配置的底板从处理器LPC1754芯片的工作参数包括底板每个LPC1754芯片对应的设备编号；系统配置装置配置的主控制板的参数包括主控制板的IP地址、网关和子网掩码，系统配置装置配置的外部设备中控后台的工作参数包括外部设备中控后台的IP地址和网络通讯端口。

网络监测装置创建主控制板与外部设备的网络连接，并监测网络通讯状态，在网络通讯中断时，通知异常警告处理装置进行异常处理，并自动尝试重新连接。

CAN数据处理装置通过CAN总线与底板的从处理器LPC1754芯片进行交互通信，将从底板的从处理器LPC1754芯片接收加油设备数据进行分类，然后通过消息队列分发至中控后台数据处理装置。

中控后台数据处理装置将接收到的加油设备的数据封装成网络数据包，发送至外部设备中控后台；并且通过中控后台数据处理装置接收外部设备中控后台发送的数据，将接收到的数据包进行分类，经过消息队列分发给CAN数据处理装置。

CAN数据处理装置接收到中控后台数据处理装置发送的数据后，通过CAN总线发送给底板的从处理器LPC1754芯片，同时通过CAN总线将主控制板中的加油设备控制命令发送给底板上对应的从处理器LPC1754芯片。

数据存储装置存储和管理加油设备数据，并且在确认加油设备数据被中外部设备控后台正确接收以及处理后，删除对应的数据。

异常警告处理装置在主控制板出现异常时进行异常处理和声光报警控制。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种适用于多种通讯接口的智能通讯控制器，其特征在于，包括主控制板、底板、通讯转换板、面板以及电源板，底板上包括多片从处理器LPC1754芯片，每片LPC1754芯片拥有4路独立串口，其中2路串口通过通讯转换板与加油设备连接进行数据交互，另2路通过RS232电平转换后与油站管理控制系统相连，多片LPC1754芯片都连接在底板的CAN总线上；主控制板通过LAN网络接口、RS232接口与外部设备连接，主控制板与底板之间通过CAN总线连接。

2.根据权利要求1所述的适用于多种通讯接口的智能通讯控制器，其特征在于，所述主控制板包括CAN数据处理装置、数据存储装置、系统配置装置、异常警告处理装置、网络监测装置以及中控后台数据处理装置。

3.根据权利要求1所述的适用于多种通讯接口的智能通讯控制器，其特征在于，所述底板上设有8片LPC1754芯片。

4.根据权利要求1所述的适用于多种通讯接口的智能通讯控制器，其特征在于，所述主控制板采用LPC1766微处理器，所述LPC1766微处理器包括512KB的FLASH存储器、64KB数据存储器、以太网MAC、8通道的通用DMA控制器、2条CAN通道、4条UART串口通道以及70个的通用I/O管脚。

5.根据权利要求1所述的适用于多种通讯接口的智能通讯控制器，其特征在于，所述通讯转换板包括RS232电平转换芯片和RS485电平转换芯片。

6.根据权利要求5所述的适用于多种通讯接口的智能通讯控制器，其特征在于，所述RS232电平转换芯片为MAX232ESE芯片，RS485电平转换芯片为MAX485ESA芯片。

7.根据权利要求1所述的适用于多种通讯接口的智能通讯控制器，其特征在于，所述外部设备为中控后台、燃油加油机或液位仪。

8.根据权利要求1所述的适用于多种通讯接口的智能通讯控制器，其特征在于，所述面板上设置有与主控制板连接的通讯信号指示灯和报警器。