CN208079287U - 一种通讯管理机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种通讯管理机，涉及电子设备技术领域。包括：CPU、电源、TTL电平通讯模块、串口通讯模块和以太网通信模块。TTL电平通讯模块与CPU连接，用于接收第一外接终端输入的第一输入信号并传输给所述CPU，以及接收CPU传输的第一输出信号并传输给第一外接终端，串口通讯模块与CPU连接，用于接收第二外接终端输入的第二输入信号并传输给CPU，以及接收CPU传输的第二输出信号并传输给第二外接终端，以太网通信模块分别与CPU和外接网线连接，用于接收外接网线传输的网络输入信号，并将网络输入信号传输给CPU，以及接收CPU传输的网络输出信号，并将网络输出信号传输给外接网线，电源与CPU连接，用于向通讯管理机供电。可以实现通讯管理机的双机冗余功能。
Description
技术领域
本实用新型属于电子设备技术领域，尤其涉及一种通讯管理机。
背景技术
随着网络技术的飞速发展，涌现了大量的电子设备，为各个行业的发展提供了便利。在应用过程中，通常需要多个电子设备相互协作，然而，由于各个电子设备的生产厂家、型号、通信接口均不相同，不能实现电子设备之间的通信。
通讯管理机的出现很好的解决上述问题。目前所使用的通讯管理机的通讯接口通常采用RS232、RS485或RS422通信协议的串口通讯接口，由于不同型号的终端所使用的通讯接口不同，若使用TTL(Transistor-Transistor logic，晶体管-晶体管逻辑)电平通讯接口的终端时，需要在通讯管理机上连接接口转换器，操作过程繁琐。此外，由于连接接口转换器会增加内部走线和连接点，导致设备的功耗增大，因此，现有的通讯管理机需要加入风扇和通风口进行散热，然而，风扇和通风口容易落灰，会引起通讯管理机的故障，影响正常使用。
实用新型内容
本实用新型提供一种通讯管理机，旨在解决使用TTL电平通讯接口的终端时，需要在通讯管理机上连接接口转换器，操作过程繁琐的问题，以及功耗增大，需要风扇和通风口散热，落灰引起的故障影响正常使用的问题。
本实用新型提供的一种通讯管理机，该通讯管理机包括：
所述通讯管理机包括：中央处理器、电源、晶体管-晶体管逻辑电平通讯模块、串口通讯模块、以太网通信模块；
所述晶体管-晶体管逻辑电平通讯模块与所述中央处理器连接，用于接收第一外接终端输入的第一输入信号并传输给所述中央处理器，以及接收所述中央处理器传输的第一输出信号并传输给所述第一外接终端；
所述串口通讯模块与所述中央处理器连接，用于接收第二外接终端输入的第二输入信号并传输给所述中央处理器，以及接收所述中央处理器传输的第二输出信号并传输给所述第二外接终端；
所述以太网通信模块分别与所述中央处理器和外接网线连接，用于接收所述外接网线传输的网络输入信号，并将所述网络输入信号传输给所述中央处理器，以及接收所述中央处理器传输的网络输出信号，并将所述网络输出信号传输给所述外接网线；所述电源与所述中央处理器连接，用于所述通讯管理机供电。
本实用新型提供的通讯管理机，通过将TTL电平通讯模块集成在通讯管理机内部，使得通讯管理机既可以与现有的串口通讯接口的终端连接，又可以与TTL电平通讯接口的终端连接，实现通讯管理机的双机冗余功能，简化了操作过程，提高了便利性。此外，该通讯管理机电路结构简单，功耗低不需要散热，避免了落灰引起的故障隐患。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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实用新型的一些实施例。
图1是本实用新型第一实施例提供的一种通讯管理机的结构示意图；
图2是本实用新型第二实施例提供的一种通讯管理机的结构示意图；
图3是本实用新型第二实施例提供的一种通讯管理机中TTL电平通讯模块的结构示意图；
图4是本实用新型第二实施例提供的一种通讯管理机中以太网通信模块的结构示意图。
具体实施方式
为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，图1为本实用新型第一实施例提供的通讯管理机，包括：中央处理(Center Process Unite，CPU)101器、电源102、TTL(Transistor-Transistor logic，晶体管-晶体管逻辑)电平通讯模块103、串口通讯模块104、以太网通信模块105；
TTL电平通讯模块103与CPU101连接，用于接收第一外接终端输入的第一输入信号并传输给CPU101，以及接收CPU101传输的第一输出信号并输出给该第一外接终端。
串口通讯模块104与CPU101连接，用于接收第二外接终端传输的第二输入信号并传输给CPU101，以及接收CPU101传输的第二输出信号并传输给该第二外接终端。
以太网通信模块105分别与CPU101和外接网线连接，用于接收该外接网线传输的网络输入信号，并将该网络输入信号传输给CPU101，以及接收CPU101传输的网络输出信号，并将该网络输出信号传输给该外接网线。
电源102与CPU101连接，用于该通讯管理机供电。
本实用新型提供的通讯管理机，通过将TTL电平通讯模块集成在通讯管理机内部，使得通讯管理机既可以与现有的串口通讯接口的终端连接，又可以与TTL电平通讯接口的终端连接，实现通讯管理机的双机冗余功能，简化了操作过程，提高了便利性。此外，该通讯管理机电路结构简单，功耗低不需要散热，避免了落灰引起的故障隐患。
请参阅图2，本实用新型第二实施例提供一种通讯管理机。包括：CPU201、电源202、TTL电平通讯模块203、串口通讯模块204、以太网通信模块205和状态指示模块206。各模块功能详述如下：
TTL电平通讯模块203与CPU101连接，用于接收第一外接终端输入的第一输入信号并传输给CPU201，以及接收CPU201传输的第一输出信号并传输给该第一外接终端。
TTL电平通讯模块203所采用的通讯协议为标准通用异步收发传输器(UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter，UART)协议，其波特率、数据位、校验方式、停止位可自由选配置，支持点对点通讯，通信方式为主从方式，可与多个不同厂家、不同型号类型数据终端进行通信。
进一步地，请参阅图3，图3为TTL电平通讯模块303的结构示意图，TTL电平通讯模块303包括：隔离电路313和反相电路323。
隔离电路313与反相电路323连接，用于向该第一输入信号以及该第一输出信号进行隔离。
进一步地，隔离电路313包括：隔离芯片U16、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6；其中
隔离芯片U16的第一电源引脚VDD1分别与第一电容C1的一端、第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端以及电源的第一正极连接。隔离芯片U16的第一输出引脚VOA分别与第三电阻R3的另一端和第五电阻R5的一端连接，隔离芯片U16的第二输入引脚VIB分别与第四电阻R4的另一端和第六电阻R6的一端连接。隔离芯片U16的第一接地引脚GND1与电源的第一负极连接。隔离芯片U16的第二电源引脚VDD2连接电源的第二正极，以及分别与第二电容C2的一端、第一电阻R1的一端和第二电阻R2的一端连接。隔离芯片U16的第一输入引脚VIA分别与第二电阻R2的另一端以及反相电路223连接。隔离芯片U16的第二输出引脚VOB分别与第一电阻R1的另一端和反相电路连接。隔离芯片U16的第二接地引脚GND2引脚接地。
第一电容C1的另一端连接电源的第一负极。第二电容C2的另一端接地。第五电阻R5的另一端与第一外接终端的信号输入端连接。第六电阻R6的另一端与第一外接终端的信号输出端连接。
于本实用新型的一个实施例，如图2所示，第一外接终端通过TTL_TXD信号输入端输入第一输入信号，以及通过TTL_RXD信号输出端输出第一输出信号。其中，隔离电路313通过连接第一外接终端的输入电压的正极E_5V和负极5V_EGND来实现与通讯管理机内部电压信号的隔离，从而提高了抗干扰性和稳定性。其中，隔离芯片U16选用通道光电隔离集成芯片，可以进一步实现输入、输出电信号之间的隔离，将引进的干扰源通道切断，达到隔离干扰的目的，该电路具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。
反相电路323与CPU连接，用于对该第一输入信号和该第一输出信号进行反相。
在实际应用中，通过改变反相电路323的连接，可以实现对第一输出信号的反相加密、对第一输入信号的反相解密以及对第一输出信号和第一输入信号的不加密和不解密，提高了信号处理的灵活性。
进一步地，反相电路323包括：反相芯片U20、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12和第三电容C3；其中，
反相芯片U20的第一反相输入引脚1A与第八电阻的一端连接，反相芯片U20的第一反相输出引脚1Y与第九电阻R9的一端连接，反相芯片U20的第一反相输入引脚2A分别与反相芯片U20的第四反相输入引脚4A、第五反相输入引脚5A、第六反相输入引脚6A及第十三电阻R13的一端连接，反相芯片U20的第三反相输入引脚3A与第十电阻R10的一端连接，反相芯片U20的第三反相输出引脚3Y与第十二电阻R12的一端连接，反相芯片U20的电源引脚VCC与第三电容C3的一端、十三电阻R13的另一端以及电源的第二负极连接。第八电阻R8的另一端分别与第七电阻R7的一端及隔离芯片U16的第二输出引脚VOB连接。第九电阻R9的另一端分别与第七电阻R7的另一端和CPU的串口接收数据输入信号端连接。第十电阻R10的另一端分别与第十一电阻R11的一端和CPU的串口接收数据输出信号端连接。第十二电阻R12的另一端分别与第十一电阻R11的另一端和隔离芯片U16的第一输入引脚VIA连接。第三电容C3的另一端接地。
于本实用新型的一个实施例，如图3所示，断开第十一电阻R11的任意一端的连接，反相芯片U20的引脚3A和引脚3Y是一对反相器通道，由CPU发送的信号PA5通过第十电阻R10连接到U20芯片的3A引脚，由3Y引脚反相输出连接到第十二电阻R12，第十二电阻R12另一端通过隔离芯片U16发送给第一外接终端实现输出信号的反相加密。
于本实用新型的另一个实施例，其工作原理是：如图3所示，断开第七电阻R7反相芯片U20的引脚1A和引脚1Y是一对反相器通道，由第一外接终端输入的第一输入信号通过第六电阻R6、隔离芯片U16以及第八电阻R8由反相芯片U20的1A引脚输入，由1Y引脚反相输出，通过第九电阻R9，输入到CPU，实现输入信号的反相解密。
于本实用新型的再一个实施例，其工作原理是：如图3所示，断开第十电阻R10和第十二电阻R12与反相芯片U20的连接，断开第八电阻R8和第九电阻R9与反相芯片U20的连接，使得第一输入信号和第一输出信号，不经过反相芯片U20，从而实现对第一输入信号和第一输出信号的不加密和不解密。
串口通讯模块204与CPU201连接，用于接收第二外接终端输入的第二输入信号，传输给CPU201，以及接收CPU201传输的第二输出信号，输出到该第二外接终端。
具体地，串口通讯模块204可以是RS232串口通讯模块、RS485串口通讯模块或RS422串口通讯模块。
以太网通信模块205分别与CPU201和外接网线连接，用于接收该外接网线传输的网络输入信号，并将该网络输入信号传输给CPU201，以及接收CPU201传输的网络输出信号，并将该网络输出信号传输给该外接网线。
进一步地，请参照图4，图4示出了以太网通信模块405的结构示意图，以太网通信模块405包括：物理层芯片415和以太网交换机组件425。
物理层芯片415分别与CPU和以太网交换机组件连接，以太网交换机组件通过第一光纤收发模块或RJ45接口与第一外接网线连接，以太网交换机组件通过第二光纤收发模块或RJ45接口与第二外接网线连接。
具体地，物理层芯片415的简化媒体独立接口(Reduced Media IndependentInterface，RMII)与CPU的ETH(Ether Net，以太网)引脚连接，物理层芯片415的RJ(Registered Jack)45接口与以太网交换机组件425的第一物理层接口连接。实际应用中，物理层芯片415通过可变的RMII接口连接到CPU的MAC层，是以太网协议的物理层收发器，具有10/100M双绞线自适应的以太网收发器，支持TCP/IP硬件加速功能。
进一步地，以太网交换机组件425的第二物理层接口与通过第一光纤收发模块或RJ45接口与第一外接网线连接，以太网交换机组件425的第三物理层接口与通过第二光纤收发模块或RJ45接口与第二外接网线连接。
在实际应用中，以太网交换机组件支持5个百兆端口，且端口可以任意配置10/100Base-T/Tx电口或100Base-Fx光口，其中，任意两个快速以太网(Fast Ethernet，FE)端口为冗余环网口，支持2个串口。所有电口支持自动协商、10/100Mbps(兆位/秒)数据速率、全双工、半双工等功能。该以太网交换机组件支持自主冗余环网协议、执行生成树协议(Spanning Tree Protocol，STP)、快速生成树协议(rapid spanning Tree Protocol，RSTP)，以使多个安装在不同地方通信节点的数字式通讯管理机组网采用以太网连接方式与以太网交换机连接，从而使其具有以太网链路冗余与故障快速自动恢复能力，自愈时间<20ms(毫秒)。
需要说明的是，以太网交换机组件内嵌自主以太网环网算法。在实际应用中，网络包括两个通信链路层，以太网正常工作时，自动阻塞其中一条链路作为备用链路，即断开其中一条通信链路。以太网为非正常工作时，快速提供恢复技术以恢复自动阻塞的链路进行通信，从而保证以太网网络工作正常。此外，通过设计以太网交换机组件425的第二物理层接口与通过第一光纤收发模块或RJ45接口与第一外接网线连接，以太网交换机组件425的第三物理层接口与通过第二光纤收发模块或RJ45接口与第二外接网线连接，形成以太网链路环网组来实现网络信号交换。如此可以简化布线长度和通信设备的数量，简化组网方式，提高组网的灵活性、通讯稳定性和可靠性。
具体地，CPU包括具有处理功能的芯片。优选地，芯片为ARM公司生产的具有arm9内核结构的CPU，主频为400MHz(兆赫兹)，具有串口、通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)、串行外设接口(Serial Peripheral Interface，SPI)、I2C(Inter-IntegratedCircuit)、内嵌ETH的媒质介入控制层(Media Access Control，MAC)接口。其中，该CPU可以采用多任务嵌入式Linux操作系统，运行稳定。
电源102与CPU101连接，用于该通讯管理机供电。
进一步地，电源102与开关连接，通过开关来控制电源的打开和关闭。其中，电源102包括第一正极、第二正极、第一负极和第二负极。
具体地，电源的输入电压为AC(交流电)/DC(直流电)85～264V(伏)，功耗小于5W(瓦)，频率为45～55Hz(赫兹)，具有短路、过压、过流保护。在实际应用中，电源向通讯管理机中的模块提供5V、3.3V的工作电源。其中，电源的第一正极和第一负极提供5V电压，电源的第二正极和第二负极提供3.3V电压。
进一步地，通讯管理机还包括状态指示模块206；
状态指示模块与CPU连接，用于指示通讯管理机、电源模块、串口通讯模块及TTL电平通讯模块的运行和关闭。
进一步地，状态指示模块包括：电源指示灯、管理机运行指示灯、串口通讯指示灯以及TTL电平通讯指示灯；其中，电源指示灯、管理机运行指示灯、串口通讯指示灯以及TTL电平通讯指示灯均与CPU连接。
电源指示灯，用于指示电源的闭合和断开。
管理机运行指示灯，用于指示通讯管理机的运行和关机。
串口通讯指示灯，用于指示串口通讯模块通讯的断开与闭合。
TTL电平通讯指示灯，用于指示TTL电平通讯模块通讯的断开与闭合。
本实用新型提供的通讯管理机，通过将TTL电平通讯模块集成在通讯管理机内部，使得通讯管理机既可以与现有的串口通讯接口的终端连接，又可以与TTL电平通讯接口的终端连接，实现通讯管理机的双机冗余功能，简化了操作过程，提高了便利性。此外，该通讯管理机电路结构简单，功耗低不需要散热，避免了落灰引起的故障隐患。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上为对本实用新型所提供的一种通讯管理机的描述，对于本领域的技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (8)
1.一种通讯管理机，其特征在于，所述通讯管理机包括：中央处理器、电源、晶体管-晶体管逻辑电平通讯模块、串口通讯模块和以太网通信模块；
所述晶体管-晶体管逻辑电平通讯模块与所述中央处理器连接，用于接收第一外接终端输入的第一输入信号并传输给所述中央处理器，以及接收所述中央处理器传输的第一输出信号并传输给所述第一外接终端；
所述串口通讯模块与所述中央处理器连接，用于接收第二外接终端输入的第二输入信号并传输给所述中央处理器，以及接收所述中央处理器传输的第二输出信号并传输给所述第二外接终端；
所述以太网通信模块分别与所述中央处理器和外接网线连接，用于接收所述外接网线传输的网络输入信号，并将所述网络输入信号传输给所述中央处理器，以及接收所述中央处理器传输的网络输出信号，并将所述网络输出信号传输给所述外接网线；所述电源与所述中央处理器连接，用于向所述通讯管理机供电。
2.根据权利要求1所述的通讯管理机，其特征在于，所述晶体管-晶体管逻辑电平通讯模块包括：隔离电路和反相电路；
所述隔离电路与所述反相电路连接，用于将所述第一输入信号以及所述第一输出信号进行隔离；
所述反相电路与所述中央处理器连接，用于对所述第一输入信号和所述第一输出信号进行反相。
3.根据权利要求2所述的通讯管理机，其特征在于，所述隔离电路包括：隔离芯片、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻；其中
所述隔离芯片的第一电源引脚分别与所述第一电容的一端、所述第三电阻的一端、所述第四电阻的一端以及所述电源的第一正极连接，所述隔离芯片的第一输出引脚分别与所述第三电阻的另一端和所述第五电阻的一端连接，所述隔离芯片的第二输入引脚分别与所述第四电阻的另一端和所述第六电阻的一端连接，所述隔离芯片的第一接地引脚与所述电源的第一负极连接，所述隔离芯片的第二电源引脚分别与所述电源的第二正极、所述第二电容的一端、所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端连接，所述隔离芯片的第一输入引脚分别与所述第二电阻的另一端以及所述反相电路连接，所述隔离芯片的第二输出引脚分别与所述第一电阻的另一端和所述反相电路连接，所述隔离芯片的第二接地引脚接地；
所述第一电容的另一端连接所述电源的第一负极；
所述第二电容的另一端接地；
所述第五电阻的另一端与所述第一外接终端的信号输入端连接；
所述第六电阻的另一端与所述第一外接终端的信号输出端连接。
4.根据权利要求3所述的通讯管理机，其特征在于，所述反相电路包括：反相芯片、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻和第三电容；其中，
所述反相芯片的第一反相输入引脚与第八电阻的一端连接，所述反相芯片的第一反相输出引脚与所述第九电阻的一端连接，所述反相芯片的第二反相输入引脚分别与所述反相芯片的第四反相输入引脚、第五反相输入引脚、第六反相输入引脚及第十三电阻的一端连接，所述反相芯片的第三反相输入引脚与第十电阻的一端连接，所述反相芯片的第三反相输出引脚与所述第十二电阻的一端连接，所述反相芯片的电源引脚与所述第三电容的一端、所述十三电阻的另一端以及所述电源的第二负极连接；
所述第八电阻的另一端分别与所述第七电阻的一端及所述隔离芯片的第二输出引脚连接；
所述第九电阻的另一端分别与所述第七电阻的另一端和所述中央处理器的串口接收数据输入信号端连接；
所述第十电阻的另一端分别与所述第十一电阻的一端和所述中央处理器的串口接收数据输出信号端连接；
所述第十二电阻的另一端分别与所述第十一电阻的另一端和所述隔离芯片的第一输入引脚连接；
所述第三电容的另一端接地。
5.根据权利要求1所述的通讯管理机，其特征在于，所述以太网通讯模块包括：物理层芯片和以太网交换机组件；
所述物理层芯片分别与所述中央处理器和以太网交换机组件连接；
所述以太网交换机组件通过第一光纤收发模块或RJ4接口与第一外接网线连接，所述以太网交换机组件通过第二光纤收发模块或RJ45接口与第二外接网线连接。
6.根据权利要求1所述的通讯管理机，其特征在于，所述通讯管理机还包括状态指示模块；
所述状态指示模块与所述中央处理器连接，用于指示所述通讯管理机、所述电源模块、所述串口通讯模块及所述晶体管-晶体管逻辑电平通讯模块的运行和关闭。
7.根据权利要求6所述的通讯管理机，其特征在于，所述状态指示模块包括：电源指示灯、管理机运行指示灯、串口通讯指示灯以及TTL电平通讯指示灯。
8.根据权利要求1所述的通讯管理机，其特征在于，所述串口通讯模块为RS232串口通讯模块、RS485串口通讯模块或RS422串口通讯模块。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109633446A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-16 | 昆山通达测科电子科技有限公司 | 一种电池bms全协议测试板 |
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2017
- 2017-12-15 CN CN201721751991.2U patent/CN208079287U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109633446A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-16 | 昆山通达测科电子科技有限公司 | 一种电池bms全协议测试板 |
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |