CN210005883U - 智能微电网通信模块以及智能微电网系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能微电网通信模块以及智能微电网系统。其中，该通信模块包括处理器、存储器以及至少一个通信接口，其中：存储器，用于存储分别与N个通信接口对应的通信协议，其中，N为正整数；N个通信接口，N个通信接口分别支持N种通信协议中的一种，N个通信接口分别用于与一个该通信协议接口支持的通信协议的外围设备连接；处理器，用于当N个通信接口中的至少一个通信接口与外围设备连接时，调用与至少一个通信接口对应的通信协议。本实用新型解决了相关技术中智能微电网系统中依赖PLC以及工控机进行通信协议的调用，造成成本昂贵无法灵活调用接口对应的通信协议的技术问题。

Description

智能微电网通信模块以及智能微电网系统

技术领域

本实用新型涉及智能微电网领域，具体而言，涉及一种智能微电网通信模块以及智能微电网系统。

背景技术

在智能微电网里通常需要连接各个厂家的仪表，为了将数据传递给本地管理的计算机，需要使用价格高昂的PLC或是工控机，进行协议的调用。由于PLC系统以及工控机的造成成本昂贵，大幅增加系统成本。其中，对于大型系统，通常用PLC/工控机，其不仅用于协议转换，还用作其他功能。但是，对于微电网，PLC成本太高。而PLC系统中在固定类型的接口上的接口协议驱动也是固定的，无法再进行其他协议的接口连接，因此无法灵活的调用与接口对应的通信协议，而相关技术中的接口传输效率也相对较低。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本实用新型实施例提供了一种智能微电网通信模块以及智能微电网系统，以至少解决相关技术中智能微电网系统中依赖PLC以及工控机进行通信协议的调用，造成成本昂贵无法灵活调用接口对应的通信协议的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种智能微电网通信模块，所述智能微电网通信模块包括处理器、存储器以及至少一个通信接口，其中：所述存储器，用于存储分别与所述N个通信接口对应的通信协议，其中，N为正整数；所述N个通信接口，N个通信接口分别支持N种通信协议中的一种，所述N个通信接口分别用于与一个该通信协议接口支持的通信协议的外围设备连接；所述处理器，用于当N个通信接口中的至少一个通信接口与外围设备连接时，调用与所述至少一个通信接口对应的通信协议。

进一步地，还包括：在所述处理器调用与所述至少一个通信接口对应的通信协议之前，所述处理器接收计算机的控制命令；所述处理器对所述控制命令进行校验，以在校验成功时，调用所述至少一个通信接口对应的通信协议。

进一步地，所述智能微电网通信模块还包括状态机，所述状态机用于在所述控制命令校验失败时将所述至少一个通信接口锁定、在所述控制命令校验成功时将所述至少一个通信接口启动

进一步地，所述存储器存储有协议序列，其中，所述协议序列包括与一种通信协议对应的通信协议ID与存储地址值。

进一步地，在与所述存储地址值对应的所述存储器中的存储地址中存储有所述通信协议的数据序列。

进一步地，所述处理器通过所述至少一个通信接口对应的通信协议对所述至少一个通信接口接收的消息进行解析。

进一步地，所述通信接口包括以下至少之一：RS422接口，RS485接口，RS232接口，USB接口，TCPIP网络接口。

进一步地，所述处理器为ARM7处理器。

根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种智能微电网系统，包括如上所述的智能微电网通信模块，以及计算机。

在本实用新型实施例中，智能微电网通信模块具备N个通信接口，并在存储器中存储有N个通信接口对应的通信协议，处理器在计算机的控制命令下调用对应通信接口的通信协议进行外围设备的通信，达到了提高接口通信协议驱动可移植性的目的，进而解决了相关技术中智能微电网系统中依赖PLC以及工控机进行通信协议的调用，造成成本昂贵无法灵活调用接口对应的通信协议的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的一种可选的通信模块的应用场景示意图；

图2是根据本实用新型实施例的一种可选的通信模块的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的另一种可选的通信模块的应用场景示意图；

图4是根据本实用新型实施例的另一种可选的存储器的示意图；

图5是根据本实用新型实施例的一种可选的智能微电网系统的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

由于相关技术中智能微电网中PLC系统以及工控机的造成成本昂贵，接口驱动可移植性差，而导致在智能微电网中数据传输效率低。因此在本实用新型的实施例中，提出了一种通信模块，应用于智能微电网中。在智能微电网中，一般是一个主系统通过通信模块来连接多个子系统，其中子系统中一般都是由一个或多个外围设备构成的，外围设备的接口所支持的通信协议均不相同，通过本实施例中的通信模块来进行不同通信协议之间的转换。

如图1所示为本申请实施例中的一种可选的通信模块的应用场景。主系统10通过通信模块20与外围设备30连接。在此场景下，通信模块通过通信接口连接与外围设备连接，其中，通信模块的存储器中存储通信接口对应的通信协议。通讯模块中的处理器调用与通信接口类型对应的通信协议与外围设备进行通信，达到了针对接口类型进行通信协议驱动灵活调用目的。

下面，对本申请实施例中提供的通信模块进行具体说明。

根据本实用新型实施例，提供了一种通信模块，如图2所示，该通信模块200包括处理器10、存储器20以及N个通信接口30。

存储器，用于存储分别与N个通信接口对应的通信协议，其中，N为正整数；

N个通信接口，N个通信接口分别支持N种通信协议中的一种，N个通信接口分别用于与一个该通信协议接口支持的通信协议的外围设备连接；

处理器，用于当N个通信接口中的至少一个通信接口与外围设备连接时，调用与至少一个通信接口对应的通信协议。

需要说明的是，在本实施例中，通信模块可以包含N个通信接口，其中N为正整数，具体可以根据实际的使用经验进行设置。每个通信接口都至少支持一种通信协议。每个通信接口都可以与支持相同通信协议的外围设备连接。处理器可以根据与外围设备连接的通信接口来调用对应的通信协议。此外，还可以根据实际的经验进行设定预设接口策略，在通信接口与外围设备连接时，根据预设接口策略通信接口优先向外围设备发送握手消息或优先接收外围设备发送的握手消息。

在一种优选的应用场景中，其中为了方便对通信模块进行控制，在通信模块的一个通信接口上与计算机连接，处理器可以根据计算机的控制命令进行自身通信接口来调用对应的通信协议。

此外，存储器与处理器连接，用于存储与N个通信接口对应的全部通信协议，即存储通信模块所能够支持的通信协议。存储器可以为处理器的存储空间，例如ARM7芯片的RAM空间。可选的，存储器还可以是一种外置的存储器，而不限于位于通信模块内部。以上仅是一种示例，在此不做任何限定。

还需要说明的是，通信协议一般以数据序列的形式存储在存储器中。在通信协议存储在存储器的同时，存储器生成与通信协议对应的协议序列，该协议序列中包含了通信协议的通信协议ID以及存储地址值。可以根据协议序列中的存储地址值确定通信协议的数据序列在存储器中的存储地址。

本实施例中，通信模块的通信接口是智能微电网中常见的通信接口，各种接口分别对应至少一种通信协议或设备之间的握手方式。至少一个通信接口30可以包括：RS422接口，RS485接口，RS232接口，USB接口， TCP/IP网络接口中的任意一种或多种。

可选的，在本实施例中，通信模块还包括：处理器与计算机连接，用于根据计算机的控制命令调用与N个通信接口对应的通信协议。需要说明的是，在处理器与计算机连接的情况下，处理器所连接的通信接口应该至少为两个，一个通信接口与计算机连接，用于接收计算机发送的控制命令，一个通信接口用于连接外围设备。

具体的，以图3所示为例进行说明，图3中通信模块300包括处理器 10、存储器20以及通信接口301-304，其中：处理器10，分别与每个通信接口连接，其中通过通信接口304与外部计算机40连接。存储器20与处理器10连接，用于存储与处理器连接的每个通信接口对应的通信协议。通信接口301-303分别与外围设备1、外围设备2、外围设备3连接。处理器10还可以根据来自于计算机40的控制命令，来调用分别与通信接口 301与通信接口302对应的通信协议。

可选的，在本实施例中，存储器存储有至少一种协议序列，其中，协议序列包括与一种通信协议对应的通信协议ID与存储地址值。协议序列一般用于通信协议的快速匹配与快速查找。在需要调用具体通信协议的情况下，读取整个通信协议的数据序列然后进行匹配会严重影响通信模块的响应速度，因此可以通过通信协议ID来进行通信协议的快速查询，然后基于协议序列中的存储地址值来确定通信协议的存储地址。

优选地，在本实施例中，上述的协议序列的预设位置为与通信协议对应的通信协议ID。例如，在数据序列的开头三位用于表示通信协议的协议类型ID；又例如，在协议序列为8位报文序列格式的情况下，在协议序列中的前3位可以用于表示通信协议ID，协议序列的后5位可以用于表示通信协议的存储地址值。可选的，在本实施例中，在与存储地址值对应的存储器中的存储地址中存储有通信协议的数据序列。在通过通信协议的ID查询到通信协议的协议序列后，获取协议序列中的存储地址值，根据存储地址值确定通信协议在存储器中的存储地址。

具体的，以存储器为RAM为例进行说明，在大容量RAM中，将通信协议的数据序列放在对应的RAM地址中，其存放的地址长度与协议序列中存储地址值相同。如图4所示的RAM结构图，其中，通信协议RS232 的协议序列中的存储地址值为01H，其数据序列的存储地址为01H；通信协议RS422的协议序列中的存储地址值为03H，其数据序列的存储地址为 03H，通信协议RS485，USBMASTER以及USBSLAVE均存储在了RAM 中，根据其协议序列的存储地址值确定其在RAM中的存储地址。

可选的，在本实施例中，在所述处理器调用与所述至少一个通信接口对应的通信协议之前，处理器在接收到计算机的控制命令后，对控制命令进行校验；在控制命令校验成功的情况下，调用至少一个通信接口对应的通信协议。优选地，在本实施例中，所述通信模块的嵌入式软件为状态机，该状态机位于处理器中。状态机根据所述计算机的命令进行锁定或启动。其中状态机用于基于通信接口连接的协议类型对存储机中的通信协议ID 进行轮询，以判断调用的通信协议与通信接口连接的外围设备之间的通信协议是否相同。

在本申请的具体实施例中，处理器对计算机的验证还可以是对通信协议的校验。在一个例子中计算机40发送的控制命令中包含用于指示处理器10进行转换的通信协议。例如通信协议ID等。处理器10在获取到控制命令中的通信协议ID后，与存储器20中的通信协议进行匹配。若存在对应的通信协议，则校验通过，若不存在对应的通信协议，则校验不通过，即该通信模块200不支持计算机所选择的通信协议。在校验完成后，根据匹配得到的协议报文中的存储地址值调用相应的通信协议。按照预设接口策略基于调用的通信协议向连接的外围设备发送信息，或对外围设备的发送的信息进行解析。

此外，处理对计算机的验证还可以是对身份或安全信息的验证，例如，预先设置好计算机与通信模块之间的握手方式或连接密钥以及计算机的身份信息等。

具体的，仍以图3为例进行说明，通信模块300与计算机40连接，通信模块200中的处理器10接收到计算机40发送的控制命令后，对控制命令进行校验。主要校验内容可以包括身份验证，用于提高通信模块200 与计算机40之间的安全性。

可选的，在本实施例中，通信模块中还包括状态机，状态机用于在处理器对控制命令校验失败时将至少一个通信接口锁定或在处理器对控制命令校验成功时将至少一个通信接口启动。

可选的，在本实施例中，处理器还用于：根据第一外围设备连接的通信接口确定对应的第一通信协议；调用保存在存储器中与第一通信协议对应的第一数据序列；基于所述第一数据序列对所述通信接口接收的消息进行解析。

在具体的应用场景中，通信模块的通信接口一般只支持一种通信协议，在通信接口与外围设备连接时，可以根据外围设备连接的通信接口确定对应的通信协议，然后调用保存在存储器中的与通信协议对应的数据序列，基于调用的通信协议的数据序列向连接的外围设备发送信息，或对外围设备的发送的信息进行解析。

具体的，仍以图3所示为例进行说明，通信模块200的第一设备连接的通信接口301确定第一通信协议RS232，然后调用如图4所示的保存在存储器RAM中01H中的第一数据序列，然后基于第一数据序列对通信接口301接收到的信息进行解析。

可选的，在本实施例中，所述通信接口包括以下至少之一：RS422接口，RS485接口，RS232接口，USB接口，TCP/IP网络接口。其中，USB 接口包括但不限于USBhost接口以及USBslave接口。

可选的，在本实施例中，处理器为ARM7处理器。

此外，在一般的通信模块中，其所支持的通信协议的种类由其存储器中存储的通信协议种类来决定，当通信模块中不存在使用者期望或需要的通信协议时，需要从外界计算机将通信协议的烧录至通信模块，优选地，可以设置在通信模块中设置一个物理开关，来控制是否进行通信模块协议数据序列的改变，防止使用者误操作删除或更改通信协议的数据序列。

根据本实用新型实施例，还提供了一种智能微电网系统，如图5所示，包括前述的通信模块51，以及计算机52。通过软件和硬件相结合的方法实现通信协议的快速部署和分析，实现对不同通信协议的外围设备的通信。

根据本实用新型的实施例，通信模块采用处理器与多个通信接口连接，并在存储器中存储于通信接口对应的通信协议。处理器在计算机的控制命令下调用对应通信接口的通信协议进行外围设备的通信，达到了灵活调用通信接口对应的通信协议的目的。解决了相关技术中智能微电网系统中依赖PLC以及工控机进行通信协议的调用，造成成本昂贵无法灵活调用接口对应的通信协议的技术问题。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理器中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种智能微电网通信模块，其特征在于，包括处理器、存储器以及N个通信接口；

所述存储器，用于存储分别与所述N个通信接口对应的通信协议，其中，N为正整数；

所述N个通信接口，N个通信接口分别支持N种通信协议中的一种，所述N个通信接口分别用于与一个该通信协议接口支持的通信协议的外围设备连接；

所述处理器，用于当N个通信接口中的至少一个通信接口与外围设备连接时，调用与所述至少一个通信接口对应的通信协议。

2.根据权利要求1所述的智能微电网通信模块，其特征在于，还包括：

在所述处理器调用与所述至少一个通信接口对应的通信协议之前，所述处理器接收计算机的控制命令；

所述处理器对所述控制命令进行校验，以在校验成功时，调用所述至少一个通信接口对应的通信协议。

3.根据权利要求2所述的智能微电网通信模块，其特征在于，所述通信模块还包括状态机，所述状态机用于在所述控制命令校验失败时将所述至少一个通信接口锁定、在所述控制命令校验成功时将所述至少一个通信接口启动。

4.根据权利要求1所述的智能微电网通信模块，其特征在于，所述存储器存储有协议序列，其中，所述协议序列包括与一种通信协议对应的通信协议ID与存储地址值。

5.根据权利要求4所述的智能微电网通信模块，其特征在于，所述存储地址值对应的所述存储器中的存储地址中存储有所述通信协议的数据序列。

6.根据权利要求1所述的智能微电网通信模块，其特征在于，所述处理器通过所述至少一个通信接口对应的通信协议对所述至少一个通信接口接收的消息进行解析。

7.根据权利要求1所述的智能微电网通信模块，其特征在于，所述通信接口包括以下至少之一：

RS422接口，RS485接口，RS232接口，USB接口，TCPIP网络接口。

8.根据权利要求1所述的智能微电网通信模块，其特征在于，所述处理器为ARM7处理器。

9.一种智能微电网系统，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的智能微电网通信模块，以及计算机。

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