CN217445380U - 一种多接口交换机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及通信系统设备领域，尤其涉及一种多接口交换机。其中包括：串行接口模块，所述串行接口模块的输出端通过一TCP/IP通信模块连接至一主控模块；CAN总线接口模块，所述CAN总线接口模块的输出端通过所述TCP/IP通信模块连接至所述主控模块；以太网接口模块，所述以太网接口模块连接所述主控模块；网络总线模块，所述以太网接口模块连接所述网络总线模块。本实用新型提出的多接口交换机实现成本低，具有良好数据传输实时性，传输速率高，传输距离远，并且采集传输组成设备简单，工作电压范围宽、抗干扰能力强、防雷击及浪涌冲击，可在恶劣电气环境中长期稳定工作，可满足车载、舰载、机载等对工作环境要求严苛的使用环境。

Description

一种多接口交换机

技术领域

本实用新型涉及通信系统设备领域，尤其涉及一种多接口交换机。

背景技术

现有的采用串行、CAN总线等接口的各型设备只能进行本地数据交互，无法进行远程数据传输与信息共享。在需要对现场设备进行信息采集或远程监控时，一般采用在现场安装PC终端进行数据转换后再进行数据远程传输的方式。该方式存在传输实时性差、采集传输组成设备复杂、实现成本高、稳定性低等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种传输实时性好、采集传输组成设备简单、实现成本低、稳定性高的装置及应用。

为了实现上述目的，本实用新型提出了一种多接口交换机，包括：

串行接口模块，所述串行接口模块的输入端用于获取外部的串行传输数据，所述串行接口模块的输出端通过一TCP/IP通信模块连接至一主控模块；

CAN总线接口模块，所述CAN总线接口模块的输入端用于获取外部的 CAN总线传输数据，所述CAN总线接口模块的输出端通过所述TCP/IP通信模块连接至所述主控模块；

以太网接口模块，所述以太网接口模块连接所述主控模块，并与所述主控模块之间进行双向数据传输；

网络总线模块，所述以太网接口模块连接所述网络总线模块，并与所述网络总线模块之间进行双向数据传输。

进一步的，所述主控模块包括：

主控芯片，所述主控芯片通过所述TCP/IP通信模块分别连接所述串行接口模块和所述CAN总线接口模块；

交换芯片，所述交换芯片连接所述主控芯片，并且与所述以太网接口模块之间进行双向数据传输；

接口管理模块，所述接口管理模块分别连接所述主控芯片和所述交换芯片。

进一步的，还包括：多个外部接口，每个所述外部接口分别连接所述主控模块中的所述接口管理模块，并通过所述接口管理模块与所述主控模块之间进行双向数据传输。

进一步的，多个所述外部接口包括USB接口、UART串行接口以及RJ45 网络接口中的任意一个或多个。

进一步的，所述网络总线模块包括以太网总线；则所述以太网接口模块通过一电接口与所述以太网总线之间进行双向数据传输。

进一步的，所述网络总线模块包括光纤总线；则所述以太网接口模块通过一光接口与所述光纤总线之间进行双向数据传输。

进一步的，所述串行接口模块采用RS232接口或RS485接口实现。

进一步的，所述主控芯片采用龙芯2H型号的中央处理器实现。

进一步的，所述交换芯片采用CTC5160以太网交换芯片实现。

本实用新型提出的交换机，通过一个多接口交换机即可连接串行、总线等多种接口的现场设备，实现成本低；通过模块化设计，进行军工级宽温散热和全加固设计，稳定性高。

附图说明

图1为本实用新型的较佳的实施例中，多接口交换机的结构示意图；

具体实施方式

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作出创造性劳动的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。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

本实用新型的较佳的实施例中涉及一种多接口交换机，其结构如图1中所示，包括：

串行接口模块1，串行接口模块1的输入端用于获取外部的串行传输数据，串行接口模块1的输出端通过一TCP/IP通信模块3连接至一主控模块4；

CAN总线接口模块2，CAN总线接口模块2的输入端用于获取外部的 CAN总线传输数据，CAN总线接口模块2的输出端通过TCP/IP通信模块3 连接至主控模块4；

以太网接口模块5，以太网接口模块连接主控模块4，并与主控模块4 之间进行双向数据传输；

网络总线模块6，以太网接口模块5连接网络总线模块6，并与网络总线模块6之间进行双向数据传输。

具体地，本实施例中，上述TCP/IP通信模块3主要为一TCP/IP协议栈。

本实施例中，上述串行接口模块1可以采用RS232接口或者RS485接口实现。

串行接口模块1，通过交换机转换，除具备常规串口功能外，还具备 Modbus网关的功能。能够将标准的RS232或者RS485串口信号转换成TCP/IP 网络信号，实现RS232或者RS485串口设备与TCP/IP网络之间的双向数据透明传输，或根据需要做Modbus TCP与Modbus RTU协议之间的转换，或者Modbus TCP与Modbus ASCII协议之间的转换。使得串口设备能够立即具备TCP/IP网络接口功能，连接网络进行数据通信，极大的扩展串口设备的通信距离。按照工业级电路设计标准进行设计，工作电压范围宽、抗干扰能力强、防雷击及浪涌冲击，可长期稳定工作。

本实施例中，上述CAN总线接口模块2，经TCP/IP通信模块3中的 TCP/IP协议栈通过交换机转换，可轻松完成CAN总线网络和以太网网络的互联互通。模块硬件完全按照工业级标准设计，通讯接口进行了电气隔离及防雷击处理，电源具有工作电压范围宽、防接反和防雷击保护，可在恶劣电气环境中长期稳定工作。

本实施例中，采用模块化设计，并采用6U VPX标准，进行军工级宽温散热和全加固设计，可用于车载、舰载、机载等对工作环境要求严苛的使用环境，结构稳定性高。

该多接口交换机实现成本低，通过一个多接口交换机即可连接串行、总线等多种接口的现场设备。

本实用新型的较佳的实施例中，上述主控模块4包括：主控芯片7、交换芯片8和接口管理模块9。主控芯片7通过TCP/IP通信模块3分别连接串行接口模块1和CAN总线接口模块2；交换芯片8连接主控芯片7，并且与以太网接口模块5之间进行双向数据传输；接口管理模块9分别连接主控芯片7和交换芯片8。

具体地，本实施例中，上述主控芯片7采用龙芯2H型号的中央处理器实现。

本实施例中，交换芯片8采用CTC5160以太网交换芯片实现。

本实施例中，上述接口管理模块9，可灵活方便设置通讯参数，支持WEB 网页和PC配套软件双重配置。支持TCP服务器、TCP客户端和UDP三种工作模式，总线通讯速率可根据需要随意配置，最高通讯速率为1Mbps，可根据需要打开或关闭数据缓冲功能，数据缓冲参数可根据需要灵活配置。

本实用新型的较佳的实施例中，上述多接口交换机还包括多个外部接口 10，每个上述外部接口分别连接接口管理模块9，并通过接口管理模块9与主控芯片7和交换芯片8之间进行双向数据传输。

具体的，本实施例中，上述多个外部接口10包括USB接口11、UART 串行接口12以及RJ45网络接口13等。

本实施例中，上述接口管理模块9可以与外部接口10中的一个接口连接，也可以与外部接口10中的多个接口同时连接，无需通过PC终端进行数据转换再转发，对现场设备较多的应用场合，通过简单级联即可实现接口扩充.

本实用新型的较佳的实施例中，上述网络总线模块6包括以太网总线14。

具体的，本实施例中，以太网接口模块5可以通过一电接口15与以太网总线14之间进行双向数据传输。

本实施例中，通过上述以太网总线进行以太网联网不需要拨号，直接连接电接口15就能联网，满足用户对快捷、安全、稳定的上网需求。以太网络使用载波监听多路访问及冲突检测技术，并以10M/S的速率运行。以太网包括标准的以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbit/s)和10G(10Gbit/s)以太网，具有连接容易、价格低的优点。

本实用新型的较佳的实施例中，上述网络总线模块包括为光纤总线16。

具体的，本实施例中，上述以太网接口模块5可以通过光接口17与光纤总线16之间进行双向数据传输。

本实施例中，上述光纤总网16通过光接口17进行光纤联网采用了光纤电缆作为传输介质。并且光接口17使用光纤模块，传输距离更远，数据交换量更大，数据传输实时性好，传输稳定，速度快，抗干扰能力强。

此外，本实施例中多接口交换机的工作流程，包括以下步骤：

1)上电后，进行TCP/IP协议栈的初始化；

2)根据设置参数对串行串口、CAN总线接口初始化；

3)对串行串口、CAN总线接口的端口数据进行监听；

4)监听数据经主控芯片转换处理后发送给交换芯片电路；

5)经交换芯片处理后的数据发送到以太网接口电路，通过以太网总线/ 光纤总线进行远程传输；

6)循环进行端口数据监听与转换流程。

综上所述，本实用新型提出的多接口交换机实现成本低，具有良好数据传输实时性，并且采集传输组成设备简单，工作电压范围宽、抗干扰能力强、防雷击及浪涌冲击，可在恶劣电气环境中长期稳定工作。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种多接口交换机，其特征在于，包括：

串行接口模块，所述串行接口模块的输入端用于获取外部的串行传输数据，所述串行接口模块的输出端通过一TCP/IP通信模块连接至一主控模块；

CAN总线接口模块，所述CAN总线接口模块的输入端用于获取外部的CAN总线传输数据，所述CAN总线接口模块的输出端通过所述TCP/IP通信模块连接至所述主控模块；

以太网接口模块，所述以太网接口模块连接所述主控模块，并与所述主控模块之间进行双向数据传输；

网络总线模块，所述以太网接口模块连接所述网络总线模块，并与所述网络总线模块之间进行双向数据传输。

2.根据权利要求1所述的多接口交换机，其特征在于，所述主控模块包括：

主控芯片，所述主控芯片通过所述TCP/IP通信模块分别连接所述串行接口模块和所述CAN总线接口模块；

交换芯片，所述交换芯片连接所述主控芯片，并且与所述以太网接口模块之间进行双向数据传输；

接口管理模块，所述接口管理模块分别连接所述主控芯片和所述交换芯片。

3.根据权利要求2所述的多接口交换机，其特征在于，还包括：

多个外部接口，每个所述外部接口分别连接所述主控模块中的所述接口管理模块，并通过所述接口管理模块与所述主控模块之间进行双向数据传输。

4.根据权利要求3所述的多接口交换机，其特征在于，多个所述外部接口包括USB接口、UART串行接口以及RJ45网络接口中的任意一个或多个。

5.根据权利要求1所述的多接口交换机，其特征在于，所述网络总线模块包括以太网总线；

则所述以太网接口模块通过一电接口与所述以太网总线之间进行双向数据传输。

6.根据权利要求1所述的多接口交换机，其特征在于，所述网络总线模块包括光纤总线；

则所述以太网接口模块通过一光接口与所述光纤总线之间进行双向数据传输。

7.根据权利要求1所述的多接口交换机，其特征在于，所述串行接口模块采用RS232接口或RS485接口实现。

8.根据权利要求2所述的多接口交换机，其特征在于，所述主控芯片采用龙芯2H型号的中央处理器实现。

9.根据权利要求2所述的多接口交换机，其特征在于，所述交换芯片采用CTC5160以太网交换芯片实现。

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