CN217469765U - 宽电压输入串口服务器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及串口服务器技术领域，提出了宽电压输入串口服务器，包括处理单元、串口电路和网络接口电路，串口电路和网络接口电路均与处理单元连接，串口电路用于接收和发送网络串口数据，处理单元通过网络接口电路与终端通信，还包括电源电路，电源电路用于向处理单元和串口电路供电，电源电路包括电源选择电路和电压转换电路，电源选择电路的输入端连接电源，电源选择电路的输出端连接电压转换电路的输入端，电压转换电路的输出端连接处理单元和串口电路的供电端，通过上述技术方案，解决了现有技术中串口服务器只有单独的一种供电方式，无法适应不同的现场环境使用的问题。

Description

宽电压输入串口服务器

技术领域

本实用新型涉及串口服务器技术领域，具体的，涉及宽电压输入串口服务器。

背景技术

串口服务器是一个将串口信号与网络信号相互转化的设备。在串口服务器的硬件中将串行口数据转化为网络数据，通过网络链路将网络数据传输至远端主机上的串口服务器管理软件，再将网络数据转化为虚拟串行口数据，目前传统嵌入式设备大多使用串口通信方式，现有的串口服务器只有单独的一种供电方式，无法适应不同的现场环境使用，如果在不同的现场环境使用，需要不同供电接口的串口服务器。

实用新型内容

本实用新型提出宽电压输入串口服务器，解决了现有技术中串口服务器只有单独的一种供电方式，无法适应不同的现场环境使用的问题。

本实用新型的技术方案如下：

宽电压输入串口服务器，包括处理单元、串口电路和网络接口电路，所述串口电路和所述网络接口电路均与所述处理单元连接，所述串口电路用于接收和发送网络串口数据，所述处理单元通过所述网络接口电路与终端通信，还包括电源电路，所述电源电路用于向所述处理单元和所述串口电路供电，所述电源电路包括电源选择电路和电压转换电路，所述电源选择电路的输入端连接电源，所述电源选择电路的输出端连接所述电压转换电路的输入端，所述电压转换电路的输出端连接所述处理单元和所述串口电路的供电端。

进一步，本实用新型中所述电源选择电路包括整流桥B1、场效应管Q1、场效应管Q2、稳压二极管VS1和稳压二极管VS2，所述整流桥B1的输入端连接电源，所述整流桥B1的第一输出端连接所述场效应管Q1的漏极，所述整流桥B1的第一输出端连接所述场效应管Q2的源极，所述整流桥B1的第二输出端接地，所述场效应管Q1的栅极连接所述处理单元，所述场效应管Q1的源极连接所述稳压二极管VS1的阳极，所述稳压二极管VS1的阴极连接所述场效应管Q1的栅极，所述场效应管Q1的源极作为所述电源选择电路的第一输出端，所述场效应管Q2的栅极连接所述处理单元，所述场效应管Q2的栅极连接所述稳压二极管VS2的阳极，所述稳压二极管VS2的阴极连接所述场效应管Q2的源极，所述场效应管Q2的漏极作为所述电源选择电路的第二输出端。

进一步，本实用新型中所述电压转换电路包括第一电压转换电路和第二电压转换电路，所述第一电压转换电路的输入端连接所述电源选择电路的第一输出端，所述第二电压转换电路的输入端连接所述电源选择电路的第二输出端，所述第一电压转换电路包括电压变换器P1、保险丝F2、电感L1、电阻R2和电阻R3，所述电压变换器P1的输入端通过所述保险丝F2连接所述电源选择电路的第一输出端，所述电压变换器P1的输出端连接所述电感L1的第一端，所述电感L1的第二端连接所述电阻R2的第一端，所述电阻R2通过所述电阻R3接地，所述电感L1的第二端输出5V直流电压。

进一步，本实用新型中所述第二电压转换电路包括电压变换器P4，所述电压变换器P4的输入端连接所述电源选择电路的第二输出端，所述电压变换器P4的输出端输出5V直流电压。

进一步，本实用新型中还包括保护电路，所述保护电路包括第一保护电路和第二保护电路，所述第一保护电路连接所述电源选择电路的第一输出端，所述第二保护电路连接所述电源选择电路的第二输出端，所述第一保护电路和所述第二保护电路的结构相同，所述第一保护电路包括瞬态抑制二极管D1、电容C7、电阻R6、稳压二极管VS3、电阻R7、二极管D2、场效应管Q3和场效应管Q4，所述瞬态抑制二极管D1的第一端连接所述场效应管Q1的源极，所述瞬态抑制二极管D1的第二端接地，所述电容C7并联在所述瞬态抑制二极管D1上，所述电阻R6的第一端连接所述场效应管Q1的源极，所述电阻R6的第二端连接所述场效应管Q4的栅极，所述电阻R6的第二端连接所述稳压二极管VS3的阴极，所述稳压二极管VS3的阳极连接所述二极管D2的阳极，所述电阻R7的第一端连接所述电阻R6的第二端，所述电阻R7的第二端连接所述二极管D2的阳极，所述二极管D2的阴极接地，所述场效应管Q4的漏极接地，所述场效应管Q4的源极连接所述场效应管Q3的源极，所述场效应管Q3的栅极连接所述场效应管Q4的栅极，所述场效应管Q3的漏极接地。

进一步，本实用新型中所述串口电路包括收发器U5和接口P5，所述收发器U5的第一发送端连接所述处理单元的接收端，所述收发器U5的第一接收端连接所述处理单元的发送端，所述收发器U5的第二发送端连接所述接口P5的第二端，所述收发器U5的第二接收端连接所述接口P5的第三端，所述接口P5用于连接外部串口设备。

进一步，本实用新型中所述网络接口电路包括网络变压器TS1和网络接口RJ45，所述网络变压器TS1的输入端连接所述网络接口RJ45，所述网络变压器TS1的输出端连接所述处理单元。

本实用新型的工作原理及有益效果为：

本实用新型中，通过串口电路将串行数据转化为网络数据，通过网络接口电路将网络数据传输至终端的串口服务器管理软件，再将网络数据转化为虚拟串行信号。数据也可以反向传播，从终端传至串口服务器硬件形成双向数据链路；电源电路采用宽电压输入的方式向处理单元和串口电路供电，在使用时可以根据需求通过电源选择电路选择合适的供电电源，最后由电压转换电路将电源电压转变为处理单元和串口电路所需的电压。

本实用新型在串口服务器的硬件中通过串口电路将串行数据转化为网络数据，通过网络接口电路将网络数据传输至终端的串口服务器管理软件，再将网络数据转化为虚拟串行信号，通过宽电压输入端的方式，满足了串口服务器适应于不同的现场环境。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型中电源选择电路的电路图；

图2为本实用新型中第一第电压转换电路的电路图；

图3为本实用新型中第二第电压转换电路的电路图；

图4为本实用新型中串口电路的电路图；

图5为本实用新型中网络接口电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1～图5所示，本实施例提出了宽电压输入串口服务器，包括处理单元、串口电路和网络接口电路，串口电路和网络接口电路均与处理单元连接，串口电路用于接收和发送网络串口数据，处理单元通过网络接口电路与终端通信，还包括电源电路，电源电路用于向处理单元和串口电路供电，电源电路包括电源选择电路和电压转换电路，电源选择电路的输入端连接电源，电源选择电路的输出端连接电压转换电路的输入端，电压转换电路的输出端连接处理单元和串口电路的供电端。

串口服务器，通常是指把串行数据流与网络数据流相互转化的一种设备，串口信号与网络信号可以相互的转换，这样能方便数据的储存、查看和分析，能够使数据发挥更大的价值；

本实施例中在串口服务器的硬件中通过串口电路将串行数据转化为网络数据，通过网络接口电路将网络数据传输至终端的串口服务器管理软件，再将网络数据转化为虚拟串行信号。数据也可以反向传播，从远端终端传至串口服务器硬件形成双向数据链路；

其中电源电路用于向处理单元和串口电路供电，为了满足大家多样化的需求，避免现有串口服务器只有一种供电电源的局限性，本实施例中采用宽电压输入的方式，在使用时可以根据需求通过电源选择电路选择合适的供电电源。

如图1所示，本实施例中电源选择电路包括整流桥B1、场效应管Q1、场效应管Q2、稳压二极管VS1和稳压二极管VS2，整流桥B1的输入端连接电源，整流桥B1的第一输出端连接场效应管Q1的漏极，整流桥B1的第一输出端连接场效应管Q2的源极，整流桥B1的第二输出端接地，场效应管Q1的栅极连接处理单元，场效应管Q1的源极连接稳压二极管VS1的阳极，稳压二极管VS1的阴极连接场效应管Q1的栅极，场效应管Q1的源极作为电源选择电路的第一输出端，场效应管Q2的栅极连接处理单元，场效应管Q2的栅极连接稳压二极管VS2的阳极，稳压二极管VS2的阴极连接场效应管Q2的源极，场效应管Q2的漏极作为电源选择电路的第二输出端。

本实施例中，当串口服务器应用于不同场景中的话，串口服务器的供电电压可能由于场景的不同而发生改变，此时可以通过处理单元控制场效应管Q1和场效应管Q2的导通和截止来选择不同的供电电压工作模式。

整流桥B1用于对电源电压进行整流，整流后送至场效应管Q1的漏极和场效应管Q2的源极，当处理单元输出高电平时，场效应管Q1导通，场效应管Q2截止，此时第一电压转换电路被接通，由第一电压转换电路向处理单元以及串口电路提供相应的工作电压，当处理单元输出低电平时，场效应管Q1截止，场效应管Q2导通，此时第二电压转换电路被接通，由第二电压转换电路向处理单元以及串口电路提供相应的工作电压。

如图2所示，本实施例中电压转换电路包括第一电压转换电路和第二电压转换电路，第一电压转换电路的输入端连接电源选择电路的第一输出端，第二电压转换电路的输入端连接电源选择电路的第二输出端，第一电压转换电路包括电压变换器P1、保险丝F2、电感L1、电阻R2和电阻R3，电压变换器P1的输入端通过保险丝F2连接电源选择电路的第一输出端，电压变换器P1的输出端连接电感L1的第一端，电感L1的第二端连接电阻R2的第一端，电阻R2通过电阻R3接地，电感L1的第二端输出5V直流电压。

当串口服务器用于不同的供电电压环境时，可以通过电源选择电路选择第一电压转换电路或第二电压转换电路为处理单元和串口电路供电，第一保护电路中本实施例选择芯片TMI33431E作为电压变换器P1，芯片TMI33431E的可应用于5V～30V的输入电压环境，此时控制处理单元向电源选择电路输出高电平，接通第一电压转换电路。

如图3所示，本实施例中第二电压转换电路包括电压变换器P4，电压变换器P4的输入端连接电源选择电路的第二输出端，电压变换器P4的输出端输出5V直流电压。

在第二第电压转换电路中本实施例选择芯片WRF4805P-3WR2作为电压变换器P4，芯片WRF4805P-3WR2的可应用于48V的输入电压环境，此时控制处理单元向电源选择电路输出低电平，接通第二电压转换电路，解决了串口服务器适应不同的现场环境使用的问题。

如图1所示，本实施例中还包括保护电路，保护电路包括第一保护电路和第二保护电路，第一保护电路连接电源选择电路的第一输出端，第二保护电路连接电源选择电路的第二输出端，第一保护电路和第二保护电路的结构相同，第一保护电路包括瞬态抑制二极管D1、电容C7、电阻R6、稳压二极管VS3、电阻R7、二极管D2、场效应管Q3和场效应管Q4，瞬态抑制二极管D1的第一端连接场效应管Q1的源极，瞬态抑制二极管D1的第二端接地，电容C7并联在瞬态抑制二极管D1上，电阻R6的第一端连接场效应管Q1的源极，电阻R6的第二端连接场效应管Q4的栅极，电阻R6的第二端连接稳压二极管VS3的阴极，稳压二极管VS3的阳极连接二极管D2的阳极，电阻R7的第一端连接电阻R6的第二端，电阻R7的第二端连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极接地，场效应管Q4的漏极接地，场效应管Q4的源极连接场效应管Q3的源极，场效应管Q3的栅极连接场效应管Q4的栅极，场效应管Q3的漏极接地。

保护电路用于保护后级电路，在实际的应用中，电源反接是不可避免的，因此需要在电路中加入保护电路，达到即使意外将电源反接，也不损坏电路中器件的目的；在串口服务器接通电源的瞬间，会产生浪涌，保护电路可以阻止浪涌对电路产生破坏；最后由电压转换电路将电源电压转变为处理单元和串口电路所需的电压。

本实施例中保护电路为两路结构相同的电路，第一保护电路中，瞬态抑制二极管D1和电容C7用于防止浪涌，浪涌是瞬间产生的超出正常工作的电压又会在瞬间消失，浪涌会产生一种很强脉冲，瞬态抑制二极管D1可以抵抗一个瞬时强电流，保护后端电路及其它元器件不受浪涌的冲击，电容C7用于阻止瞬态抑制二极管D1的瞬间钳位电压过高。

场效应管Q3、场效应管Q4、稳压二极管VS3和二极管D2组成防反接电路，在实际的应用中，电源反接是不可避免的，因此需要在电路中加入防反接保护电路，达到即使意外将电源反接，也不损坏电路中器件的目的，当输入端电源正负极正常连接时，电阻R6和电阻R7的分压电平保证高于场效应管Q3、场效应管Q4的门极阈值，场效应管Q3和场效应管Q4的漏极与源极导通，形成电路回路，电路可以正常运行；当输入端电源正负极反接时，电阻R6将场效应管Q3和场效应管Q4的栅极电压拉低到输入负极电压，场效应管Q3和场效应管Q4的源极和漏极关断，此时电源无法接入后级的电压转换电路，电路不工作，第二保护电路与第一保护电路同理，此处不再赘述。

如图4所示，本实施例中串口电路包括收发器U5和接口P5，收发器U5的第一发送端连接处理单元的接收端，收发器U5的第一接收端连接处理单元的发送端，收发器U5的第二发送端连接接口P5的第二端，收发器U5的第二接收端连接接口P5的第三端，接口P5用于连接外部串口设备。

本实施例中，串口电路有一路RS232串口信号，选用SP3221芯片作为收发器U5，RS232串口信号由SP3221芯片产生，如图4中SP3221芯片左端TXD1和RXD1连接处理单元，SP3221芯片右端232TXD1和232RXD1连接接口P5，接口P5用于连接外部串口设备。

如图5所示，本实施例中网络接口电路包括网络变压器TS1和网络接口RJ45，网络变压器TS1的输入端连接网络接口RJ45，网络变压器TS1的输出端连接处理单元。

外部串口设备通过接口P5连接串口电路后将数据传输至处理单元，处理单元处理后经网络变压器TS1至网络接口RJ45，网络接口RJ45用于连接远程终端，最终实现串行数据到网络数据，再到串行数据的双向链路；能够实时的进行数据传输；能够自动检查数据连接情况。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.宽电压输入串口服务器，包括处理单元、串口电路和网络接口电路，所述串口电路和所述网络接口电路均与所述处理单元连接，所述串口电路用于接收和发送网络串口数据，所述处理单元通过所述网络接口电路与终端通信，其特征在于，还包括电源电路，所述电源电路用于向所述处理单元和所述串口电路供电，所述电源电路包括电源选择电路和电压转换电路，所述电源选择电路的输入端连接电源，所述电源选择电路的输出端连接所述电压转换电路的输入端，所述电压转换电路的输出端连接所述处理单元和所述串口电路的供电端。

2.根据权利要求1所述的宽电压输入串口服务器，其特征在于，所述电源选择电路包括整流桥B1、场效应管Q1、场效应管Q2、稳压二极管VS1和稳压二极管VS2，所述整流桥B1的输入端连接电源，所述整流桥B1的第一输出端连接所述场效应管Q1的漏极，所述整流桥B1的第一输出端连接所述场效应管Q2的源极，所述整流桥B1的第二输出端接地，所述场效应管Q1的栅极连接所述处理单元，所述场效应管Q1的源极连接所述稳压二极管VS1的阳极，所述稳压二极管VS1的阴极连接所述场效应管Q1的栅极，所述场效应管Q1的源极作为所述电源选择电路的第一输出端，所述场效应管Q2的栅极连接所述处理单元，所述场效应管Q2的栅极连接所述稳压二极管VS2的阳极，所述稳压二极管VS2的阴极连接所述场效应管Q2的源极，所述场效应管Q2的漏极作为所述电源选择电路的第二输出端。

3.根据权利要求2所述的宽电压输入串口服务器，其特征在于，所述电压转换电路包括第一电压转换电路和第二电压转换电路，所述第一电压转换电路的输入端连接所述电源选择电路的第一输出端，所述第二电压转换电路的输入端连接所述电源选择电路的第二输出端，所述第一电压转换电路包括电压变换器P1、保险丝F2、电感L1、电阻R2和电阻R3，所述电压变换器P1的输入端通过所述保险丝F2连接所述电源选择电路的第一输出端，所述电压变换器P1的输出端连接所述电感L1的第一端，所述电感L1的第二端连接所述电阻R2的第一端，所述电阻R2通过所述电阻R3接地，所述电感L1的第二端输出5V直流电压。

4.根据权利要求3所述的宽电压输入串口服务器，其特征在于，所述第二电压转换电路包括电压变换器P4，所述电压变换器P4的输入端连接所述电源选择电路的第二输出端，所述电压变换器P4的输出端输出5V直流电压。

5.根据权利要求2所述的宽电压输入串口服务器，其特征在于，还包括保护电路，所述保护电路包括第一保护电路和第二保护电路，所述第一保护电路连接所述电源选择电路的第一输出端，所述第二保护电路连接所述电源选择电路的第二输出端，所述第一保护电路和所述第二保护电路的结构相同，所述第一保护电路包括瞬态抑制二极管D1、电容C7、电阻R6、稳压二极管VS3、电阻R7、二极管D2、场效应管Q3和场效应管Q4，所述瞬态抑制二极管D1的第一端连接所述场效应管Q1的源极，所述瞬态抑制二极管D1的第二端接地，所述电容C7并联在所述瞬态抑制二极管D1上，所述电阻R6的第一端连接所述场效应管Q1的源极，所述电阻R6的第二端连接所述场效应管Q4的栅极，所述电阻R6的第二端连接所述稳压二极管VS3的阴极，所述稳压二极管VS3的阳极连接所述二极管D2的阳极，所述电阻R7的第一端连接所述电阻R6的第二端，所述电阻R7的第二端连接所述二极管D2的阳极，所述二极管D2的阴极接地，所述场效应管Q4的漏极接地，所述场效应管Q4的源极连接所述场效应管Q3的源极，所述场效应管Q3的栅极连接所述场效应管Q4的栅极，所述场效应管Q3的漏极接地。

6.根据权利要求1所述的宽电压输入串口服务器，其特征在于，所述串口电路包括收发器U5和接口P5，所述收发器U5的第一发送端连接所述处理单元的接收端，所述收发器U5的第一接收端连接所述处理单元的发送端，所述收发器U5的第二发送端连接所述接口P5的第二端，所述收发器U5的第二接收端连接所述接口P5的第三端，所述接口P5用于连接外部串口设备。

7.根据权利要求1所述的宽电压输入串口服务器，其特征在于，所述网络接口电路包括网络变压器TS1和网络接口RJ45，所述网络变压器TS1的输入端连接所述网络接口RJ45，所述网络变压器TS1的输出端连接所述处理单元。

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