制器之間的距離較遠(yuǎn)，而RS232串行接口總線適用于設(shè)備之間的通信，距離小于15m，傳輸速率小于20kb/s，并且經(jīng)常會(huì)受到外界的電氣干擾而使信號(hào)發(fā)生錯(cuò)誤，因此本實(shí)施例選用抗干擾能力強(qiáng)的RS485進(jìn)行串行通信。RS485是利用信號(hào)導(dǎo)線之間的電位差來(lái)傳輸信號(hào)，它的傳輸距離長(zhǎng)、速度快，傳輸速率最大可以達(dá)到10Mb/s，最大距離可以達(dá)到1200m，因此利用RS232/RS485轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
[0023]由于單片機(jī)所使用的是TTL電平，信息通過(guò)RS485傳送給單片機(jī)的時(shí)候，需要一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路完成RS485/TTL的電平轉(zhuǎn)換，即PC機(jī)與通信控制器進(jìn)行信息傳輸時(shí)，首先要將RS232電平轉(zhuǎn)換成RS485電平，再將RS485電平轉(zhuǎn)換成TTL電平，那么利用RS232/RS485轉(zhuǎn)換器和RS485/TTL電平轉(zhuǎn)換電路功能即可實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與通信控制器中單片機(jī)之間的遠(yuǎn)距離信息傳輸。
[0024]當(dāng)通信控制器與無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備進(jìn)行信息傳輸時(shí)，通信控制器與無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備之間的距離很近，可以直接利用無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備的RS232接口來(lái)實(shí)現(xiàn)異步串行通信。同樣的，單片機(jī)使用的TTL電平與無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備的RS232電平，需要進(jìn)行TTL/RS232電平轉(zhuǎn)換后，才能進(jìn)行信息的傳輸，因此選用TTL/RS232電平轉(zhuǎn)換電路。
[0025]通信控制器中的地址選擇電路的功能是完成PC機(jī)和無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備之間地址通道的選擇，從而實(shí)現(xiàn)在單片機(jī)的控制下，PC機(jī)與指定的無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。比如當(dāng)PC機(jī)和無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備I通信時(shí)，單片機(jī)控制地址選擇電路，打通PC機(jī)與無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備I之間的信息通道，從而實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備I之間的信息傳輸。
[0026]通信控制器中的地址識(shí)別電路的功能是當(dāng)無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備向PC機(jī)發(fā)送信息時(shí)，對(duì)發(fā)送信息的無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備進(jìn)行記錄，通過(guò)單片機(jī)控制，使得這些無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備按一定的規(guī)則與PC機(jī)進(jìn)行信息傳輸。比如當(dāng)無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備1、無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備2同時(shí)向PC機(jī)發(fā)送信息時(shí)，單片機(jī)通過(guò)地址識(shí)別電路，識(shí)別并記錄無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備I和無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備2，然后按照一定的先后順序，打通PC機(jī)與無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備1、無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備2之間的信息通道，實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備1、無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備2之間的信息傳輸。
[0027]通信控制器中的單片機(jī)最小系統(tǒng)優(yōu)選以STC12C5A60S2單片機(jī)為核心構(gòu)建的能讓單片機(jī)STC12C5A60S2正常工作的系統(tǒng)，包括復(fù)位電路、頻率為22.1184MHz的晶振電路等。
[0028]本發(fā)明工作過(guò)程如下:
[0029]當(dāng)PC機(jī)向無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備η發(fā)送信息時(shí)，以Modbus協(xié)議封裝的信息首先經(jīng)過(guò)RS232/RS485轉(zhuǎn)換器和RS485/TTL電平轉(zhuǎn)換電路的電平轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成能被通信控制器識(shí)別的信號(hào)，通信控制器接收到該信息后將Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換成無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備的協(xié)議，然后通過(guò)單片機(jī)控制地址選擇電路打通無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備η的通路鏈，接著轉(zhuǎn)換后的信息再經(jīng)過(guò)TTL/RS232電平轉(zhuǎn)換電路的電平轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成能被無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備識(shí)別的信號(hào)，最終實(shí)現(xiàn)信息從PC機(jī)至無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備η的傳送。當(dāng)某套無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備或者多套無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備向PC機(jī)發(fā)送信息時(shí)，信息首先經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成能被通信控制器識(shí)別的信號(hào)，然后通過(guò)地址識(shí)別電路辨識(shí)出申請(qǐng)通信的無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備，由此控制地址選擇電路打通這些設(shè)備與控制器之間的通路，將這些設(shè)備的信息傳送到通信控制器，通信控制器將無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換成Modbus協(xié)議并基于Modbus協(xié)議封裝信息，接著由單片機(jī)STC12C5A60S2按照一定的規(guī)則與PC機(jī)進(jìn)行通信，最終實(shí)現(xiàn)信息從無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備η至PC機(jī)的傳送。即通過(guò)本發(fā)明方案可以實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)通信。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)試制出了本實(shí)施例所描述的系統(tǒng)，并將本發(fā)明試用于某化工廠20套無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備的局域監(jiān)控、操作網(wǎng)絡(luò)組建并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)能對(duì)20套無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備如工作溫度、濕度、濃度、成分、壓力等工作狀態(tài)進(jìn)行每套每秒16次的精確、可靠監(jiān)測(cè)，能及時(shí)地響應(yīng)任一無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備的故障報(bào)警，能可靠地實(shí)現(xiàn)對(duì)任一無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備工藝流程及相關(guān)參數(shù)和操作指令的傳送。實(shí)驗(yàn)中，未發(fā)現(xiàn)信息的錯(cuò)誤傳送，試運(yùn)行情況良好。
[0031]上述實(shí)施方式旨在舉例說(shuō)明本發(fā)明可為本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)或使用，對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，故本發(fā)明包括但不限于上述實(shí)施方式，任何符合本權(quán)利要求書(shū)或說(shuō)明書(shū)描述，符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎性、創(chuàng)造性特點(diǎn)的方法、工藝、產(chǎn)品，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于串口實(shí)現(xiàn)無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備有線通信的系統(tǒng)，其特征在于，包括PC機(jī)、接口轉(zhuǎn)換器、通信控制器和若干個(gè)無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備，所述通信控制器包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、第一電平轉(zhuǎn)換電路、地址選擇電路、地址識(shí)別電路、第二電平轉(zhuǎn)換電路，所述PC機(jī)通過(guò)所述接口轉(zhuǎn)換器與所述通信控制器內(nèi)的第一電平轉(zhuǎn)換電路雙向連接，所述第一電平轉(zhuǎn)換電路與所述單片機(jī)最小系統(tǒng)的單片機(jī)雙向連通，所述單片機(jī)的第一路通過(guò)所述地址選擇電路與所述電平轉(zhuǎn)換電路連接，所述單片機(jī)的第二路與所述地址識(shí)別電路雙向連接，所述單片機(jī)的第三路與所述電平轉(zhuǎn)換電路雙向連接，所述電平轉(zhuǎn)換電路與若干個(gè)所述無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備通信連接，所述電平轉(zhuǎn)換電路將接收的所述無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備通信控制信號(hào)傳送至所述地址識(shí)別電路；所述第一電平轉(zhuǎn)換電路與所述單片機(jī)最小系統(tǒng)中一個(gè)串口連接，并通過(guò)所述接口轉(zhuǎn)換器與所述PC機(jī)相連，形成所述PC機(jī)與所述通信控制器之間的通信通路，所述單片機(jī)最小系統(tǒng)通過(guò)所述地址選擇電路構(gòu)建所述通信控制器與所述無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備之間的通信通路，并通過(guò)所述地址識(shí)別電路獲知申請(qǐng)串口通信的無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備，所述第二電平轉(zhuǎn)換電路的串口通信線路的TTL端與所述單片機(jī)最小系統(tǒng)中的另一個(gè)串口連接，其各串口輸入端子與若干個(gè)所述無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備的串口端子通過(guò)RS232對(duì)應(yīng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于串口實(shí)現(xiàn)無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備有線通信的系統(tǒng)，其特征在于，所述接口轉(zhuǎn)換器為RS232/RS485轉(zhuǎn)換器，用來(lái)將所述PC機(jī)的RS232串口通信方式與抗干擾的RS485串口通信方式進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于串口實(shí)現(xiàn)無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備有線通信的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電平轉(zhuǎn)換電路為RS485/TTL電平轉(zhuǎn)換電路，用來(lái)將所述接口轉(zhuǎn)換器發(fā)出的電平信號(hào)與所述單片機(jī)能識(shí)別的電平信號(hào)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于串口實(shí)現(xiàn)無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備有線通信的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二電平轉(zhuǎn)換電路為T(mén)TL/RS232電平轉(zhuǎn)換電路，用來(lái)將所述無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備識(shí)別的電平信號(hào)與所述單片機(jī)識(shí)別的電平信號(hào)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種基于串口實(shí)現(xiàn)無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備有線通信的系統(tǒng)，其特征在于，所述通信控制器為一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于串口實(shí)現(xiàn)無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備有線通信的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)的通信協(xié)議是Modbus通信協(xié)議。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于串口實(shí)現(xiàn)無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備有線通信的系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機(jī)為兩個(gè)或兩個(gè)以上串口的單片機(jī)。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于串口實(shí)現(xiàn)無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備有線通信的系統(tǒng)，包括PC機(jī)、接口轉(zhuǎn)換器、通信控制器和若干個(gè)無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備，通信控制器包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、第一電平轉(zhuǎn)換電路、地址選擇電路、地址識(shí)別電路、第二電平轉(zhuǎn)換電路，PC機(jī)通過(guò)接口轉(zhuǎn)換器與通信控制器內(nèi)的第一電平轉(zhuǎn)換電路雙向連接，第一電平轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)最小系統(tǒng)的單片機(jī)雙向連通，單片機(jī)的第一路通過(guò)地址選擇電路與電平轉(zhuǎn)換電路連接，單片機(jī)的第二路與地址識(shí)別電路雙向連接，單片機(jī)的第三路與電平轉(zhuǎn)換電路雙向連接，電平轉(zhuǎn)換電路與若干個(gè)無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備通信連接，電平轉(zhuǎn)換電路將接收的無(wú)地址標(biāo)識(shí)設(shè)備通信控制信號(hào)傳送至地址識(shí)別電路。
【IPC分類】H04L12-40
【公開(kāi)號(hào)】CN104579884
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510026717
【發(fā)明人】肖繼學(xué), 胥玉萍, 曾強(qiáng), 龔建全, 王澤 , 李海軍, 董圣友
【申請(qǐng)人】西華大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月19日