專利名稱：串口通信適配器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及通信適配器，更具體地說，涉及一種串口通信適配器。
背景技術：
云臺或高速球機等可控監(jiān)控終端都是采用RS422/RS485接口串連在一條 總線上，通過一臺主控機控制，屬于單主系統(tǒng)總線。每個終端通過地址碼區(qū) 分，地址碼相同的每個終端不能接在同一總線上。在云臺控制協(xié)議(如 PELC0-P、 PELCO-D等)中地址碼只占一個字符，其范圍為0-255,由于同一 總線上地址碼不能重復， 一條總線上最多連接256個終端，超過這個數量就 必須分多條總線控制。而且，RS422/RS485的總線驅動能力也有限， 一條總線 上能承載的終端通常在120個以內。所以現(xiàn)行的很多系統(tǒng)中常用串口擴展設 備來擴展主控設備所能控制的終端數量。
目前市面上常用的串口擴展設備有與矩陣控制器配套的碼分配器、串口 共享器、串口服務器、串口卡幾種；
碼分配器通常與矩陣控制器配套，其通用性不強。碼分配器也具有地址 分組功能，可擴展的終端可達1000個以上，但沒有優(yōu)先級管理功能，通常不 支持多主控制功能，只能配套在矩陣控制器上使用。
串口共享器通常是將1-4個輸入口輸入的數據廣播到2-8個輸出口上。 支持多主控制功能，但不能地址分組， 一臺設備最多只能接256個終端。
串口服務器和串口卡常用來擴充電腦的串口，采用網絡或PCI插卡的方 式，在電腦上裝上相應驅動來實現(xiàn)，使用上跟電腦上標配的串口差不多；這 種采用擴充方式，穩(wěn)定性不夠，而且使用、管理比較麻煩。
這些串口擴充設備要么功能單一，通用性不強，要么使用復雜、不夠穩(wěn) 定。對于現(xiàn)在日益發(fā)展，動則數百上千個監(jiān)控終端的視頻監(jiān)控系統(tǒng)來說，顯然不夠。
實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的串口擴充設備功能 單一、通用性不強、使用復雜、不夠穩(wěn)定等缺陷，提供一種串口通信適配器。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是構造一種串口通信適 配器，包括殼體，在殼體上設置有用于與串口通信設備相連接的輸入輸出接 口、以及與網絡相連接的網絡接口，在殼體內設置有串口驅動模塊、用于數 據交換和處理的微控制處理模塊、以及第一供電單元；其中，微控制處理模
塊分別與串口驅動模塊、網絡接口、以及第一供電單元相電連接，串口驅動 模塊與輸入輸出接口電連接。
在本實用新型所述的串口通信適配器中，微控制處理模塊包括協(xié)議轉換 單元、路由優(yōu)先級控制單元和中央處理單元，其中，中央處理單元分別與協(xié) 議轉換單元和路由優(yōu)先級控制單元電連接，協(xié)議轉換單元與串口驅動模塊電 連接。
在本實用新型所述的串口通信適配器中，串口驅動模塊是RS422/485/232 驅動模塊。
在本實用新型所述的串口通信適配器中，在殼體內還設置有用于存儲數 據的存儲裝置，其與微控制處理模塊電連接。
在本實用新型所述的串口通信適配器中，第一供電單元是5V 20VDC電源。
在本實用新型所述的串口通信適配器中，在殼體上設置有第二供電單元， 其包括電源插座。
在本實用新型所述的串口通信適配器中，電源插座是兩個抽頭的電源插 座或三個抽頭的電源插座。
實施本實用新型的串口通信適配器，具有以下有益效果由于可以將具 有不同通信協(xié)議的串口通信設備連接起來，因此通用性和兼容性較強，是統(tǒng) 一的、可擴展標準化開放接口；另外，除了協(xié)議轉換外，還可以進行路由選擇和優(yōu)先級控制，因此功能多樣化；進一步，由于以模塊化方式設計，可以 把模塊放到不同的產品上使用，可減少各個產品的成本，同時使用方便、性
能穩(wěn)定o


下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中 圖1是本實用新型串口通信適配器一實施例的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示,在本實用新型的串口通信適配器第一實施例中，包括殼體1,
在殼體1上設置有用于與串口通信設備相連接的一個或多個輸入輸出接口 2、 以及與網絡相連接的網絡接口 3,在殼體1內設置有串口驅動模塊(一個輸入
輸出接口對應一個串口驅動模塊)、用于數據交換和處理的微控制處理模塊、 以及第一供電單元；其中，微控制處理模塊分別與串口驅動模塊、輸入輸出 接口2、網絡接口3、以及第一供電單元相電連接，串口驅動模塊與輸入輸出 接口電連接。在該適配器中，大部分功能在模塊上實現(xiàn)，所以主板只需要做 模塊之間的連接，進行低成本的設計即可快速地根據客戶的要求定制不同外 型及串口數據。另外，微控制處理模塊包括協(xié)議轉換單元、路由優(yōu)先級控制 單元和中央處理單元，其中，中央處理單元分別與協(xié)議轉換單元和路由優(yōu)先 級控制單元電連接，協(xié)議轉換單元與串口驅動模塊電連接。對于輸入輸出接 口采用模塊方式設計以方便維修或支持不同的接口。在進行數據處理時，串 口驅動模塊在接收到串口通信設備發(fā)送的數據后，發(fā)送到微控制處理模塊將 其轉換成一預定統(tǒng)一的通信協(xié)議數據，再由路由優(yōu)先級控制單元。進一步地, 串口驅動模塊可以實施為RS422/485/232驅動模塊。
在實施中，在該適配器的殼體1內還設置有存儲裝置，其與微控制處理 模塊電連接。該存儲裝置可存儲微控制處理模塊在工作過程中的處理數據。 另外，在該實施方式中，可以取消串口驅動模塊，在其內部可設置針對每個 輸入輸出方式控制上述輸入輸出接口 2的硬件的多個驅動軟件，同時上述輸入輸出接口 2具有從上述串口通信適配器向串口通信設備供給時鐘信號的第 二特定端子，同時使上述微控制處理模塊與該時鐘信號的供給/非供給相聯(lián)動 地啟動同步型/非同步型的串口輸入輸出方式的驅動軟件，基于此時從上述串 口通信設備返回的應答來選擇時鐘同步型/非時鐘同步型中的任何一個的串 口輸入輸出方式的驅動軟件。
對于該串口通信適配器的供電電源，其中，第一供電單元是5V 20VDC 電源。另外，還可在殼體1上設置有第二供電單元，其包括電源插座，以通 過市電進行供電。該電源插座是兩個抽頭的電源插座或三個抽頭的電源插座。
另外，對于該串口通信適配器的具體實施以應用于視頻監(jiān)控系統(tǒng)中對云 臺或高速球機的地址分組與控制、協(xié)議轉換、控制優(yōu)先級管理時，其硬件設 計上可采用ARM9+FPGA+嵌入式0S設計，內置看門狗，可以長時間不間斷工作。 設備功能上每一個擴充串口 (以下簡稱串口)的速率、協(xié)議、總線模式 (RS422/RS485)、優(yōu)先級都可以配置。每個串口的輸入的數據經過配置，可 以路由到任何一個(組)串口上；提供網絡RJ45接口，可以通過網絡管理配 置設備，也可以通過網絡發(fā)送云臺控制指令，控制任何一個端口總線上的終 端；內置優(yōu)先級管理與接口，通過網絡指令可以獨占某一路球機的控制，從 而可以阻止其它優(yōu)先級低的用戶。這一功能在現(xiàn)今半數字半模擬的視頻監(jiān)控 系統(tǒng)中，尤其有用，用戶可以配置網絡用戶的優(yōu)先級比前端模擬矩陣所接的 串口高，這樣網絡用戶就可以通過獨占功能，阻止前端用戶?？梢越鉀Q很多 客戶遇到的當前端模擬矩陣的用戶正在控制某路球機時，網絡用戶根本無法 控制的問題。可對終端地址分組管理，每個串口都可以配置一地址范圍，也 可以多個串口共用一地址范圍。
對于地址分配與路由規(guī)則，串口的地址(addr)和掩碼(mask)類似網絡的 IP地址和子網掩碼，只有指令的目標地址與掩碼相與后等于該串口的地址,指 令才會從該串口發(fā)送出去，如
Id Type Protocol Prior Addr MaskGrpMask OutAddr
1 0 PELCO-P32 00000100 FFFFFF00 FFFFFF00 00000100
2 0 PELCO-P33 00000200 FFFFFF00 FFFFFF00 000001003 0 PELCO-P34 00000300 FFFFFF00 FFFFFF00 00000100
4 0 PELCO-P35 00000400 FFFFFF00 FFFFFF00 00000100
當一條指令的目標地址為0x00000208時，
0x00000208 & 0xffffff00 = 0x00000200 它將從l號串口發(fā)送出去.
指令的目標地址分為普通地址，廣播地址和組播地址.由地址碼的 最高兩位標識
0000 (addr二0x0氺氺氺氺氺^i"t0力，il^4"
0100 (addr:Ox扭林林林)為組播指令
1000 (addr=0x8*******)為廣播指令 普通指令的目標地址與Mask相與后，得出目標串口地址，例子如上述. 組播指令的目標地址與GrpMask相與后,得目標出串口地址，例如
IdTypeProtocolPrior AddrMask GrpMaskOutAddr
10PELC0-P3200000100FFFFFF00 FFFFFF0000000100
20PELCO-P3300000140FFFFFFOO FFFFFFOO00000100
30PELCO-P3400000180FFFFFFOO FFFFFFOO00000100
40PELCO-P35000001C0FFFFFFOO FFFFFFOO00000100
上面的地址劃分可以看出，0,1， 2， 3四個串口為一組(四個串口地址 (Addr)與GrpMask相與后值相同)，對于使用一個字符作目標地址 的云臺協(xié)議來說,它將地址空間分四段，分別是
0- 63接在串口 O上
64 - 127接在串口 l上
128 - 191接在串口 2上
192 - 255接在串口 3上
如果要將一指令發(fā)送到四個串口其目標地址類似這樣 0x40000l林
如果只要發(fā)送到1號串口 ，指令目標地址應為0x0000014*
組播指令將忽略地址剩余位，并發(fā)送到設備的所有串口
當串口收到一個指令包時,0utAddr將加到指令的目標地址上,通常
云臺指令的目標地址只有一個字符，如一個PELC0-P的指令 AO 41 01 00 02 03 AF 41
從4號串口輸入,那么它的目標地址是 0x41 I 0x00000100 = 0x00000141
從上面的描述可以知道，該指令將從1號串口輸出。
對于優(yōu)先級管理策略，串口通信適配器可以從串口接收控制指令，也可 以從RJ45網絡接收控制指令。當從串口接收指令時，串口支持的協(xié)議采用可 擴展設計，常用的球機標準協(xié)議有PELCO-P、 PELC0-D等，及產品自定義的私 有協(xié)議。如果是串口配置的是標準協(xié)議，則該串口的優(yōu)先級在串口配置項中 指定，即從該串口輸入的指令都具有同一優(yōu)先級。如果串口配置的是本公司 定的私有協(xié)議，則優(yōu)先級包含在協(xié)議的指令碼中。當從RJ45網絡接收指令時， 網絡指令只支持私有協(xié)議，優(yōu)先級包含在指令碼中。
本實用新型是通過幾個具體實施例進行說明的，本領域技術人員應當明 白，在不脫離本實用新型范圍的情況下，還可以對本實用新型進行各種變換 及等同替代。另外，針對特定情形或具體情況，可以對本實用新型做各種修 改，而不脫離本實用新型的范圍。因此，本實用新型不局限于所公開的具體 實施例，而應當包括落入本實用新型權利要求范圍內的全部實施方式。
權利要求1、一種串口通信適配器，包括殼體，其特征在于，在殼體上設置有用于與串口通信設備相連接的輸入輸出接口、以及與網絡相連接的網絡接口，在殼體內設置有串口驅動模塊、用于數據交換和處理的微控制處理模塊、以及第一供電單元；其中，微控制處理模塊分別與串口驅動模塊、網絡接口、以及第一供電單元相電連接，串口驅動模塊與輸入輸出接口電連接。
2、 根據權利要求l所述的串口通信適配器，其特征在于，微控制處理模塊包括協(xié)議轉換單元、路由優(yōu)先級控制單元和中央處理單元，其中，中央處理 單元分別與協(xié)議轉換單元和路由優(yōu)先級控制單元電連接，協(xié)議轉換單元與串口 驅動模塊電連接。
3、 根據權利要求1或2所述的串口通信適配器，其特征在于，串口驅動 模塊是RS422/485/232驅動模塊。
4、 根據權利要求3所述的串口通信適配器，其特征在于，在殼體內還設置有用于存儲數據的存儲裝置，其與微控制處理模塊電連接。
5、 根據權利要求3所述的串口通信適配器，其特征在于，第一供電單元 是5V 20VDC電源。
6、 根據權利要求5所述的串口通信適配器，其特征在于，在殼體上設置 有第二供電單元，其包括電源插座。
7、 根據權利要求6所述的串口通信適配器，其特征在于，電源插座是兩 個抽頭的電源插座或三個抽頭的電源插座。
專利摘要本實用新型涉及一種串口通信適配器，包括殼體，在殼體上設置有用于與串口通信設備相連接的輸入輸出接口、以及與網絡相連接的網絡接口，在殼體內設置有串口驅動模塊、用于數據交換和處理的微控制處理模塊、以及第一供電單元；其中，微控制處理模塊分別與串口驅動模塊、網絡接口、以及第一供電單元相電連接，串口驅動模塊與輸入輸出接口電連接。由于可以將具有不同通信協(xié)議的串口通信設備連接起來，因此通用性和兼容性較強，是統(tǒng)一的、可擴展標準化開放接口；另外，除了協(xié)議轉換外，還可以進行路由選擇和優(yōu)先級控制，因此功能多樣化；由于以模塊化方式設計，可以把模塊放到不同的產品上使用，可減少各個產品的成本，同時使用方便、性能穩(wěn)定。
文檔編號H04L12/40GK201230321SQ20082009463
公開日2009年4月29日 申請日期2008年6月13日 優(yōu)先權日2008年6月13日
發(fā)明者張胤龍, 施欣欣, 林錦松, 袁道仁, 閆建兵 申請人:深圳市信義科技有限公司