專利名稱：信號處理方法及網關的制作方法
技術領域：
本發明實施例涉及通信技術領域，尤其涉及一種信號處理方法及網關。
背景技術：
L0NW0RKS控制網絡是當前較為流行的現場總線之一，它是由美國Echelon公司推出并與Motorola、Toshiba公司共同倡導，于1992年正式公布而形成的。其網絡芯片Neuron芯片集成了國際標準化組織(International Standard Organization,簡稱ISO) /開放系統互連模型(Open System Interconnection,簡稱0SI)的全部七層協議，同時具有通信和控制功能，提供了 34種常見的輸入/輸出(Input/Output，簡稱1/0)控制對象，工作溫度范圍寬(_40°C 85°C )。·L0NW0RKS控制網絡的信號傳輸介質可為雙絞線、電力線、無線、紅外線、光纜，支持總線型、環型、自由拓撲型等網絡拓撲形式，網絡收發器有直接驅動、EIA-422型、變壓器耦合接口三種形式，滿足了不同要求，同時傳輸信號采用差分曼徹斯特編碼，使網絡具有很強的抗干擾能力。在采用雙絞線、波特率為78比特每秒(bps)的通信網時的直接通信距離可達到2700米(m)，加上其功能強大的硬件支持，使得可以很容易在一定的空間范圍內構成功能繁多的系統。L0NW0RKS控制網絡的介質存取控制(Media Access Control,簡稱MAC)米用了可預測 P 堅持(Predictive P-Persistent)載波偵聽多路訪問(Carrier Sense MultipleAccess，簡稱CSMA)，使得在網絡超載時仍保持很高的吞吐量；網絡結構可采用主從式和對等式。具有配套的節點、路由器、網關等設備的開發、調試和安裝設備，集成化的開發環境使得系統的開發調試簡單易行，可實現網絡的離線、在線設計、在線調試或通過IP網的遠程調試。L0NW0RKS控制網絡的網絡通信采用了面向對象的設計方法，應用編程時不用花時間考慮通信部分的繁瑣編程；而且它具有集成化的開發環境，易于開發、安裝和調試。正因為L0NW0RKS控制網絡的上述優勢，很多網絡設備都配備了 L0NW0RKS總線接口。另外，RS422接口也是網絡設備的一個常用接口。但是，現有技術中還無法實現L0NW0RKS總線接口和RS422接口的互通。
發明內容
本發明實施例提供一種信號處理方法及網關，用于實現L0NW0RKS總線接口和RS422接口的互通。—方面，本發明實施例提供了一種信號處理方法，包括接收外部L0NW0RKS總線傳遞的L0NW0RKS總線信號；對所述L0NW0RKS總線信號進行協議轉換和信號格式轉換，生成RS422信號；對所述RS422信號進行電氣特性轉換，生成RS422物理信號，并發送。另一方面，本發明實施例提供了一種信號處理方法，包括
接收外部的RS422物理信號，對所述RS422物理信號進行電氣特性轉換，生成RS422信號；對所述RS422信號進行協議轉換和信號格式轉換，生成L0NW0RKS總線信號；將L0NW0RKS總線信號發送到外部L0NW0RKS總線上。再一方面，本發明實施例提供了一種網關，包括用于連接外部L0NW0RKS總線的L0NW0RKS總線接口 ；用于協議轉換和信號格式轉換的收發器，與所述L0NW0RKS總線接口連接；用于電氣特性轉換的RS422接口，與所述收發器連接。以上多個技術方案中的至少一個技術方案具有如下優點或有益效果本發明實施例采用了對RS422物理信號進行電氣特性轉換，生成RS422信號，對RS422信號進行協議轉換和信號格式轉換生成L0NW0RKS總線信號的技術手段，可以實現傳遞L0NW0RKS總線信號的L0NW0RKS總線接口和傳遞RS422物理信號的RS422接口的互通。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對 于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例一提供的一種信號處理方法的流程示意圖；圖2為本發明實施例二提供的一種信號處理方法的流程示意圖；圖3為本發明實施例三提供的一種網關的結構示意圖；圖4為L0NW0RKS總線接口的一種電路示意圖；圖5為收發器的一種電路示意圖；圖6為RS422接口的一種電路示意圖；圖1為存儲器的一種電路不意圖；圖8為RS232接口的一種電路示意圖。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。圖1為本發明實施例一提供的一種信號處理方法的流程示意圖。如圖1所示，該方法包括步驟101、接收外部L0NW0RKS總線傳遞的L0NW0RKS總線信號；舉例來說，本發明實施例提供的網關接收外部L0NW0RKS總線傳遞的L0NW0RKS總線信號。具體地，該網關可以通過內部的L0NW0RKS總線接口連接外部L0NW0RKS總線，并通過外部L0NW0RKS總線連接到外部的L0NW0RKS總線接口。步驟102、對所述L0NW0RKS總線信號進行協議轉換和信號格式轉換，生成RS422信號;L0NW0RKS總線信號和RS422信號的協議和信號格式均不同，具體地，L0NW0RKS總線信號遵循LonTalk協議，RS422信號遵循應用層的協議。步驟102生成的所述RS422信號承載與所述L0NW0RKS總線信號同樣的信息。步驟103、對所述RS422信號進行電氣特性轉換，生成RS422物理信號，并發送。這里的RS422物理信號是滿足RS422物理電氣性能的信號。具體地，網關可以通過內部的RS422接口將RS422物理信號發送給外部的RS422接口。本發明實施例采用了對L0NW0RKS總線信號進行協議轉換和信號格式轉換生成RS422信號，對RS422信號進行電氣特性轉換生成RS422物理信號的技術手段，可以實現傳遞L0NW0RKS總線信號的L0NW0RKS總線接口和傳遞RS422物理信號的RS422接口的互通。圖2為本發明實施例二提供的一種信號處理方法的流程示意圖。如圖2所示，該方法包括 步驟201、接收外部的RS422物理信號，對所述RS422物理信號進行電氣特性轉換，生成RS422信號；舉例來說，本發明實施例提供的網關接收外部的RS422物理信號。具體地，該網關可以通過內部的RS422接口連接外部的RS422接口，并接收外部的RS422接口發送的RS422
物理信號。步驟202、對所述RS422信號進行協議轉換和信號格式轉換，生成L0NW0RKS總線信號;
L0NW0RKS總線信號和RS422信號的協議和信號格式均不同，具體地，L0NW0RKS總線信號遵循LonTalk協議，RS422信號遵循應用層的協議。步驟102生成的所述L0NW0RKS總線信號承載與所述RS422信號同樣的信息。步驟203、將L0NW0RKS總線信號發送到外部L0NW0RKS總線上。具體地，網關可以通過內部的L0NW0RKS總線接口將L0NW0RKS總線信號發送到外部L0NW0RKS總線上。通常，外部L0NW0RK總線還連接外部的L0NW0RKS總線接口。本發明實施例采用了對RS422物理信號進行電氣特性轉換，生成RS422信號，對RS422信號進行協議轉換和信號格式轉換生成L0NW0RKS總線信號的技術手段，可以實現傳遞L0NW0RKS總線信號的L0NW0RKS總線接口和傳遞RS422物理信號的RS422接口的互通。本領域普通技術人員可以理解實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，執行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。圖3為本發明實施例三提供的一種網關的結構示意圖。如圖3所示，該網關包括用于連接外部L0NW0RKS總線的L0NW0RKS總線接口 31 ；用于協議轉換和信號格式轉換的收發器32，與L0NW0RKS總線接口 31連接；用于電氣特性轉換的RS422接口 33，與收發器32連接。為了保存收發器32在進行協議轉換和信號格式轉換時產生的動態數據，在本發明的一個可選的實施例中，該網關還包括存儲器34，與收發器32連接。為了對網關進行監控和數據配置，在本發明的又一可選的實施例中，該網關還包括用于串口監控和數據配置的RS232接口 35，與收發器32連接。具體地，網關可以通過RS232接口 35連接到管理服務器，管理員可以通過管理服務器對網關進行數據配置，對其工作狀態進行監控，及時發現故障。在本發明的又一可選的實施例中，RS422接口 33具體包括電氣隔離電路，與收發器32連接；RS422協議控制器，與所述隔離電路連接；RS422接插件，與所述RS422協議控制器連接。實際應用中，網關的上述組成部分分別有多種實現形式。舉例來說，L0NW0RKS總線接口采用芯片FT-X2芯片實現，收發器采用芯片FT3150實現等，電氣隔離電路采用光耦器HCPL-0661實現，RS422協議控制器采用芯片MAX488實現，RS422接插件采用接插件J390實現。
具體地，L0NW0RKS總線接口 31包括芯片FT-X2，所述芯片FT-X2的管腳I和管腳2連接外部L0NW0RKS總線；收發器32包括芯片FT3150，所述芯片FT3150的管腳28連接所述芯片FT-X2的管腳5，所述芯片FT3150的管腳29連接所述芯片FT-X2的管腳6 ；所述電氣隔離電路包括兩個光稱器HCPL-0661,其中一個光稱器HCPL-0661的管腳4連接所述芯片FT3150的管腳16，另一光耦器HCPL-0661的管腳6連接所述芯片FT3150的管腳14 ；所述RS422協議控制器包括芯片MAX488，所述芯片MAX488的管腳3連接所述一個光耦器HCPL-0661的管腳6，所述芯片MAX488的管腳2連接所述另一光耦器HCPL-0661的
管腳4 ；所述RS422接插件包括接插件J390，所述接插件J390的管腳2分別與所述芯片MAX488的管腳7、8連接，所述接插件J390的管腳4、5分別與所述芯片MAX488的管腳5連接。L0NW0RKS總線接口 31還可以包括八個二極管BAV99，其中四個二極管BAV99分別連接所述芯片FT-X2的管腳5和管腳6，另四個二極管BAV99分別連接所述芯片FT-X2的管腳I和管腳2。收發器32還可以包括用于監控的芯片DS1233Z-5，所述芯片DS1233Z-5的復位管腳與所述芯片FT3150的復位管腳連接；存儲器接口電路，與所述芯片FT3150的電源管腳連接；數據采集接口電路，與所述芯片FT3150的時鐘管腳、服務管腳、復位管腳連接。存儲器34包括芯片29C512，所述芯片29C512的數據線管腳和地址線管腳與所述芯片FT3150的數據線管腳和地址線管腳連接，所述芯片29C512的寫信號、使能信號、片選信號管腳分別與所述芯片FT3150的讀寫信號、使能信號、地址信號管腳連接。RS232接口 35具體包括芯片MAX232，所述芯片MAX232的管腳12連接所述芯片FT3150的管腳2，所述芯片MAX232的管腳11連接所述芯片FT3150的管腳3 ；
串口 RS232，所述串口 RS232的管腳2連接所述芯片MAX232的管腳13，所述串口RS232的管腳3連接所述芯片MAX232的管腳14。圖4為L0NW0RKS總線接口的一種電路示意圖；圖5為收發器的一種電路示意圖；圖6為RS422接口的一種電路示意圖；圖7為存儲器的一種電路示意圖；圖8為RS232接口的一種電路不意圖。如圖4 8所示，FT3150的管腳14和管腳16，作為串口通訊的數據接收和數據發送管腳，FT3150的管腳14連接到光耦器HCPL-0661的管腳6，串行總線上的數據通過接插件J390的管腳2接收，通過MAX488內部變換處理成滿足FT3150的電氣特性的RS422信號，由MAX488的管腳2經光耦器HCPL-0661送到FT3150處理；FT3150的管腳16連接到另一光耦器HCPL-0661的管腳4，串口發送數據通過FT3150的管腳16發送到另一光耦器HCPL-0661的管腳4，通過MAX488芯片內部變換處理成滿足實際串口物理總線上需求的電氣特性信號后通過接插件J390的管腳4發送。FT-X2是L0NW0RKS總線接口的通訊變壓器，為了能夠提高總線電磁兼容性能，還可以在在通訊線路上添加防止總線上電壓過高的輔助器件BAV99、電容、壓敏電阻。FT3150除了能滿足基本的L0NW0RKS通訊需求，同時也能作為處理器，完成簡單的數據采集功能，FT3150的外圍主要包括監控芯片DS1233Z-5、存儲器接口、數據采集接口等。DS1233Z-5用于監控電源電壓，當電源電壓低于FT3150供電電壓一定幅值后復位FT3150。
29C512的數據線管腳和地址線管腳直接與FT3150相應的數據線管腳和地址線管腳連接，29C512的管腳31、管腳24、管腳22分別為寫信號、使能信號、片選信號，這些信號的邏輯關系是基于FT3150的讀寫信號、使能信號、地址信號的邏輯或和邏輯與非變換出來的。芯片MAX488完成RS422鏈路層功能，支持TIA/EIA-422-A規范；電氣隔離電路以光耦器HCPL-0661為核心的，將差分信號進行電氣隔離。RS422接口通過電氣隔離電路進行電氣信號隔離調整，再經RS422協議控制器轉化電氣差分信號，對RS422網絡進行操作在本發明的又一可選的實施例中，網關(也稱為板卡)包括一路RS232接口、一個L0NW0RKS總線接口、存儲器、L0NW0RKS智能收發器(即收發器32)和6路RS422接口。一路RS232接口用于監控板卡啟動和工作時運行狀態信息，配置板卡運行參數。存儲器用于板卡存放運行配置參數。該板卡具有L0NW0RKS總線接口，通訊協議為LonTalk。該板卡的L0NW0RKS智能收發器除了能滿足基本的L0NW0RKS通訊需求，同時也能作為處理器。本發明實施例采用了通過RS422接口進行RS422信號和RS422物理信號之間電氣特性轉換，通過收發器進行RS422信號和L0NW0RKS總線信號之間的協議轉換和信號格式轉換的技術手段，可以實現傳遞L0NW0RKS總線信號的L0NW0RKS總線接口和傳遞RS422物理信號的RS422接口的互通。最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。
權利要求
1.一種信號處理方法,其特征在于,包括接收外部L0NW0RKS總線傳遞的L0NW0RKS總線信號；對所述L0NW0RKS總線信號進行協議轉換和信號格式轉換，生成RS422信號；對所述RS422信號進行電氣特性轉換，生成RS422物理信號，并發送。
2.—種信號處理方法,其特征在于,包括接收外部的RS422物理信號，對所述RS422物理信號進行電氣特性轉換，生成RS422信號;對所述RS422信號進行協議轉換和信號格式轉換，生成L0NW0RKS總線信號；將L0NW0RKS總線信號發送到外部L0NW0RKS總線上。
3.—種網關，其特征在于，包括用于連接外部L0NW0RKS總線的L0NW0RKS總線接口 ；用于協議轉換和信號格式轉換的收發器，與所述L0NW0RKS總線接口連接；用于電氣特性轉換的RS422接口，與所述收發器連接。
4.根據權利要求3所述的網關，其特征在于，還包括存儲器，與所述收發器連接。
5.根據權利要求4所述的網關，其特征在于，還包括用于串口監控和數據配置的RS232接口，與所述收發器連接。
6.根據權利要求5所述的網關，其特征在于，所述RS422接口具體包括電氣隔離電路，與所述收發器連接；RS422協議控制器，與所述隔離電路連接；RS422接插件，與所述RS422協議控制器連接。
7.根據權利要求6所述的網關，其特征在于，所述L0NW0RKS總線接口包括芯片FT-X2，所述芯片FT-X2的管腳I和管腳2連接外部L0NW0RKS總線；所述收發器包括芯片FT3150，所述芯片FT3150的管腳28連接所述芯片FT-X2的管腳5，所述芯片FT3150的管腳29連接所述芯片FT-X2的管腳6 ；所述電氣隔離電路包括兩個光耦器HCPL-0661，其中一個光耦器HCPL-0661的管腳4連接所述芯片FT3150的管腳16，另一光耦器HCPL-0661的管腳6連接所述芯片FT3150的管腳14 ；所述RS422協議控制器包括芯片MAX488，所述芯片MAX488的管腳3連接所述一個光耦器HCPL-0661的管腳6，所述芯片MAX488的管腳2連接所述另一光耦器HCPL-0661的管腳4 ；所述RS422接插件包括接插件J390，所述接插件J390的管腳2分別與所述芯片MAX488的管腳7、8連接，所述接插件J390的管腳4分別與所述芯片MAX488的管腳5、6連接。
8.根據權利要求4所述的網關，其特征在于，所述存儲器包括芯片29C512，所述芯片29C512的數據線管腳和地址線管腳與所述芯片FT3150的數據線管腳和地址線管腳連接，所述芯片29C512的寫信號、使能信號、片選信號管腳分別與所述芯片FT3150的讀寫信號、使能信號、地址信號管腳連接。
9.根據權利要求5所述網關，其特征在于，所述RS232接口具體包括芯片MAX232，所述芯片MAX232的管腳12連接所述芯片FT3150的管腳2，所述芯片MAX232的管腳11連接所述芯片FT3150的管腳3 ；串口 RS232，所述串口 RS232的管腳2連接所述芯片MAX232的管腳13，所述串口 RS232的管腳3連接所述芯片MAX232的管腳14。
10.根據權利要求7所述的網關，其特征在于，所述收發器還包括 用于監控的芯片DS1233Z-5，所述芯片DS1233Z-5的復位管腳與所述芯片FT3150的復位管腳連接； 存儲器接口電路，與所述芯片FT3150的電源管腳連接； 數據采集接口電路，與所述芯片FT3150的時鐘管腳、服務管腳、復位管腳連接。
11.根據權利要求10所述的網關，其特征在于，所述LONWORKS總線接口還包括八個二極管BAV99，其中四個二極管BAV99分別連接所述芯片FT-X2的管腳5和管腳6，另四個二極管BAV99分別連接所述芯片FT-X2的管腳I和管腳2。
全文摘要
本發明實施例提供一種信號處理方法及網關。網關包括用于連接外部LONWORKS總線的LONWORKS總線接口電路；用于協議轉換和信號格式轉換的收發器，與所述LONWORKS總線接口電路連接；用于電氣特性轉換的RS422接口電路，與所述收發器連接。本發明實施例采用了通過RS422接口電路進行RS422信號和RS422物理信號之間電氣特性轉換，通過收發器進行RS422信號和LONWORKS總線信號之間的協議轉換和信號格式轉換的技術手段，可以實現傳遞LONWORKS總線信號的LONWORKS總線接口和傳遞RS422物理信號的RS422接口的互通。
文檔編號H04L12/66GK103051524SQ20111030704
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月11日 優先權日2011年10月11日
發明者王忠福, 王延超, 連承華 申請人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發中心