專利名稱：一種多串行協議轉以太網通訊的轉換裝置及轉換方法
技術領域：
本發明屬于一種計算機通訊中多串口轉以太網通訊的轉換裝置及方法，具體涉及一種應用嵌入式技術，編程結構采用模塊化結構和多線程技術相結合，將多種串口通訊協議格式數據轉換為以太網通訊協議格式數據，同時實現多串口轉以太網通訊的轉換裝置及轉換方法。
背景技術：
在工控領域，監控系統一般需要與多種監控設備進行通訊，采集監控設備數據并對其實現控制。目前，以太網通訊技術獲得廣泛應用，有較高實時性能要求的監控系統的數據通訊方式很多采用以太網通訊方式。而工業系統中很多設備只具有串行通訊接口，要以以太網通訊方式進行實時監控，需要實現串口設備聯網。一般采用“串口設備服務器”實現串口設備聯網，但是，由于串口設備服務器只做“數據透傳”，即在外觀形式上實現了串口轉以太網的通訊功能，而在本質上計算機仍然按照串口通訊方式進行通訊處理。對于結構復雜、串口設備種類多、通訊協議多及實時性要求高的復雜監控系統，采用此種方法不能滿足高實時性能等技術要求。
發明內容
本發明是為了克服現有技術中存在的缺點而提出的，其目的是提供一種能夠準確、實時、穩定、同時實現多串行協議轉以太網通訊的轉換裝置及轉換方法。本發明的技術方案是:一種多串行協議轉以太網通訊的轉換裝置，包括串口通訊設備、嵌入式設備、計算機監控軟件、串行通訊數據線、以太網通訊數據線。所述的串口通訊設備包括8種串口設備，嵌入式設備包括串口 Pl P8接口、網口 LANl和LAN2接口、CPU、FLASH (程序存儲器)、SDRAM (數據存儲器)，其中Pl P8接口可以設置成RS-232/RS-422/RS-485任意格式的串行通訊口，8種串口設備通過串口通訊數據線分別與串口 Pl P8連通，串口 Pl P8與CPU連通，CPU分別與FLASH和LANl、LAN2接口連通，LANl、LAN2接口通過以太網通訊數據線與計算機監控軟件連通。所述的嵌入式設備選用嵌入式工業計算機UC-7420。所述的計算機監控軟件選用組態王監控軟件。—種多串行協議轉以太網通訊轉換裝置的轉換方法，該轉換方法的軟件編程包括:開始模塊、以太網口數據處理線程模塊、串口數據處理線程模塊、結束模塊；其流程包括以下步驟:
開始模塊包括下列步驟:開始S1、初始化S2、向所有設備發送請求S3。以太網口數據處理線程模塊包括下列步驟:網口接到TCP數據包S4、解析TCP數據包S5、讀取SDRAM數據S6、組成TCP數據包S7、發送到以太網口 S8。串口數據處理線程模塊包括下列步驟:串口接到RTU數據包S9、校驗正確？ S10、如果是則進入解析RTU數據包SI 1、取出數據S12、存儲到SDRAM S13 ;如果不是則返回到串口接到RTU數據包S9。最后，程序結束S14。本發明的有益效果
本發明實現了同時將多種串口設備聯網的功能，具有實時性高、穩定性強、內核開放和擴展性強等特性，滿足許多領域的應用，易于實現系統集成。
圖1是本發明多串行協議轉以太網通訊的轉換裝置框 圖2是本發明多串行協議轉以太網通訊的轉換方法流程圖。其中:
I串口通訊設備2嵌入式設備
3計算機監控軟件4串口通訊數據線
5以太網通訊數據線6開始模塊
7以太網口數據處理線程模塊 8串口數據處理線程模塊 9結束模塊。
具體實施例方式下面，參照附圖和實施例對本發明一種多串行協議轉以太網通訊的轉換裝置及轉換方法進行詳細說明:
如圖1所示，一種多串行協議轉以太網通訊的轉換裝置包括:串口通訊設備1、嵌入式設備2、計算機監控軟件3、串行通訊數據線4、以太網通訊數據線5。其中，串口通訊設備I包括串口設備I 串口設備8共8種串口設備，嵌入式設備2包括串口 Pl P8接口、網口LANK LAN2接口、CPU、FLASH (程序存儲器)、SDRAM (數據存儲器)，其中Pl P8接口可以設置成RS-232/RS-422/RS-485任意格式的串行通訊口。串口設備I 串口設備8通過串口通訊數據線4分別與串口 Pl P8連通，串口Pl P8與CPU連通，CPU分別與FLASH和LANl、LAN2接口連通，LANl、LAN2接口通過以太網通訊數據線5與計算機監控軟件3連通。其中，嵌入式設備2選用MOXA公司的嵌入式工業計算機UC-7420，計算機監控軟件3選用北京亞控公司的組態王監控軟件。如圖2所示，本發明多串行協議轉以太網通訊的轉換方法的編程實現流程包括:開始模塊6、以太網口數據處理線程模塊7、串口數據處理線程模塊8、結束模塊9。其中，開始模塊6包括下列步驟:開始S1、初始化S2、向所有設備發送請求S3。以太網口數據處理線程模塊7包括下列步驟:網口接到TCP數據包S4、解析TCP數據包S5、讀取SDRAM數據S6、組成TCP數據包S7、發送到以太網口 S8。串口數據處理線程模塊8包括下列步驟:串口接到RTU數據包S9、校驗S10、如果校驗正確則進入解析RTU數據包SI 1、取出數據S12、存儲到SDRAM S13 ;如果不正確則返回到串口接到RTU數據包S9。最后，程序結束S14。本發明的工作過程是: 程序運行后，首先執行開始模塊6，開始SI啟動通訊轉換程序后，初始化S2進行初始化變量、分配數據存儲器，然后向所有設備發送請求S3發送所有設備的數據請求命令；當串口數據處理線程模塊8接收到串口 RTU數據包S9時，將接收到的串口 RTU數據包根據其通訊協議進行校驗S10，如果校驗不正確將丟棄掉此數據包，如果校驗正確將解析RTU數據包S11，取出數據S12將參數數據存儲到數據存儲器SDRAM S13中；同時，以太網口數據處理線程模塊7也在執行其功能，當以太網口數據處理線程模塊7接收到網口 TCP數據包S4時，根據TCP協議解析TCP數據包S5，然后讀取SDRAM數據S6將TCP數據包中所請求的數據取出，組成TCP數據包S7將所請求的數據打包成TCP格式數據包，發送到以太網口 S8。
這樣實現了多串口轉以太網通訊轉換功能，在程序結束以前，串口數據處理線程模塊8與以太網網口數據處理線程模塊7 —直運行，進行連續、穩定的通訊轉換。當停止通訊轉換功能時，執行結束模塊4，結束S14釋放內存，終止程序。
本發明實現了多串口轉以太網通訊功能，具有實時性高、穩定性強、內核開放和擴展性強等特性。適用于構成復雜、串口設備種類多、通訊協議種類多、穩定性、實時性及擴展性要求很高的監控系統，可以方便管理多種不同通訊設備和協議，易于實現系統集成。
權利要求
1.一種多串行協議轉以太網通訊的轉換裝置，包括串口通訊設備(I)、嵌入式設備(2)、計算機監控軟件(3)、串行通訊數據線(4)、以太網通訊數據線(5)，其特征在于:所述的串口通訊設備(I)包括串口設備I 串口設備8共八種串口設備，嵌入式設備(2 )包括串口 Pl P8 接口、網口 LANl、LAN2 接 口、CPU、FLASH (程序存儲器)、SDRAM，其中 Pl P8接口可以設置成RS-232/RS-422/RS-485任意格式的串行通訊口，串口設備I 串口設備8通過串口通訊數據線(4)分別與串口 Pl P8連通，串口 Pl P8與CPU連通，CPU分別與FLASH和LANl、LAN2接口連通，LANl、LAN2接口通過以太網通訊數據線(5)與計算機監控軟件(3)連通。
2.根據權利要求1所述的一種多串行協議轉以太網通訊的轉換裝置，其特征在于:所述的嵌入式設備(2 )選用嵌入式工業計算機UC-7420。
3.根據權利要求1所述的一種多串行協議轉以太網通訊的轉換裝置，其特征在于:所述的計算機監控軟件3選用組態王監控軟件。
4.根據多串行協議轉以太網通訊的轉換裝置的轉換方法，其特征在于:該轉換方法的軟件編程包括:開始模塊(6)、以太網口數據處理線程模塊(7)、串口數據處理線程模塊(8)、結束模塊(9);其流程包括以下步驟:開始模塊(6)包括下列步驟:開始S1、初始化S2、向所有設備發送請求S3 ； 以太網口數據處理線程模塊(7)包括下列步驟:網口接到TCP數據包S4、解析TCP數據包S5、讀取SDRAM數據S6、組成TCP數據包S7、發送到以太網口 S8 ； 串口數據處理線程模塊(8)包括下列步驟:串口接到RTU數據包S9、校驗正確？ S10、如果是則進入解析RTU數據包SI 1、取出數據S12、存儲到SDRAM S13 ;如果不是則返回到串口接到RTU數據包S9 ； 最后，程序結束S14。
全文摘要
本發明公開了一種多串行協議轉以太網通訊的轉換裝置及轉換方法，其裝置包括串口通訊設備、嵌入式設備、計算機監控軟件、串行通訊數據線、以太網通訊數據線。其方法包括以下步驟開始S1、初始化S2、向所有設備發送請求S3；網口接到TCP數據包S4、解析TCP數據包S5、讀取SDRAM數據S6、組成TCP數據包S7、發送到以太網口S8；串口接到RTU數據包S9、校驗正確？S10、如果是則進入解析RTU數據包S11、取出數據S12、存儲到SDRAMS13；如果不是則返回到串口接到RTU數據包S9。最后，程序結束S14。本發明所實現了同時將多種串口設備聯網的功能，具有實時性高、穩定性強、內核開放和擴展性強等特性，滿足許多領域的應用，易于實現系統集成。
文檔編號H04L12/28GK103200195SQ20131010785
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月29日 優先權日2013年3月29日
發明者劉蓮花, 楊文喜, 但勇軍 申請人:核工業理化工程研究院