一種智能防溜系統(tǒng)協(xié)調(diào)器裝置及通信方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵路運(yùn)輸列車溜逸監(jiān)控領(lǐng)域，具體涉及一種智能防溜系統(tǒng)協(xié)調(diào)器及通?目方法。
技術(shù)背景
[0002]隨著鐵路運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，中間站車輛防溜作業(yè)的智能化要求也越來越高。目前，國內(nèi)部分車站已采用基于Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)的智能防溜系統(tǒng)，其中協(xié)調(diào)器(也稱網(wǎng)絡(luò)控制器)是該系統(tǒng)重要節(jié)點(diǎn)之一。其主要作用是通過TCP/IP通信或RS485通信，將接收到的來自鐵鞋的無線數(shù)據(jù)傳送至遠(yuǎn)端監(jiān)控計(jì)算機(jī)。
[0003]現(xiàn)有的TCP/IP通訊多采用高端微處理器與網(wǎng)卡相連，然而對(duì)于智能防溜系統(tǒng)，協(xié)調(diào)器的主要作用是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從無線網(wǎng)絡(luò)到有線網(wǎng)絡(luò)的傳輸，對(duì)于這樣一種僅需數(shù)據(jù)簡單傳輸處理的裝置，若采用高端微處理器，存在硬件成本高，片上資源浪費(fèi)嚴(yán)重等問題，且開發(fā)周期長，維護(hù)成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明公開了一種智能防溜系統(tǒng)協(xié)調(diào)器裝置及通信方法，在降低了系統(tǒng)硬件成本的同時(shí)，簡化了程序控制流程，縮短了開發(fā)周期。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種智能防溜系統(tǒng)協(xié)調(diào)器裝置，該裝置包括單片機(jī)、網(wǎng)卡、RS485芯片和無線模塊，RS485芯片、網(wǎng)卡均與遠(yuǎn)端監(jiān)控計(jì)算機(jī)相連;單片機(jī)作為主控制器，一方面采用SPI總線與網(wǎng)卡連接，實(shí)現(xiàn)TCP/IP通訊；另一方面連接RS485芯片，利用RS485通信的固有特征，簡化程序控制流程。
[0007]作為上述方案的優(yōu)選，將RS485芯片的發(fā)射引腳DI接地，RS485芯片的讀寫控制引腳RE/DE與單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)引腳Tx相連，當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)引腳Tx引腳輸出低電平時(shí)，RS485芯片的Α、Β線間輸出低電平，否則輸出高電平；當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)引腳Tx引腳無信號(hào)輸出時(shí)，讀寫控制引腳RE/DE引腳保持高電平，此時(shí)RS485芯片處于接收數(shù)據(jù)狀態(tài)，從而不需要使用讀寫控制引腳RE/DE引腳控制數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送，簡化了程序控制流程。
[0008]作為上述方案的優(yōu)選，所述單片機(jī)與RS485芯片之間采用光耦隔離。
[0009]一種智能防溜系統(tǒng)協(xié)調(diào)器裝置的通信方法，基于本發(fā)明所述的一種智能防溜系統(tǒng)協(xié)調(diào)器裝置，其基于SPI總線的TCP/IP通訊流程包括如下步驟:
[0010]a)初始化SPI總線；
[00? ? ] b)判斷是否已建立套接字socket:若是，轉(zhuǎn)向步驟e ；否則，轉(zhuǎn)向步驟c ；
[0012]c)創(chuàng)建socke t并啟動(dòng)計(jì)數(shù)器一，轉(zhuǎn)向步驟d ；
[0013]d)判斷計(jì)數(shù)是否達(dá)到5次:若是，程序結(jié)束;否則，轉(zhuǎn)向步驟b;
[0014]e)判斷是否已建立連接:若是，轉(zhuǎn)向步驟h;否則，轉(zhuǎn)向步驟e ；
[0015]f)向服務(wù)器發(fā)起建立連接請(qǐng)求并啟動(dòng)計(jì)數(shù)器二，轉(zhuǎn)向步驟g;
[0016]g)判斷計(jì)數(shù)是否達(dá)到5次:若是，程序結(jié)束;否則，轉(zhuǎn)向步驟h;
[0017]h)判斷是否收到無線數(shù)據(jù):若收到，轉(zhuǎn)向步驟j;否則，啟動(dòng)定時(shí)器，轉(zhuǎn)向步驟i;
[00? 8]i)判斷是否計(jì)時(shí)到10分鐘:若是，發(fā)送心跳包，轉(zhuǎn)向步驟η;否則，轉(zhuǎn)向步驟h ；
[0019]j)判斷無線數(shù)據(jù)是鐵鞋數(shù)據(jù)還是路由數(shù)據(jù):若是鐵鞋數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)向步驟k;否則轉(zhuǎn)向步驟I;
[0020]k)鐵鞋數(shù)據(jù)打包，轉(zhuǎn)向步驟m;
[0021]I)路由數(shù)據(jù)打包，轉(zhuǎn)向步驟m;
[0022]m)發(fā)送數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)向步驟m;
[0023]η)關(guān)閉socket，轉(zhuǎn)向步驟O;
[0024]ο)釋放SPI總線。
[0025]本發(fā)明的有益效果:
[0026]本發(fā)明是針對(duì)鐵路運(yùn)輸中列車防溜系統(tǒng)而提出的一種協(xié)調(diào)器裝置及通信方法，采用低成本單片機(jī)而非高端微處理器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在無線網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)絡(luò)間的傳輸，在保證穩(wěn)定通信的同時(shí)，降低了硬件成本，簡化了設(shè)計(jì)流程，縮短了開發(fā)周期，并減少了維護(hù)成本。
【附圖說明】
[0027]圖1是智能防溜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖
[0028]圖2是本發(fā)明協(xié)調(diào)器硬件結(jié)構(gòu)圖
[0029]圖3是本發(fā)明RS485通訊模塊結(jié)構(gòu)圖
[0030]圖4是本發(fā)明基于SPI的TCP/IP通訊流程[0031 ] 具體實(shí)施過程
[0032]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0033]如圖1所示，智能防溜系統(tǒng)由鐵鞋、路由器、協(xié)調(diào)器裝置和遠(yuǎn)端監(jiān)控計(jì)算機(jī)組成，協(xié)調(diào)器裝置作為該系統(tǒng)中一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，主要作用實(shí)現(xiàn)網(wǎng)間數(shù)據(jù)傳輸。
[0034]如圖2所示，協(xié)調(diào)器裝置包括單片機(jī)、網(wǎng)卡、RS485芯片和無線模塊;單片機(jī)作為主控制器，采用串行外設(shè)接口 SPI總線與網(wǎng)卡連接，實(shí)現(xiàn)TCP/IP通訊。
[0035]如圖3所示，RS485芯片采用SP3485EN，其發(fā)射引腳DI接地，其讀寫控制引腳RE/DE與單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)引腳Tx相連，當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)引腳Tx引腳輸出低電平時(shí)，A、B線輸出低電平，否則輸出高電平；當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)引腳Tx引腳無信號(hào)輸出時(shí)，讀寫控制引腳RE/DE引腳保持高電壓，此時(shí)RS485芯片處于接收數(shù)據(jù)狀態(tài)，不再需要使用讀寫控制引腳RE/DE引腳控制數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送;考慮到通訊的穩(wěn)定性，在優(yōu)選的實(shí)施例中，單片機(jī)與RS485芯片之間可以采用光親隔咼。
[0036]協(xié)調(diào)器裝置中的無線模塊采用CC2530，與智能防溜系統(tǒng)中的路由器通信。
[0037]如圖4所示，基于SPI總線的TCP/IP通訊過程如下:
[0038]a)初始化SPI總線；
[0039]b)判斷是否已建立套接字socket:若是，轉(zhuǎn)向步驟e;否則，轉(zhuǎn)向步驟c;
[°04°] c)創(chuàng)建socket并啟動(dòng)計(jì)數(shù)器一，轉(zhuǎn)向步驟d;
[0041 ] d)判斷計(jì)數(shù)是否達(dá)到5次:若是，程序結(jié)束;否則，轉(zhuǎn)向步驟b;[0042 ] e)判斷是否已建立連接:若是，轉(zhuǎn)向步驟h;否則，轉(zhuǎn)向步驟e ；
[0043 ] f)向服務(wù)器發(fā)起建立連接請(qǐng)求并啟動(dòng)計(jì)數(shù)器二，轉(zhuǎn)向步驟g;
[0044]g)判斷計(jì)數(shù)是否達(dá)到5次:若是，程序結(jié)束;否則，轉(zhuǎn)向步驟h;
[0045]h)判斷是否收到無線數(shù)據(jù):若收到，轉(zhuǎn)向步驟j;否則，啟動(dòng)定時(shí)器，轉(zhuǎn)向步驟i;
[0046]i)判斷是否計(jì)時(shí)到10分鐘:若是，發(fā)送心跳包，轉(zhuǎn)向步驟η;否則，轉(zhuǎn)向步驟h ；
[0047]j)判斷無線數(shù)據(jù)是鐵鞋數(shù)據(jù)還是路由數(shù)據(jù):若是鐵鞋數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)向步驟k;否則轉(zhuǎn)向步驟I;
[0048]k)鐵鞋數(shù)據(jù)打包，轉(zhuǎn)向步驟m;
[0049]I)路由數(shù)據(jù)打包，轉(zhuǎn)向步驟m;
[0050]m)發(fā)送數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)向步驟m;
[0051 ] η)關(guān)閉socket，轉(zhuǎn)向步驟O;
[0052]ο)釋放SPI總線。
[0053]綜上所述，本發(fā)明以單片機(jī)為主控制器，與網(wǎng)卡間采用SPI總線連接，并利用RS485通信的固有特征，降低了硬件成本，簡化RS485通訊程序的控制流程，縮短了開發(fā)周期。
[0054]本發(fā)明已通過上述實(shí)施例及其【附圖說明】清楚，在不背離本發(fā)明精神和實(shí)質(zhì)的情況下，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明做出相應(yīng)變化和修正，這些變化和修正都屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
[0055]本發(fā)明未涉及方法均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能防溜系統(tǒng)協(xié)調(diào)器裝置，其特征在于:該裝置包括單片機(jī)、網(wǎng)卡、RS485芯片和無線模塊，RS485芯片、網(wǎng)卡均與遠(yuǎn)端監(jiān)控計(jì)算機(jī)相連;單片機(jī)作為主控制器，一方面采用SPI總線與網(wǎng)卡連接，實(shí)現(xiàn)TCP/IP通訊；另一方面連接RS485芯片，利用RS485通信的固有特征，簡化程序控制流程。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能防溜系統(tǒng)協(xié)調(diào)器裝置，其特征在于，將RS485芯片的發(fā)射引腳DI接地，RS485芯片的讀寫控制引腳RE/DE與單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)引腳Tx相連，當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)引腳Tx引腳輸出低電平時(shí)，RS485芯片的A、B線間輸出低電平，否則輸出高電平；當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)引腳Tx引腳無信號(hào)輸出時(shí)，讀寫控制引腳RE/DE引腳保持高電平，此時(shí)RS485芯片處于接收數(shù)據(jù)狀態(tài)，從而不需要使用讀寫控制引腳RE/DE引腳控制數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送，簡化了程序控制流程。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能防溜系統(tǒng)協(xié)調(diào)器裝置，其特征在于:所述單片機(jī)與RS485芯片之間采用光耦隔離。4.一種智能防溜系統(tǒng)協(xié)調(diào)器裝置的通信方法，基于權(quán)利要求1所述的一種智能防溜系統(tǒng)協(xié)調(diào)器裝置，其特征在于:其基于SPI總線的TCP/IP通訊流程包括如下步驟: a)初始化SPI總線； b)判斷是否已建立套接字socket:若是，轉(zhuǎn)向步驟e;否則，轉(zhuǎn)向步驟c; c)創(chuàng)建socket并啟動(dòng)計(jì)數(shù)器一，轉(zhuǎn)向步驟d; d)判斷計(jì)數(shù)是否達(dá)到5次:若是，程序結(jié)束;否則，轉(zhuǎn)向步驟b; e)判斷是否已建立連接:若是，轉(zhuǎn)向步驟h;否則，轉(zhuǎn)向步驟e； f)向服務(wù)器發(fā)起建立連接請(qǐng)求并啟動(dòng)計(jì)數(shù)器二，轉(zhuǎn)向步驟g; g)判斷計(jì)數(shù)是否達(dá)到5次:若是，程序結(jié)束;否則，轉(zhuǎn)向步驟h; h)判斷是否收到無線數(shù)據(jù):若收到，轉(zhuǎn)向步驟j;否則，啟動(dòng)定時(shí)器，轉(zhuǎn)向步驟i; i)判斷是否計(jì)時(shí)到10分鐘:若是，發(fā)送心跳包，轉(zhuǎn)向步驟η;否則，轉(zhuǎn)向步驟h； j)判斷無線數(shù)據(jù)是鐵鞋數(shù)據(jù)還是路由數(shù)據(jù):若是鐵鞋數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)向步驟k;否則轉(zhuǎn)向步驟I; k)鐵鞋數(shù)據(jù)打包，轉(zhuǎn)向步驟m; I)路由數(shù)據(jù)打包，轉(zhuǎn)向步驟m ； m)發(fā)送數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)向步驟m ； η)關(guān)閉socket，轉(zhuǎn)向步驟O; ο)釋放SPI總線。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能防溜系統(tǒng)協(xié)調(diào)器裝置及通信方法，該裝置包括單片機(jī)、網(wǎng)卡、RS485芯片和無線模塊；單片機(jī)作為主控制器，采用串行外設(shè)接口SPI總線與網(wǎng)卡連接，實(shí)現(xiàn)TCP/IP通訊；利用RS485通信的固有特征，設(shè)計(jì)合理的外圍接口電路。在保證穩(wěn)定通信的同時(shí)，降低了硬件成本，簡化了設(shè)計(jì)流程，縮短了開發(fā)周期，并減少了維護(hù)成本。
【IPC分類】G05B19/042, G06F13/42
【公開號(hào)】CN105607533
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510982688
【發(fā)明人】陳夕松, 王凱, 繆銳, 王曉俊, 方鑫, 朱文龍, 金玉書, 祁大偉, 陳國平
【申請(qǐng)人】南京富島信息工程有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2015年12月24日