專利名稱：一種多接口網(wǎng)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種多接口網(wǎng)關(guān)
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及通信技術(shù)領(lǐng)域和工業(yè)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于工業(yè)控制所
需的多接口網(wǎng)關(guān)。背景技術(shù)：
在工業(yè)控制系統(tǒng)中，大量應(yīng)用了 DCS、 PLC、現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)等控制系統(tǒng)，將安裝于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種傳感器、變送器和執(zhí)行器通過(guò)各種線纜連接到控制系統(tǒng)中，進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的檢測(cè)和控制。然而，這些方式有一些先天的不足對(duì)某些特定的移動(dòng)設(shè)備，例如旋轉(zhuǎn)設(shè)備和經(jīng)常移動(dòng)的監(jiān)控對(duì)象，固定的線纜無(wú)法連接；線纜成本高昂，控制室與現(xiàn)場(chǎng)之間的連線有時(shí)達(dá)到上千米，眾多節(jié)點(diǎn)的連接電纜耗費(fèi)巨大；眾多的節(jié)點(diǎn)使得連線異常復(fù)雜，安裝與檢修難度巨大。因此，需要一種能夠在工業(yè)環(huán)境下使用的無(wú)線傳輸方式和無(wú)線控制網(wǎng)絡(luò)。[0003] 以ZigBee技術(shù)為代表的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)正是針對(duì)這種要求提出的。所謂無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量廉價(jià)的具有通信和計(jì)算能力的微小傳感器節(jié)點(diǎn)組成，在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)密集布設(shè)，通過(guò)無(wú)線通信方式組成一個(gè)多跳的自組織智能測(cè)控網(wǎng)絡(luò)。在多種無(wú)線傳輸協(xié)議中，ZigBee是組建無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可選技術(shù)。它具有最低的功耗(電池供電能夠連續(xù)使用幾年)和成本(節(jié)點(diǎn)價(jià)格低廉沒(méi)有電纜費(fèi)用)、足夠的傳輸速率和距離(信號(hào)傳輸距離幾百米左右，工業(yè)控制不需要很高速率)、網(wǎng)絡(luò)容量大、較好的安全性(使用AES加密算法)等特點(diǎn)。ZigBee協(xié)議在IEEE 802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上制定了網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層及安全層，是一個(gè)完整的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)成為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。 ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以作為傳統(tǒng)有線式控制網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充，在工業(yè)控制系統(tǒng)中，控制網(wǎng)絡(luò)主體仍然使用現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)等有線的總線網(wǎng)絡(luò)組建，對(duì)于適合應(yīng)用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域和設(shè)備采用ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，然后通過(guò)協(xié)調(diào)器或多接口網(wǎng)關(guān)將無(wú)線子網(wǎng)掛接到主網(wǎng)上。這樣，可使有線式控制網(wǎng)絡(luò)的不足通過(guò)引入無(wú)線子網(wǎng)得到彌補(bǔ)，兩種網(wǎng)絡(luò)互相結(jié)合形成新的混合控制網(wǎng)絡(luò)，具有更強(qiáng)的適用性。 目前，兩種網(wǎng)絡(luò)間互聯(lián)的關(guān)鍵是協(xié)調(diào)器中運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換程序。ZigBee協(xié)調(diào)器在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中以協(xié)調(diào)器的身份存在，由全功能器件(Full-Function Device, FFD)組成，它在整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中只有一個(gè)，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的建立，儲(chǔ)存著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)信息，并分配地址給新加入的設(shè)備。ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的眾多傳感器節(jié)點(diǎn)測(cè)量的信息在網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)多跳接力的方式傳輸，經(jīng)過(guò)協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)換成其他介質(zhì)和協(xié)議，傳送給外部網(wǎng)絡(luò)和用戶。[0006] 現(xiàn)有的可以應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的ZigBee協(xié)調(diào)器提供了接入控制網(wǎng)絡(luò)的接口，例如擴(kuò)展以太網(wǎng)接口用以連接互聯(lián)網(wǎng)，擴(kuò)展RS-232串行接口連接監(jiān)控計(jì)算機(jī)，擴(kuò)展RS-485串行接口連接ModBus現(xiàn)場(chǎng)總線。但是都只能提供單一接口和協(xié)議的轉(zhuǎn)換，可是工業(yè)控制中的控制總線和網(wǎng)絡(luò)種類多達(dá)數(shù)十種，硬件接口和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議互不相同。對(duì)于不同的總線接口或網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，設(shè)計(jì)人員都需要單獨(dú)設(shè)計(jì)一種專用的ZigBee協(xié)調(diào)器，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期和生產(chǎn)成本開(kāi)銷巨大。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種通用的多接口網(wǎng)關(guān)，可以滿足多種控制總線和網(wǎng)絡(luò)種類的接入需要，從而降低設(shè)計(jì)周期和生產(chǎn)成本。 為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種多接口網(wǎng)關(guān)，包括核心板，所述核心板進(jìn)一步包括微控制器模塊和存儲(chǔ)器模塊，所述微控制器模塊用于處理經(jīng)過(guò)多接口網(wǎng)關(guān)進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，包括外部總線接口 、獨(dú)立媒體接口 、USB控制器接口以及輸入輸出接口 ，所述微控制器模塊進(jìn)一步包括以太網(wǎng)控制器和數(shù)據(jù)處理單元，所述以太網(wǎng)控制器和數(shù)據(jù)處理單元集成于同一芯片內(nèi)；所述存儲(chǔ)器模塊與微控制器模塊連接，用于為微控制器模塊的運(yùn)行提供臨時(shí)的代碼和數(shù)據(jù)空間；擴(kuò)展板，所述擴(kuò)展板通過(guò)微控制器模塊所提供的外圍接口與核心板相連接，用于實(shí)現(xiàn)核心板與外部設(shè)備之間的通訊；無(wú)線通信模塊，通過(guò)串行接口與微控制器模塊之間進(jìn)行通訊，包括一通訊圓卡；以及電源模塊，用于為核心板以及上述各個(gè)模塊提供工作電源。 所述微控制器模塊可以選用ATMEL公司生產(chǎn)的AT91SAM9260或者德州儀器生產(chǎn)的Stellaris : LM3S6000等，均可以實(shí)現(xiàn)上述功能。 作為可選的技術(shù)方案，所述擴(kuò)展板進(jìn)一步包括串口通訊模塊、以太網(wǎng)通訊模塊、USB通訊模塊和人機(jī)接口模塊。所述串口通訊模塊通過(guò)微控制器模塊的外部總線接口同核心板相連接，用于進(jìn)一步連接外部的監(jiān)控計(jì)算機(jī)。所述以太網(wǎng)通訊模塊通過(guò)微控制器模塊的獨(dú)立媒體接口同核心板相連接，包括以太網(wǎng)物理層芯片，以及擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)接口 ，用于進(jìn)一步連接工業(yè)以太網(wǎng)。所述USB通訊模塊通過(guò)微控制器模塊的USB控制器同核心板相連接，包括USB主機(jī)，用于進(jìn)一步同外部移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備相連接。所述人機(jī)接口模塊通過(guò)微控制器模塊的通用輸入輸出接口同核心板相連接，包括鍵盤(pán)、指示燈和外置液晶顯示器。[0011] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，選用包括外部總線接口 、獨(dú)立媒體接口 、 USB控制器接口以及輸入輸出接口的微控制器，能夠滿足多種控制總線和網(wǎng)絡(luò)種類的接入需要，從而降低設(shè)計(jì)周期和生產(chǎn)成本。并且所述微控制器模塊進(jìn)一步包括以太網(wǎng)控制器和數(shù)據(jù)處理單元，所述微控制器的以太網(wǎng)控制器和數(shù)據(jù)處理單元集成于同一芯片內(nèi)，例如ATMEL公司生產(chǎn)的AT91SAM9260或者德州儀器生產(chǎn)的Stellaris^ LM3S6000等，可以進(jìn)一步降低微控制器模塊占用空間，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。


附圖1所示是本實(shí)用新型所述具體實(shí)施方式
中多接口網(wǎng)關(guān)的硬件構(gòu)造示意圖； 附圖2至附圖4所示分別是本實(shí)用新型所述具體實(shí)施方式
中RS232接口電路、以太網(wǎng)接口電路和無(wú)線通訊模塊外圍電路的硬件的電路圖； 附圖5所示是本實(shí)用新型所述具體實(shí)施方式
中所述多接口網(wǎng)關(guān)的系統(tǒng)程序流程圖； 附圖6所示是本實(shí)用新型所述具體實(shí)施方式
中所述多接口網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)協(xié)議結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型提供的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)多接口網(wǎng)關(guān)的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)說(shuō)明。 本具體實(shí)施方式
所述無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)多接口網(wǎng)關(guān)的硬件構(gòu)造如圖1所示，硬件板卡分為三塊，包括核心板、無(wú)線通訊模塊和擴(kuò)展底板。核心板由微控制器模塊1、存儲(chǔ)器模塊2和部分外圍電路組成，成為ARM微控制器的最小系統(tǒng)。擴(kuò)展底板包含電源模塊3、串口通訊模塊4、以太網(wǎng)通訊模塊5、 USB通訊模塊6、人機(jī)接口模塊7。上述通訊模塊都為可替換模塊電路板，能夠針對(duì)具體的物理接口要求進(jìn)行組合。 微控制器模塊1選用基于ARM926EJ-S核心的工業(yè)級(jí)微控制器AT91SAM9260，208-PQFP貼片封裝，后綴-QU。這款微控制器由ATMEL公司生產(chǎn)，主要面向工業(yè)控制與醫(yī)療電子領(lǐng)域，其功能豐富、性能強(qiáng)大，功耗在同級(jí)別產(chǎn)品中較低。AT91SAM9260的主要特性如下帶Java擴(kuò)展和DSP指令擴(kuò)展的ARM926EJ-S內(nèi)核；工作在180MHz時(shí)可達(dá)200MIPS ;32KBR0M和2個(gè)4KB SRAM ;USB2. O全速Host和Device ;Ethernet MAC;圖像傳感器接口 ；4通道10位ADC ;2個(gè)SPI接口 ；1個(gè)調(diào)試UART，5個(gè)USART，支持RS232和RS485。 AT91SAM9260內(nèi)置了多接口網(wǎng)關(guān)所需的以太網(wǎng)MAC、 USB控制器、SPI接口、 USART接口等等各種外圍接口，能夠滿足應(yīng)用要求。 電源模塊3的輸入電源由外置的交直流變壓器提供，在濾波和穩(wěn)壓處理后，由LDO芯片AMS1117-3. 3和AMS1117-1. 8分別變壓為3. 3V和1. 8V，供系統(tǒng)的各個(gè)芯片和外圍設(shè)備使用。 存儲(chǔ)器模塊2通過(guò)AT91SAM9260的外部總線接口 (EBI)擴(kuò)展，包括SDRAM、 NORFlash、NAND Flash。 SDRAM為系統(tǒng)運(yùn)行提供臨時(shí)的代碼和數(shù)據(jù)空間，采用32位數(shù)據(jù)總線結(jié)構(gòu)與ARM的位寬相同，兩片16位的SDRAM芯片HY57V281620 (后綴FTP-HI)，分別組成32位地址的高16位和低16位部分。NOR Flash提供系統(tǒng)代碼的存儲(chǔ)空間，16位數(shù)據(jù)總線結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)地址總線尋址，選用SST39VF6401B(后綴70-4I-EXE)。 NAND Flash主要提供大容量的備用代碼和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，使用8位數(shù)據(jù)總線結(jié)構(gòu)，選用K9F5608U0D。[0021] 串口通訊模塊4包括RS-232、 DEBUG和RS-485接口電路。RS-232用于連接監(jiān)控計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送和控制命令，通過(guò)ARM的USART接口連接RS-232電平轉(zhuǎn)換芯片ADM3202ARN，經(jīng)過(guò)9針?lè)叫未谳敵?。DEBUG接口為簡(jiǎn)化RS-232接口 ，只使用兩根信號(hào)線分別進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送和接收，主要用于程序調(diào)試。本實(shí)用新型將RS-232和DEBUG接口共用一片RS-232芯片，通過(guò)跳線進(jìn)行選擇。RS-485用于連接以ModBus協(xié)議為代表的現(xiàn)場(chǎng)總線，通過(guò)ARM的USART接口連接RS-485電平轉(zhuǎn)換芯片SN65HVD3082ED，經(jīng)過(guò)2針連接器輸出。RS-485電路與主系統(tǒng)的電源和信號(hào)進(jìn)行隔離，電源部分使用DC-DC器件單獨(dú)供電，信號(hào)線通過(guò)光耦器件隔離。 以太網(wǎng)通訊模lfe5由AT91SAM9260的MII(Media Ind印endent Interface)接口外接以太網(wǎng)物理層芯片LXT971ALE，經(jīng)過(guò)集成隔離變壓器的RJ45接口HY911105AE擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)接口，用以連接工業(yè)以太網(wǎng)。 USB通訊模lfe6使用AT91SAM9260的內(nèi)置USB控制器擴(kuò)展USB Host和USB Device接口，USB Host接口用于連接USB擴(kuò)展設(shè)備如移動(dòng)存儲(chǔ)器、鍵盤(pán)和其他模塊；USB Device接口與RS232接口都能連接監(jiān)控計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送和控制命令。 人機(jī)接口模塊7包括鍵盤(pán)、指示燈、外置液晶顯示器等等，通過(guò)AT91SAM9260的通用I/O總線接口擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能，按鍵提供菜單命令查詢和控制功能，外置液晶顯示器顯示工作狀態(tài)和其他信息。液晶顯示屏選用HG128643，內(nèi)置控制器，支持8X4行中文字符和圖形顯示，5V供電，工作溫度可以低至零下20攝氏度。 無(wú)線通訊模塊8設(shè)計(jì)為獨(dú)立的通訊圓卡，芯片選用TI公司的ZigBee片上系統(tǒng)芯片CC2430，支持2. 4GHz IEEE 802. 15. 4/ZigBee協(xié)議。圓卡上設(shè)計(jì)最小工作電路，具有ZigBee網(wǎng)絡(luò)配置和信息收發(fā)功能。圓卡經(jīng)過(guò)插座安裝到主系統(tǒng)板上，并在主系統(tǒng)板上進(jìn)一步擴(kuò)展JTAG調(diào)試接口 、按鍵、指示燈等外圍電路，通過(guò)SPI串行接口與AT91SAM9260進(jìn)行通訊。 以上結(jié)構(gòu)中RS232接口電路、以太網(wǎng)接口電路和無(wú)線通訊模塊外圍電路的擴(kuò)展電路原理圖如圖2至圖4所示。 在系統(tǒng)的軟件方面，因?yàn)槎嘟涌诰W(wǎng)關(guān)的功能復(fù)雜，系統(tǒng)中同時(shí)運(yùn)行的任務(wù)很多，需要根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行復(fù)雜操作，所以不能使用一般的基于前后臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)方式，必須在操作系統(tǒng)中執(zhí)行程序。由操作系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行的多個(gè)任務(wù)進(jìn)行任務(wù)管理，任務(wù)切換、信息傳
遞、中斷響應(yīng)、設(shè)備操作等等功能。針對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)際情況，操作系統(tǒng)選用yc/os-n。
ii C/OS-II是一個(gè)可搶占式多任務(wù)實(shí)時(shí)操作內(nèi)核，在任務(wù)響應(yīng)和切換速度上性能出色，系統(tǒng)
代碼量小，適合于嵌入式系統(tǒng)使用。根據(jù)使用的硬件環(huán)境，修改yc/os-n的部分代碼，將
ii c/os-n移植到多接口網(wǎng)關(guān)的主系統(tǒng)板中。 由于AT91SAM9260只有兩片4KB的內(nèi)置SRAM，不能滿足系統(tǒng)軟件的運(yùn)行空間需要，所以在系統(tǒng)啟動(dòng)后需要將程序代碼復(fù)制到外置內(nèi)存SDRAM中，并在SDRAM中執(zhí)行。程序代碼燒錄到NOR Flash中，在地址0x10000000處燒錄自編的Boot Loader程序，在地址0x10010000處燒錄C/OS-II內(nèi)核和程序代碼。裝置啟動(dòng)前將BMS跳線置于低電平選擇從EBI總線CS0片選的存儲(chǔ)器(即NOR Flash)啟動(dòng)，此時(shí)重映射標(biāo)志REMAP = 0， AT91SAM9260將NOR Flash基址0x10000000映射至0x0地址處。 系統(tǒng)程序主流程圖如圖5所示。系統(tǒng)上電后從0x0地址(即NOR Flash)處啟動(dòng)Boot Loader,為P C/OS-II的啟動(dòng)準(zhǔn)備運(yùn)行環(huán)境。Boot Loader完成部分硬件初始化，包括系統(tǒng)時(shí)鐘頻率、NOR Flash、 SDRAM和DEBUG,然后將NOR Flash地址0x10010000處開(kāi)始的程序復(fù)制到SDRAM地址0x20000000處，復(fù)制完成后跳轉(zhuǎn)到SDRAM運(yùn)行y C/OS-II。 y C/OS-II分為匯編代碼和C語(yǔ)言代碼兩部分。匯編代碼部分步驟如下(l)將異常向量表復(fù)制到SRAM0地址0x200000處，(2)進(jìn)行重映射將SRAM0映射到0x0地址處，使微控制器出現(xiàn)異常和中斷時(shí)直接從0x0地址處尋址異常處理函數(shù)，(3)將SDRAM地址0x2100000開(kāi)始的空間分配給各種CPU模式的堆棧，(4)堆棧指針指向SVC管理模式堆?？臻g，運(yùn)行C語(yǔ)言主程序。C語(yǔ)言程序進(jìn)一步進(jìn)行剩余硬件的初始化，初始化多任務(wù)操作系統(tǒng)，添加任務(wù)到任務(wù)就緒表中，最后啟動(dòng)多任務(wù)操作系統(tǒng)運(yùn)行協(xié)議棧和協(xié)議轉(zhuǎn)換程序。P C/OS-II為每個(gè)任務(wù)分配堆?？臻g和任務(wù)優(yōu)先級(jí)，高優(yōu)先級(jí)任務(wù)可以打斷低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的運(yùn)行，中斷響應(yīng)迅速并可以實(shí)現(xiàn)中斷嵌套。 無(wú)線通訊模塊在TI公司的Zstack協(xié)議棧基礎(chǔ)上編寫(xiě)應(yīng)用程序，協(xié)議棧基于一個(gè)小型的多任務(wù)操作系統(tǒng)0SAL，實(shí)行事件驅(qū)動(dòng)方式運(yùn)行。協(xié)議轉(zhuǎn)換模型以ZigBee與以太網(wǎng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換為例，如圖6所示。無(wú)線通訊模塊的CC2430作為整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多接口網(wǎng)關(guān)的重要組成部分，當(dāng)數(shù)據(jù)包從無(wú)線節(jié)點(diǎn)傳送到多接口網(wǎng)關(guān)時(shí)，按照Z(yǔ)igBee協(xié)議規(guī)范按照物理層、媒體訪問(wèn)控制層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層逐層解包，觸發(fā)事件AF_INC0MING_MSG_CMD，運(yùn)行HalSPIWrite ()函數(shù)將數(shù)據(jù)包通過(guò)SPI總線傳送給主系統(tǒng)板的ARM微控制器AT91SAM9260。 AT91SAM9260在SPI總線上接受到數(shù)據(jù)包后按照以太網(wǎng)IEEE802. 3協(xié)議規(guī)范，通過(guò)移植的TCP/IP協(xié)議棧將數(shù)據(jù)包按照麗K層、LLC層、MAC層等等重新進(jìn)行封裝，打包成以太網(wǎng)能夠接受的IEEE 802.3協(xié)議，最后通過(guò)物理層接口把數(shù)據(jù)包傳送到以太網(wǎng)上。數(shù)據(jù)流向相反時(shí)原理相同，這樣就實(shí)現(xiàn)了兩種協(xié)議的轉(zhuǎn)換和兩種網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。[0031] 本實(shí)用新型使用LwIP作為以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議棧，支持UDP、 TCP等方式，通過(guò)Modbus/TCP連接工業(yè)以太網(wǎng)，能夠完成數(shù)據(jù)采集、節(jié)點(diǎn)監(jiān)控、參數(shù)調(diào)整等功能，通過(guò)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)WEB服務(wù)頁(yè)面，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，為綜合自動(dòng)化的MES層和ERP層提供功能接口 。[0032] 以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種多接口網(wǎng)關(guān)，包括核心板，所述核心板進(jìn)一步包括微控制器模塊和存儲(chǔ)器模塊，所述微控制器模塊包括外部總線接口、獨(dú)立媒體接口、USB控制器接口以及輸入輸出接口，用于處理經(jīng)過(guò)多接口網(wǎng)關(guān)進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；所述存儲(chǔ)器模塊與微控制器模塊連接，用于為微控制器模塊的運(yùn)行提供臨時(shí)的代碼和數(shù)據(jù)空間；無(wú)線通信模塊，通過(guò)串行接口與微控制器模塊之間進(jìn)行通訊，包括一通訊圓卡；以及電源模塊，用于為核心板以及上述各個(gè)模塊提供工作電源；其特征在于，所述多接口網(wǎng)關(guān)進(jìn)一步包括擴(kuò)展板，所述擴(kuò)展板通過(guò)微控制器模塊所提供的外圍接口與核心板相連接，用于實(shí)現(xiàn)核心板與外部設(shè)備之間的通訊；所述微控制器模塊進(jìn)一步包括以太網(wǎng)控制器和數(shù)據(jù)處理單元，所述以太網(wǎng)控制器和數(shù)據(jù)處理單元集成于同一芯片內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多接口網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述擴(kuò)展板進(jìn)一步包括串口通訊模塊，所述串口通訊模塊通過(guò)微控制器模塊的外部總線接口同核心板相連接，用于進(jìn)一步連接外部的監(jiān)控計(jì)算機(jī)或ModBus現(xiàn)場(chǎng)總線。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多接口網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述擴(kuò)展板進(jìn)一步包括以太網(wǎng)通訊模塊，所述以太網(wǎng)通訊模塊通過(guò)微控制器模塊的獨(dú)立媒體接口同核心板相連接，包括以太網(wǎng)物理層芯片，以及擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)接口 ，用于進(jìn)一步連接工業(yè)以太網(wǎng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多接口網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述擴(kuò)展板進(jìn)一步包括USB通訊模塊，所述USB通訊模塊通過(guò)微控制器模塊的USB控制器同核心板相連接，包括USB主機(jī)，用于進(jìn)一步同外部移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備相連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多接口網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述擴(kuò)展板進(jìn)一步包括人機(jī)接口模塊，所述人機(jī)接口模塊通過(guò)微控制器模塊的通用輸入輸出接口同核心板相連接，包括鍵盤(pán)、指示燈和外置液晶顯示器。
專利摘要一種多接口網(wǎng)關(guān)，包括核心板，所述核心板進(jìn)一步包括微控制器模塊和存儲(chǔ)器模塊，所述微控制器模塊包括多個(gè)外部接口；擴(kuò)展板，所述擴(kuò)展板通過(guò)微控制器模塊所提供的外圍接口與核心板相連接；無(wú)線通信模塊以及電源模塊。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，選用包括多個(gè)外部接口的微控制器，能夠滿足多種控制總線和網(wǎng)絡(luò)種類的接入需要，從而降低設(shè)計(jì)周期和生產(chǎn)成本。并且所述微控制器模塊進(jìn)一步包括集成于同一芯片內(nèi)的以太網(wǎng)控制器和數(shù)據(jù)處理單元，所述以太網(wǎng)控制器和數(shù)據(jù)處理單元集成于同一芯片內(nèi)。
文檔編號(hào)H04L29/10GK201479158SQ200920208219
公開(kāi)日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月21日
發(fā)明者凌志浩, 劉承龍, 孫紅艷, 羅耀鋒 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)