一種以太網(wǎng)絡(luò)與串口協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種以太網(wǎng)絡(luò)與串口協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，包接口電路接收其他設(shè)備發(fā)送來的串口協(xié)議數(shù)據(jù)并發(fā)送至微處理器，微處理器對報文數(shù)據(jù)添加TCP或者UDP報頭信息，轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)絡(luò)的報文數(shù)據(jù)，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片以及網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送到以太網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)接口電路接收來自以太網(wǎng)絡(luò)的TCP或者UDP報文數(shù)據(jù)，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)芯片發(fā)送給微處理器進(jìn)行處理，微處理器對報文數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，提取數(shù)據(jù)信息，然后轉(zhuǎn)換成串口協(xié)議數(shù)據(jù)經(jīng)接口電路發(fā)送。本實用新型具有設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、功耗低、成本低、體積小、效率高等優(yōu)點，可用于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與串口數(shù)據(jù)之間進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換傳輸。
【專利說明】一種以太網(wǎng)絡(luò)與串口協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到以太網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與串口設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著以太網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，設(shè)備儀器通過以太網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與信息匯聚處理已成為一種發(fā)展趨勢。
[0003]傳統(tǒng)的設(shè)備儀器都帶有串口并可進(jìn)行串口數(shù)據(jù)傳輸，但很多都不支持網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸。這帶來了網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)端通信管理的不便。
[0004]通過給帶有串口的設(shè)備儀器配置以太網(wǎng)絡(luò)與串口協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置可使得設(shè)備儀器增加網(wǎng)絡(luò)通信功能，并將該網(wǎng)絡(luò)通信信道作為串口來使用，滿足網(wǎng)絡(luò)化信息管理的需要。
[0005]目前市場上的以太網(wǎng)絡(luò)與串口協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置設(shè)備復(fù)雜，不適于低成本高可靠性的網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、功耗低、體積小、成本低、效率高的以太網(wǎng)絡(luò)與串口協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:包括微處理器、接口電路、網(wǎng)絡(luò)芯片和網(wǎng)絡(luò)接口 ；接口電路與微處理器相連接，微處理器通過網(wǎng)絡(luò)芯片連接網(wǎng)絡(luò)接口 ；接口電路接收其他設(shè)備發(fā)送來的串口協(xié)議數(shù)據(jù)并發(fā)送至微處理器，微處理器對報文數(shù)據(jù)添加TCP或者UDP報頭信息，轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)絡(luò)的報文數(shù)據(jù)，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片以及網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送到以太網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)接口電路接收來自以太網(wǎng)絡(luò)的TCP或者UDP報文數(shù)據(jù)，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)芯片發(fā)送給微處理器進(jìn)行處理，微處理器對報文數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，提取數(shù)據(jù)信息，然后轉(zhuǎn)換成串口協(xié)議數(shù)據(jù)經(jīng)接口電路發(fā)送。
[0008]所述微處理器的型號為LPC1114。
[0009]所述網(wǎng)絡(luò)芯片的型號為DM9000。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:由于采用接口電路、微處理器、網(wǎng)絡(luò)芯片與網(wǎng)絡(luò)接口相聯(lián)接構(gòu)成。接口電路為微處理器的電源控制、燒寫升級、串口數(shù)據(jù)交換及信號輸出接口，接口電路接收其他設(shè)備發(fā)送來的串口協(xié)議數(shù)據(jù)經(jīng)微處理器處理，微處理器對報文數(shù)據(jù)添加TCP或者UDP報頭信息，轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)絡(luò)的報文數(shù)據(jù)，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片以及網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送到以太網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)接口電路接收來自以太網(wǎng)絡(luò)的TCP或者UDP報文數(shù)據(jù)，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)芯片發(fā)送給微處理器進(jìn)行處理，微處理器對報文數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，提取數(shù)據(jù)信息，然后轉(zhuǎn)換成串口協(xié)議數(shù)據(jù)經(jīng)接口電路發(fā)送。本發(fā)明實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)報文數(shù)據(jù)與串口協(xié)議數(shù)據(jù)之間的透明轉(zhuǎn)換。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的電氣原理方框圖。
[0012]圖2是本發(fā)明的電子線路原理圖。

【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，本發(fā)明包括但不僅限于下述實施例。
[0014]本發(fā)明包括:對整機(jī)進(jìn)行控制的微處理器；接口電路，該電路與微處理器相連接；網(wǎng)絡(luò)芯片，該電路分別與微處理器和網(wǎng)絡(luò)接口相連接；網(wǎng)絡(luò)接口，該電路與網(wǎng)絡(luò)芯片相連接。
[0015]本發(fā)明的微處理器的型號為LPC1114。
[0016]本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)芯片的型號為DM9000。
[0017]圖1是本發(fā)明的電氣原理方框圖，參見圖1。在圖1中,本發(fā)明由接口電路、微處理器、網(wǎng)絡(luò)芯片、網(wǎng)絡(luò)接口連接構(gòu)成。微處理器分別與接口電路、網(wǎng)絡(luò)芯片相連接。網(wǎng)絡(luò)芯片分別與網(wǎng)絡(luò)接口與微處理器相連接。分別來自接口電路與網(wǎng)絡(luò)接口的串口協(xié)議數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)報文數(shù)據(jù)通過微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，在微處理器內(nèi)部對需要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析或者打包，以另外一種協(xié)議格式送出，實現(xiàn)以太網(wǎng)絡(luò)與串口協(xié)議數(shù)據(jù)的透明轉(zhuǎn)換。
[0018]在圖2中，本實施例的接口電路由插座J1、電阻R5、電容C2連接構(gòu)成。3.3伏供電電壓VDD由插座Jl的I腳輸入，電源地VSS由插座Jl的8腳輸入。插座Jl的4腳通過電阻R5接電源VDD，通過電容C2接地VSS。
[0019]本實施例的微處理器由集成電路Ul構(gòu)成，集成電路Ul的型號為LPC1114LQFP48/301。集成電路Ul的4腳接插座Jl的2腳、43腳接插座Jl的3腳、3腳接插座Jl的4腳、42腳接插座Jl的5腳、47腳接插座Jl的6腳、46腳接插座Jl的7腳。集成電路Ul的14、17、18、22、23、27、28、29、32、33、34、35腳接網(wǎng)絡(luò)芯片。集成電路Ul的8、44腳接電源VDD，集成電路Ul的5、41腳接地VSS。
[0020]本實施例的網(wǎng)絡(luò)芯片由集成電路U2、晶體振蕩器Yl、電感L1、電容C4、電容C5、電阻R6、電阻R7構(gòu)成，集成電路U2的型號為DM9000CEP。集成電路U2的37腳接集成電路Ul的14腳、36腳接集成電路Ul的17腳、35腳接集成電路Ul的18腳、32腳接集成電路Ul的22腳。集成電路U2的SDO?SD7端通過總線分別接集成電路Ul的23、27、28、29、32、33、34、35腳。集成電路U2的I腳通過電阻R7接地GND，21腳通過電阻R6接電源。集成電路U2的23、30、42腳接電源VDD, 15、33、41、45腳接地VSS, 5、6、47、48腳接地GND0集成電路U2的43、44腳分別接晶體振蕩器Yl的兩端，并分別通過電容C4、C3接地VSS。集成電路U2的2、3、4、7、8、9、38、39腳與網(wǎng)絡(luò)接口相連。地VSS與地GND通過電感LI連接。
[0021]本實施例的網(wǎng)絡(luò)接口由RJ45接口 J2、電容Cl、電容C2、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R8、電阻R9構(gòu)成，RJ45網(wǎng)絡(luò)接口的型號為HR911105A。RJ45接口 J2的4、5腳短接與集成電路U2的2、9腳相連。RJ45接口 J2的3腳與集成電路U2的3腳相連、6腳接集成電路U2的4腳、I腳接集成電路U2的7腳、2腳接集成電路U2的8腳。電阻Rl連接RJ45接口 J2的6腳，并通過電容Cl接地GND。電阻R2連接RJ45接口 J2的3腳，并通過電容Cl接地GND。電阻R3連接RJ45接口 J2的I腳，并通過電容C3接地GND。電阻R4連接RJ45接口 J2的2腳，并通過電容C3接地GND。RJ45接口 J2的10腳通過串聯(lián)電阻R8與集成電路U2的39相連接。RJ45接口 J2的11腳通過串聯(lián)電阻R9與集成電路U2的38相連接。RJ45接口 J2的9、12腳接電源VDD。RJ45接口 J2的8、13、14腳接地GND。
[0022]本發(fā)明的工作原理如下:
[0023]插座Jl為串口協(xié)議數(shù)據(jù)的輸入輸出接口，2腳為輸入端，3腳為輸出端，其串口協(xié)議數(shù)據(jù)為TTL電平。RJ45接口 J2為網(wǎng)絡(luò)TCP或者UDP數(shù)據(jù)的輸入輸出接口。當(dāng)插座Jl的I腳接入外部3.3伏電源以及8腳接地后，本發(fā)明即上電初始化并處于工作狀態(tài)。如果外部連接網(wǎng)絡(luò)，即可與相對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行ARP協(xié)議通信，建立TCP或者UDP通信連接。
[0024]當(dāng)外部設(shè)備通過串口協(xié)議將TTL串口電平信號傳遞到插座Jl上，該信號將輸入給集成電路Ul，集成電路Ul在內(nèi)部將該串口信息按照其相應(yīng)的協(xié)議格式進(jìn)行解析，得到ASCII碼的字節(jié)數(shù)據(jù)，并在該行ASCII碼字節(jié)數(shù)據(jù)接收完畢后將其作為數(shù)據(jù)負(fù)載按照TCP或者UDP數(shù)據(jù)協(xié)議格式依次添加IP報頭、TCP或者UDP報頭以及以太網(wǎng)幀頭，完成后集成電路Ul將22腳設(shè)置為高電平，17腳設(shè)置為低電平進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)芯片的數(shù)據(jù)寫操作，通過SDO?SD7總線將數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)芯片的發(fā)送緩沖區(qū)里，網(wǎng)絡(luò)芯片接收完畢后校驗并通過網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送到以太網(wǎng)絡(luò)上的相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)接收設(shè)備，并產(chǎn)生發(fā)送完畢的寄存器標(biāo)識信息，集成電路Ul將22腳設(shè)置為低電平，18腳設(shè)置為低電平進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)芯片的寄存器讀操作，通過SDO?SD7總線讀取該狀態(tài)信息。
[0025]當(dāng)外部的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送設(shè)備通過以太網(wǎng)絡(luò)將TCP或者UDP報文數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)接口，該信號將通過網(wǎng)絡(luò)接口輸送到網(wǎng)絡(luò)芯片的接收緩沖區(qū)里，并產(chǎn)生中斷標(biāo)識信息，集成電路Ul將22腳設(shè)置為低電平，18腳設(shè)置為低電平進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)芯片的寄存器讀操作，通過SDO?SD7總線讀取中斷標(biāo)識信息，獲取當(dāng)前有新的網(wǎng)絡(luò)報文數(shù)據(jù)輸入。集成電路Ul通過22腳設(shè)置為高電平，18腳設(shè)置為低電平進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)芯片的數(shù)據(jù)讀操作，通過SDO?SD7總線讀取該報文信息到集成電路Ul。集成電路Ul在內(nèi)部通過對該報文進(jìn)行逐層的解析，依次去除以太網(wǎng)幀頭、TCP或者UDP報頭、IP報頭，獲得數(shù)據(jù)負(fù)載信息，并通過串口協(xié)議格式將該數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送到插座Jl的3腳。
【權(quán)利要求】
1.一種以太網(wǎng)絡(luò)與串口協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，包括微處理器、接口電路、網(wǎng)絡(luò)芯片和網(wǎng)絡(luò)接口，其特征在于:接口電路與微處理器相連接，微處理器通過網(wǎng)絡(luò)芯片連接網(wǎng)絡(luò)接口 ；接口電路接收其他設(shè)備發(fā)送來的串口協(xié)議數(shù)據(jù)并發(fā)送至微處理器，微處理器對報文數(shù)據(jù)添加TCP或者UDP報頭信息，轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)絡(luò)的報文數(shù)據(jù)，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片以及網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送到以太網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)接口電路接收來自以太網(wǎng)絡(luò)的TCP或者UDP報文數(shù)據(jù)，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)芯片發(fā)送給微處理器進(jìn)行處理，微處理器對報文數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，提取數(shù)據(jù)信息，然后轉(zhuǎn)換成串口協(xié)議數(shù)據(jù)經(jīng)接口電路發(fā)送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)絡(luò)與串口協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于:所述微處理器的型號為LPC1114。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)絡(luò)與串口協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于:所述網(wǎng)絡(luò)芯片的型號為DM9000。
【文檔編號】H04L29/06GK204145541SQ201420579523
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】王康, 胡永輝, 馬紅皎, 何在民 申請人:中國科學(xué)院國家授時中心