专利名称：可poe供电的网络工控模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及可POE供电的网络工控模块，属于工业控制、以太网、计算机应用领域。
背景技术：
目前，在工业以及民用领域中，大多数的仪表和设备还都是通过RS232或者RS485接口和计算机进行通讯，这种接口的传输速度和传输方式都不适用于现代工业系统的分布式集中管理；如果使用“RS232/RS485〈一>现场总线”的设备连接，原来的串口管理软件必定不再适用。应用以太网技术，将串口设备网络化，为我们提供了一种快速解决方案。但是，目前市场中，该类产品功能单一、操作复杂、成本高，因此，设计出一种简单、可靠、廉价、实用的以太网接入系统尤为重要。随着TCP/IP网络的快速普及，基于TCP/IP网络具有通信距离远，只要联结互联网，通信距离可以无限延长，并且通信质量稳定，有自动纠错功能，不受外部环境干扰的优点，串口通信或者总线通信已不能满足社会需求，可现在各领域中串口设备依旧是主流，所以串口与网口之间的数据转换就变得很很重要。面对市场需求，简单、可靠、廉价、实用的以太网接入系统尤为重要。
发明内容本实用新型目的是为了解决现有设备与计算机之间进行通信的接口电路功能单一、操作复杂、成本高的问题，提供了一种可POE供电的网络工控模块。POE为Power OverEthernet的简写，中文含义为有源以太网或以太网供电。本实用新型所述可POE供电的网络工控模块，它包括集网络变压器为一体的RJ45插座、网络接口电路、中央处理器、RS232接口电路、RS485接口电路、POE电源分离电路、直流电源、DC/DC电压转换调理电路和存储器，集网络变压器为一体的RJ45插座的供电输出端与POE电源分离电路的电源信号输入端相连，POE电源分离电路的直流电压信号输出端与DC/DC电压转换调理电路的POE电压信号输入端相连；直流电源的直流电压信号输出端与DC/DC电压转换调理电路的直流电压信号输入端相连；DC/DC电压转换调理电路为网络接口电路、中央处理器、RS232接口电路、RS485接口电路和存储器供电；集网络变压器为一体的RJ45插座的数据输入输出端与网络接口电路的网络数据输入输出端相连；网络接口电路的串口数据输入输出端与中央处理器的网络数据输入输出端相连；中央处理器的RS232串口数据输入输出端与RS232接口电路的串口数据输入输出端相连；中央处理器的RS485串口数据输入输出端与RS485接口电路的串口数据输入输出端相连；中央处理器的存储输入输出端与存储器的存储输入输出端相连。本实用新型的优点:该系统高稳定、高性能和低成本，提供了 RS232/RS485和TCP/IP数据的双向透明传输，不需改变现有的串口设备，即可实现设备网络化，进行远距离监控，满足网络和现代信息技术的发展要求。实现了 RS232/RS485和TCP/IP协议转换，将串口控制设备改造为网络通讯模式，而无需更改原有的控制软件。模块设计中提供POE供电方式，实现一条网线即可完成供电和数据传输工作，方便安装使用。
图1是本实用新型所述可POE供电的网络工控模块的原理框图。
具体实施方式
具体实施方式
一:下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述可POE供电的网络工控模块，它包括集网络变压器为一体的RJ45插座101、网络接口电路102、中央处理器103、RS232接口电路104、RS485接口电路105、P0E电源分离电路106、直流电源107、DC/DC电压转换调理电路108和存储器109，集网络变压器为一体的RJ45插座101的供电输出端与POE电源分离电路106的电源信号输入端相连，POE电源分离电路106的直流电压信号输出端与DC/DC电压转换调理电路108的POE电压信号输入端相连；直流电源107的直流电压信号输出端与DC/DC电压转换调理电路108的直流电压信号输入端相连；DC/DC电压转换调理电路108为网络接口电路102、中央处理器103、RS232接口电路104、RS485接口电路105和存储器109供电；集网络变压器为一体的RJ45插座101的数据输入输出端与网络接口电路102的网络数据输入输出端相连；网络接口电路102的串口数据输入输出端与中央处理器103的网络数据输入输出端相连；中央处理器103的RS232串口数据输入输出端与RS232接口电路104的串口数据输入输出端相连；中央处理器103的RS485串口数据输入输出端与RS485接口电路105的串口数据输入输出端相连；中央处理器103的存储输入输出端与存储器109的存储输入输出端相连。中央处理器103采用型号为STC12C5A60S2的单片机来实现。网络接口电路102采用内部集成W5100以太网控制器的网络芯片来实现。它支持硬件化的网络通讯协议。中央处理器103和网络接口电路102采用直接并行总线，中央处理器103对网络接口电路102端口进行控制和数据处理，设置其工作参数和工作模式，实现串口和网口间的双工通信；电源模块采用DC/DC变换电路，有直流供电和POE供电两种方式。存储器109采用EEPROM存储器来实现。存储中央处理器103设置的工作参数。RS232接口电路104线路驱动采用MAX3232，RS485接口电路105线路驱动采用MAX485。RS232接口电路104和RS485接口电路105接入串口数据，并给中央处理器103，中央处理器103将串口数据给网络接口电路102，网络接口电路102将其转换成网络数据，并经集网络变压器为一体的RJ45插座101发送出去。集网络变压器为一体的RJ45插座101接入网络数据，经网络接口电路102转换成串口数据给中央处理器103，再中央处理器103通过RS232接口电路104或RS485接口电路105发送出去。通过网络接口电路102的转换，就实现了串口信号与网络信号的双向通讯。集网络变压器为一体的RJ45插座101同时可以给POE电源分离电路106供电，并且经过POE电源分离电路106的转换，通过DC/DC电压转换调理电路108给整个系统供电。或者可以使用直流电源107，经过DC/DC电压转换调理电路108处理后也可以给整个系统110供电。即本实施方式装置有两种供电方式。系统的RS232接口电路104、RS485接口电路105与串口设备相连，系统的集网络变压器为一体的RJ45插座101可以与计算机的网口直接相连，也可以通过路由器或者交换机组建局域网。为提高系统性能，网络接口电路102与中央处理器103采用直接总线，包括15位地址总线、8位数据线和4条信号线；通过中央处理器103设定网络接口电路102rr寄存器值，对端口进行编程，可将系统设置工作在TCP服务器、TCP客户端和UDP三种模式下，实现与以太网的互联。MAX232和MAX485作为RS232/RS485的驱动、接收器，通过DB9接口与串口设备相连。中央处理器103的数据处理包括两部分，一是将串口接收到的串口数据打包通过网络接口电路102按通信协议发送到网络中，另一是接受网口发来的网络数据，处理后通过串口转给设备，实现串口设备连入以太网。该系统中增加存储器109 (EEPROM)，保存系统的工作参数。上位机软件通过网口与系统通信，设定系统的工作模式、IP地址、串口波特率，完成设定后系统自动重启工作；同时上位机软件可在计算机上创建256个虚拟串口，将串口数据映射到网口，无需改变原有的串口软件即可实现对串口设备的远程控制。系统供电方式:从集网络变压器为一体的RJ45插座101上取得POE供给的48V电压，经由POE电源分离电路106 (包括二极管矩阵变换、LM2576HV降压电路)，最后一同5 12V直流电源107经过DC/DC电压转换调理电路108为系统供电；二极管矩阵调整48V电压极性，以满足POE电源分离电路106设备通过网线空闲脚或者数据脚供电两种情况。
权利要求1.可POE供电的网络工控模块，其特征在于，它包括集网络变压器为一体的RJ45插座(101)、网络接口电路(102)、中央处理器(103)、RS232接口电路(104)、RS485接口电路(105) ,POE电源分离电路(106)、直流电源(107)、DC/DC电压转换调理电路(108)和存储器(109)， 集网络变压器为一体的RJ45插座(101)的供电输出端与POE电源分离电路(106)的电源信号输入端相连，POE电源分离电路(106)的直流电压信号输出端与DC/DC电压转换调理电路(108)的POE电压信号输入端相连； 直流电源(107)的直流电压信号输出端与DC/DC电压转换调理电路(108)的直流电压信号输入端相连； DC/DC电压转换调理电路(108)为网络接口电路(102)、中央处理器(103)、RS232接口电路(104)、RS485接口电路(105)和存储器(109)供电； 集网络变压器为一体的RJ45插座(101)的数据输入输出端与网络接口电路(102)的网络数据输入输出端相连； 网络接口电路(102)的串口数据输入输出端与中央处理器(103)的网络数据输入输出端相连； 中央处理器(103)的RS232串口数据输入输出端与RS232接口电路(104)的串口数据输入输出端相连； 中央处理器(103)的RS485串口数据输入输出端与RS485接口电路(105)的串口数据输入输出端相连； 中央处理器(103)的存储输入输出端与存储器(109)的存储输入输出端相连。
2.根据权利要求1所述可POE供电的网络工控模块，其特征在于，中央处理器(103)采用型号为STC12C5A60S2的单片机来实现。
3.根据权利要求1所述可POE供电的网络工控模块，其特征在于，网络接口电路(102)采用内部集成W5100以太网控制器的网络芯片来实现。
专利摘要可POE供电的网络工控模块，属于工业控制、以太网、计算机应用领域，本实用新型为解决现有设备与计算机之间进行通信的接口电路功能单一、操作复杂、成本高的问题。本实用新型包括集网络变压器为一体的RJ45插座、网络接口电路、中央处理器、RS232接口电路、RS485接口电路、POE电源分离电路、直流电源、DC/DC电压转换调理电路和存储器，中央处理器同时连接RS232接口电路、RS485接口电路、存储器和网络接口电路，RJ45插座传输网络数据，RS232接口电路和RS485接口电路传输串口数据，网络接口电路对串口数据和网络数据进行转换，实现串口信号与网络信号的双向通讯，有直流供电和POE供电两种方式。
文档编号G05B19/042GK203025515SQ20132003048
公开日2013年6月26日 申请日期2013年1月21日 优先权日2013年1月21日
发明者陈宝远, 田雷雷, 罗中明, 于晓洋, 陈光毅, 王洋 申请人:哈尔滨理工大学