恒压保护型串口通讯服务器的制作方法

本发明涉及串口服务器领域，具体地，涉及恒压保护型串口通讯服务器。

背景技术：

随着物联网技术的发展，越来越多底端的设备需要连入以太网以便将数据传至中心控制机房。同时随着电子技术及网络通讯技术的飞速发展，数据采集传输逐渐应用在各个领域，渗透在电信、电力、工业控制等多个方面。在传统的考勤系统、一卡通系统、门禁系统、POS消费系统、医安防系统以及工业控制、电力、电信等领域，串口通讯服务器广泛应用在其中。串口联网服务器连接着传感器、检测器、读卡器或其他设备以作为接口传输数据。这些数据在近距离传输时，串行通信易于实现和维护，并且具有较好的数据传输性能。但是在工业现场的复杂的环境下，现有技术中的串口通讯服务器易受到信号的干扰，导致通讯中断，严重影响设备的使命寿命，而且断电断网会使得服务器无法正常工作，而且电源模块输出的电压不稳定或电压值无法恒定，导致微处理器地损坏。

因此，提供一种在使用过程中可以有效地保护串口接口设备，避免了地线回路电压、浪涌、感应雷击、静电恶劣等环境对串口设备造成的意外损害和损坏。此外还可以实现双电源冗余和双网络冗余，防止断电或断网对服务器的影响，保证整个系统正常运行，而且使得输入到微控制器中的电压恒定，可以有效地保护微控制器的恒压保护型串口通讯服务器是本发明亟需解决的问题。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明的目的是克服现有技术中的串口通讯服务器易受到信号的干扰，导致通讯中断，严重影响设备的使命寿命，而且断电断网会使得服务器无法正常工作，而且电源模块输出的电压不稳定或电压值无法恒定，导致微处理器地损坏的问题，从而提供一种在使用过程中可以有效地保护串口接口设备，避免了地线回路电压、浪涌、感应雷击、静电恶劣等环境对串口设备造成的意外损害和损坏。此外还可以实现双电源冗余和双网络冗余，防止断电或断网对服务器的影响，保证整个系统正常运行，而且使得输入到微控制器中的电压恒定，可以有效地保护微控制器的恒压保护型串口通讯服务器。

为了实现上述目的，本发明提供了一种恒压保护型串口通讯服务器，所述恒压保护型串口通讯服务器包括：微处理器、冗余电源电路、恒压模块、第一网络模块、第二网络模块、串口接口电路和串口扩展电路，所述第一网络模块、所述第二网络模块和所述串口处理电路分别与所述微处理器相连，且所述串口扩展电路上还耦接有串口接口电路，所述冗余电源电路通过所述恒压模块与所述微处理器相连；所述微控制器采用基于ARM920T核心的S3C2440芯片，且所述微控制器被配置成执行数据处理以及信号的控制；所述串口接口电路上连接有串口接口设备，且所述串口接口电路被配置成执行TTL信号与串口信号之间地相互转换；所述串口扩展电路被配置成扩展所述串口接口电路上串口接口的数量，使得所述串口接口设备与所述微控制器之间通过多串口连接；所述第一网络模块与所述第二网络模块分别被配置成打包并处理来自网络设备的网络信号；所述冗余电源电路被配置成为串口通讯服务器的各种组件提供电源；所述恒压模块被配置成将所述冗余电源电路输出的电压转换成一个恒定的电压，并提供给所述微控制器工作。

优选地，所述恒压模块采用lm2574hvn型芯片。

优选地，所述第一网络模块包括：第一网络处理电路和第一网络接口电路；所述第二网络模块包括：第二网络处理电路和第二网络接口电路，所述第一网络接口电路与所述第二网络接口电路分别被配置成与网络设备相连接，所述第一网络处理电路和所述第二网络处理电路分别被配置成对来自网络设备的网络信号进行打包处理。

优选地，所述第一网络处理电路和所述第二网络处理电路分别采用DM9000型芯片，所述第一网络接口电路与所述第二网络接口电路都包括有网络变压器。

优选地，所述串口接口电路采用ADM2483BRW型芯片，所述串口扩展电路采用TL16C554型芯片。

优选地，所述恒压保护型串口通讯服务器还包括CPLD控制电路，所述CPLD控制电路与所述微控制器相连接，所述CPLD控制电路与所述串口处理电路也连接，所述CPLD控制电路采用EPM570型芯片，所述CPLD控制电路被配置成保持各个串口通讯的稳定性，防止各串口之间互相干扰。

优选地，所述恒压保护型串口通讯服务器还包括复位电路，所述复位电路与所述微控制器相连接，所述复位电路被配置成保证所述微控制器的系统的初始化。

优选地，所述恒压保护型串口通讯服务器还包括晶振电路，所述晶振电路与所述微控制器相连接，所述晶振电路被配置成保持系统运行的时钟信号。

根据上述技术问题，本发明提供的恒压保护型串口通讯服务器通过采用内建的双网口、双电源来避免网口、电源异常中断带来的损失，保证整个系统健康且无间断运行。其中，所述冗余电源电路至少包括两个电源，双电源设计运用B0505S-2W核心电源模块，当其中一路电源出现故障时，自动切换另一个冗余电源供电，使得整个系统没有任何影响；双网口设计利用两个DM9000协议转换芯片，提供介质无关的接口来连接所有提供支持介质无关接口功能的家用电话线网络设备或其他收发器，符合IEEE 802.3u规格，通过自动协调功能将自动完成配置以最大限度地适合其线路带宽，而且所述恒压模块可以有效地将所述冗余电源电路输出的电压转换成适合所述微控制器使用的恒定电压值，从而保护所述微控制器，延长所述微控制器的使用寿命。本发明中的恒压保护型串口通讯服务器可以克服现有技术中的串口通讯服务器易受到信号的干扰，导致通讯中断，严重影响设备的使命寿命，而且断电断网会使得服务器无法正常工作，而且电源模块输出的电压不稳定或电压值无法恒定，导致微处理器地损坏的问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的一种优选的实施方式中提供的恒压保护型串口通讯服务器的组成结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1，本发明提供了一种恒压保护型串口通讯服务器，所述恒压保护型串口通讯服务器包括：微处理器、冗余电源电路、恒压模块、第一网络模块、第二网络模块、串口接口电路和串口扩展电路，所述第一网络模块、所述第二网络模块和所述串口处理电路分别与所述微处理器相连，且所述串口扩展电路上还耦接有串口接口电路，所述冗余电源电路通过所述恒压模块与所述微处理器相连；所述微控制器采用基于ARM920T核心的S3C2440芯片，且所述微控制器被配置成执行数据处理以及信号的控制；所述串口接口电路上连接有串口接口设备，且所述串口接口电路被配置成执行TTL信号与串口信号之间地相互转换；所述串口扩展电路被配置成扩展所述串口接口电路上串口接口的数量，使得所述串口接口设备与所述微控制器之间通过多串口连接；所述第一网络模块与所述第二网络模块分别被配置成打包并处理来自网络设备的网络信号；所述冗余电源电路被配置成为串口通讯服务器的各种组件提供电源；所述恒压模块被配置成将所述冗余电源电路输出的电压转换成一个恒定的电压，并提供给所述微控制器工作。

根据上述技术问题，本发明提供的恒压保护型串口通讯服务器通过采用内建的双网口、双电源来避免网口、电源异常中断带来的损失，保证整个系统健康且无间断运行。其中，所述冗余电源电路至少包括两个电源，双电源设计运用B0505S-2W核心电源模块，当其中一路电源出现故障时，自动切换另一个冗余电源供电，使得整个系统没有任何影响；双网口设计利用两个DM9000协议转换芯片，提供介质无关的接口来连接所有提供支持介质无关接口功能的家用电话线网络设备或其他收发器，符合IEEE 802.3u规格，通过自动协调功能将自动完成配置以最大限度地适合其线路带宽，而且所述恒压模块可以有效地将所述冗余电源电路输出的电压转换成适合所述微控制器使用的恒定电压值，从而保护所述微控制器，延长所述微控制器的使用寿命。本发明中的恒压保护型串口通讯服务器可以克服现有技术中的串口通讯服务器易受到信号的干扰，导致通讯中断，严重影响设备的使命寿命，而且断电断网会使得服务器无法正常工作，而且电源模块输出的电压不稳定或电压值无法恒定，导致微处理器地损坏的问题。

本发明中，所述恒压模块用来将所述冗余电源电路输出的电压转换成恒定电压，为了配合所述微控制器，在本发明的一种优选的实施方式中，所述恒压模块采用lm2574hvn型芯片，其中，所述恒压模块是输入电压为7-36伏特，所述恒压模块的输出电压为3.3伏特，并输给所述微控制器使用，从而保护所述微控制器。

在本发明的一种具体的实施方式中，所述第一网络模块包括：第一网络处理电路和第一网络接口电路；所述第二网络模块包括：第二网络处理电路和第二网络接口电路，所述第一网络接口电路与所述第二网络接口电路分别被配置成与网络设备相连接，所述第一网络处理电路和所述第二网络处理电路分别被配置成对来自网络设备的网络信号进行打包处理。其中，所述第一网络模块与所述第二网络模块之间存在冗余关联，即其中一个网络模块为冗余网络模块，服务器在工作过程中发生网络中断等问题时，冗余网络模块正常工作，防止服务器系统异常导致整个工作的停止。

在本发明的一种优选的实施方式中，所述第一网络处理电路和所述第二网络处理电路分别采用DM9000型芯片，所述第一网络接口电路与所述第二网络接口电路都包括有网络变压器。双网口设计通过FC1008CLE网络变压器保证信号传输的稳定以及不同设备间的不同电平，起到了隔离高电压和匹配阻抗的作用。DM9000是一款完全集成的和符合成本效益的单芯片快速以太网MAC控制器。

在本发明的一种优选的实施方式中，所述串口接口电路采用ADM2483BRW型芯片，所述串口扩展电路采用TL16C554型芯片，所述串口扩展电路将串口数至少扩展为2个，串口接口芯片采用ADM2483BRW芯片，是基于磁耦隔离iCoupler技术(适合高压环境的隔离技术)。所述ADM2483BRW芯片是带隔离的增强型的收发器，包括一个三通道隔离器、一个带三态输出的差分驱动器和一个带三态输入的差分接收器。所述ADM2483BRW在功耗、集成度、传输速度方面都具有很好的应用性，同时满足医用设备高电压工业应用、电源以及其它高隔离度的环境的严格隔离要求，非常适合在各种工业上的应用，包括数据通信，数据转换。

在本发明的一种优选的实施方式中，所述恒压保护型串口通讯服务器还包括CPLD控制电路，所述CPLD控制电路与所述微控制器相连接，所述CPLD控制电路与所述串口扩展电路也连接，所述CPLD控制电路采用EPM570型芯片。所述CPLD控制电路被配置成保持各个串口通讯的稳定性，防止各串口之间互相干扰。

在本发明的一种优选的实施方式中，所述恒压保护型串口通讯服务器还包括复位电路，所述复位电路与所述微控制器相连接，所述复位电路被配置成保证所述微控制器的系统的初始化，在使用过程中，当本发明的恒压保护型串口通讯服务器发生错误等非正常情况时，可以启动所述复位电路，从而使得所述微控制器的系统进行初始化操作，有效地排除非正常的状况，使得使用者可以更加方便地使用所述恒压保护型串口通讯服务器。

在本发明的一种优选的实施方式中，所述恒压保护型串口通讯服务器还包括晶振电路，所述晶振电路与所述微控制器相连接，在所述微控制器上连接所述晶振电路，是为了给所述微控制器提供保持系统正常运行的时钟信号。以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。