专利名称：通信桥接系统及方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，更具体地说，涉及一种用于不同通信接口间的数据互相交换的通信桥接系统及方法。
背景技术：
随着计算机及通信技术的发展，设备远程监控需求越来越多。由于远程监控一般要求利用互联网(Internet)来实现，而被监控设备端一般只有普通的现场监控端口，为解决此问题，诞生了通信桥接装置。如图I所示要实现个人计算机11(通信端口为Internet接口)与远程被监控设备12 (通信端口为RS232C)之间的通信，需在两者之间增加通信桥接设备13，该通信桥接设备13通过无线通信端口接入Internet，与个人计算机11通信并通过RS232C端口与被监控设备12通信，从而为个人计算机与被监控设备之间架起通信桥梁。为实现两台不同通信接口设备间的通信，特别是远程通信，现有的通信桥接装置有以下两种解决方案。一种是采用虚拟技术，实现数据的透明传输，例如现在的无线DTU设备。该方案的通信桥接装置具有两个通信接口，一个是无线通信接口，另一个是串行通讯口 RS232C，无线通信接口端可接入Internet,并通过Internet连接到个人计算机。个人计算机通过运行一个专用软件，把通信桥接装置的RS232C通信端口虚拟为该个人计算机的通信端口，个人计算机上运行的应用软件通过该虚拟端口与被监控设备通信。此方案的优点是通信桥接装置无需关注被监控设备端的通信协议，相当于把本地通信“线”延长，从而实现远程监控。但此解决方案存在的问题是RS232C通信是一个带宽窄(一般情况下波特率为30(Tl 15200bps，常用9600bps)、实时性较强的通信通道(一般情况延时仅数纳秒，问答转换仅数微秒)；而无线网络通过Internet到达计算机的通信是一个带宽宽(一般达到数兆bps)、实时性差的通信通道(延时一般是数百毫秒到数秒间)。支持RS232C通信的设备，其通信协议都是针对RS232C特点来制定，很多都是采用一问一答的通信方式，比如常用的MODBUS协议，其帧结构较短，问答时间间隔很短(一般是以数毫秒计算)。这样，远程计算机通过透明传输通道访问RS232C端口，协议必须满足MODBUS要求，通信延时又必须满足无线Internet网络的要求。失去了 RS232C实时性好的优势，也失去了无线Internet网络带宽宽的优势，整个通信系统有RS232C带宽窄的问题，同时具有无线Internet延时时间长的问题，效果远比不上本地监控。与现在追求带宽宽，实时性强的技术方向背道而驰。影响了用户实际应用，推广难度很大。为解决上述解决方案的问题，人们想到另一种解决办法，利用通信桥接装置的内部CPU，先通过编写好的与被监控设备的通信协议程序，预先从被监控设备读取大量的数据，缓存于通信桥接模块，等远程计算机需要访问设备数据时，马上从本地取数据回复远程计算机。这样就把两通信端口分开处理，互不相干，解决了同时有两种通信方式缺点的问题。但该方案要求通信桥接装置预先写好被监控设备的通信协议程序，我们知道，设备的种类繁多，通信协议没有标准，协议种类也非常多。目前能编写程序的都是开发工程师，薪酬较高。并且调试时都要求现场调试，开发工程师薪酬加上差旅费，一台机器的监控协议一般估计投入5 10万元人民币。而通信桥接装置毕竟是个附加的设备，要求具有低成本，若没有大批量的需求，是无法支持该协议程序的开发的。这也是制约该解决方案的推广的重要原因。此外，目前的通信桥接设备只具有简单的通信接口，接口种类不够丰富，应用范围窄，量小，不能体现批量生产带来的低成本优势。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有通信桥接装置中透明传输方案造成将两种通信方式的缺点都带入通信系统中的缺陷以及分开处理方案存在开发投入大、成本高的问题，提供一种低成本的通信桥接系统及方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种通信桥接系统，包括通信桥接装置及监控端计算机，其中所述通信桥接装置包括采用第一通信协议与被监控设备通 信的第一接口和采用第二通信协议与监控端计算机连接的第二接口，所述监控端计算机包括程序编制单元以及程序下载单元，所述通信桥接装置包括程序执行单元，其中
所述程序编制单元，用于根据输入创建所述第一接口的协议程序；
所述程序下载单元，用于将所述第一接口的协议程序通过第二通信协议下载到所述通信桥接装置；
所述程序执行单元，用于执行从所述监控端计算机下载的第一接口的协议程序以使通信桥接装置使用第一通信协议与被监控设备通信。在本发明所述的通信桥接系统中，所述程序编制单元包括用于实现用户内容输入的编辑器、用于将通过所述编辑器输入的内容编译成机器码的编译器，所述通信桥接装置可识别所述编译器生成的机器码。在本发明所述的通信桥接系统中，所述程序编制单元还包括用于对所述编译器生成的机器码进行调试的调试器。在本发明所述的通信桥接系统中，所述程序执行单元包括解释器和执行器，其中所述解释器用于解释从所述监控端计算机下载的第一接口的协议程序并生成执行代码，所述执行器用于安装执行代码并驱动硬件完成通信功能和逻辑功能。在本发明所述的通信桥接系统中，所述程序编制单元支持IEC 61131-3标准的编
程语目。在本发明所述的通信桥接系统中，所述第一接口为RS232C、RS485、RS422、USB、CAN、以太网接口中的一个，所述第一通信协议为RS232C、RS485、RS422、USB、CAN、以太网协议中的一个；所述第二接口为 WIFI、Zigbee、GPRS、WCDMA，TD-SCDMA、CDMA2000 接口中的一个，所述第二通信协议为 WIFI、Zigbee、GPRS, WCDMA, TD-SCDMA, CDMA2000 协议中的一个。本发明还提供一种通信桥接方法，用于通过通信桥接装置实现监控端计算机与被监控设备间的通信，其中所述通信桥接装置包括采用第一通信协议与被监控设备通信的第一接口和采用第二通信协议与监控端计算机连接的第二接口，包括以下步骤
(a)所述监控端计算机根据输入创建所述第一接口的协议程序；
(b)所述监控端计算机将所述第一接口的协议程序通过第二通信协议下载到所述通信桥接装置；
(C)所述通信桥接装置执行从所述监控端计算机下载的第一接口的协议程序以使通信桥接装置使用第一通信协议与被监控设备通信。在本发明所述的通信桥接方法中，所述步骤(a)包括调试所述第一接口的协议程序。在本发明所述的通信桥接方法中，所述第一接口为RS232C、RS485、RS422、USB、CAN、以太网接口中的一个，所述第一通信协议为RS232C、RS485、RS422、USB、CAN、以太网协议中的一个；所述第二接口为 WIFI、Zigbee，GPRS、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000 接口中的一个，所述第二通信协议为 WIFI、Zigbee、GPRS、WCDMA、TD-SCDMA, CDMA2000 协议中的一个。本发明的通信桥接系统及方法，通过在监控端计算机进行通信桥接装置的程序写入，避免了通信桥接装置的现场编程，从而降低了成本。本发明相对透明传输方案，按 Internet延时I秒计算，通过MODBUS读取100个不连续的寄存器数据，透明传输方案需要约100秒，本发明实施后仅需要I秒，通信效率提高了 100倍。
图I是通过通信桥接装置实现被监控设备与监控端计算机通信的示意图。图2是本发明通信桥接系统实施例的示意图。图3是图2中的程序编制单元实施例的示意图。图4是本发明通信桥接方法实施例的流程示意图。
具体实施例方式为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式
。如图2所示，是本发明通信桥接系统实施例的示意图。本实施例中，系统包括通信桥接装置22及监控端计算机21，其中通信桥接装置22包括采用第一通信协议与被监控设备通信的第一接口(图中未示出)和采用第二通信协议与监控端计算机连接的第二接口(图中未示出)，监控端计算机21包括程序编制单元211以及程序下载单元212，通信桥接装置22包括程序执行单元221。上述程序编制单元211、程序下载单元212、程序执行单元221可有硬件、软件或者硬件和软件的结合实现。当然，在具体应用中，通信桥接装置22还可同时包括更多不同类型接口(即包括多个第一接口和/或多个第二接口)，并通过更多不同通信协议与不同设备通信。程序编制单元211用于根据输入创建第一接口的协议程序。在本实施例中，该程序编制单元211为运行于监控端计算机21上的软件，并支持IEC 61131-3标准的编程语言。现场应用工程师根据通信桥接装置所连接的被监控设备的通信协议(即第一接口所使用的第一通信协议)，通过该程序编制单元211编写通信桥接装置的第一接口的协议程序。程序下载单元212用于将程序编制单元211生成的第一接口的协议程序通过第二通信协议下载到通信桥接装置22。程序执行单元221用于执行从监控端计算机下载的第一接口的协议程序(即程序编制单元211编制的协议程序)以使通信桥接装置22使用第一通信协议与被监控设备通信，例如预先从被监控设备读取大量的数据，缓存于通信桥接装置，等监控端计算机21需要访问被监控设备数据时，通信桥接装置22从本地取数据回复远程的监控端计算机21。如图3所示，在程序编制单元211的一个实施例中，其主要包括编辑器、编译器及调试器三部分。编辑器负责用户内容输入，使用者通过编辑器输入程序(例如现场应用工程师常用的语言是梯形图)。在本实施例中，编辑器的编程语言满足IEC 61131- 3，并可支持功能块图(FBD)、结构化文本(ST)、连续功能图(CFC)、顺序功能图(SFC)、梯形逻辑图(LD)和/或指令表(IL)等方式。编译器负责把通过编辑器输入的内容编译成机器码，即通信桥接装置能识别的机器码，上述机器码通过第二通信协议及第二接口下载到通信桥接装置22中。调试器用于提供调试程序，编写的程序不一定满足要求或有BUG，可以通过调试器调试程序。
在上述通信桥接系统中，程序执行单元221包括解释器和执行器，其中解释器用于解释从所述监控端计算机下载的第一接口的协议程序并生成执行代码，执行器用于安装执行代码并驱动硬件完成通信功能和逻辑功能。在上述的通信桥接系统中，通信桥接装置的第一接口为RS232C、RS485、RS422、USB、CAN、以太网接口中的一个，相应的第一通信协议为RS232C、RS485、RS422、USB、CAN、以太网协议中的一个；第二接口为 WIFI、Zigbee，GPRS, WCDMA, TD-SCDMA, CDMA2000 接口中的一个，相应的第二通信协议为 WIFI、Zigbee，GPRS, WCDMA, TD-SCDMA, CDMA2000 协议中的一个。如图4所示，是本发明的通信桥接方法实施例的流程图，该方法用于通过通信桥接装置实现监控端计算机与被监控设备间的通信，其中通信桥接装置包括采用第一通信协议与被监控设备通信的第一接口和采用第二通信协议与监控端计算机连接的第二接口(当然，在具体应用中，通信桥接装置还可同时包括更多不同类型接口，并通过更多不同通信协议与不同设备通信)，具体包括以下步骤
步骤S41 :监控端计算机根据输入创建第一接口的协议程序。现场应用工程师可根据通信桥接装置所连接的被监控设备的通信协议(即第一接口所使用的第一通信协议)，编写通信桥接装置的第一接口的协议程序。该步骤中还可包括调试第一接口的协议程序。步骤S42 :监控端计算机将所述第一接口的协议程序通过第二通信协议下载到所述通信桥接装置。步骤S43 :通信桥接装置执行从监控端计算机下载的第一接口的协议程序以使通信桥接装置使用第一通信协议与被监控设备通信。例如预先从被监控设备读取大量的数据，缓存于通信桥接装置，等监控端计算机需要访问被监控设备数据时，通信桥接装置从本地取数据回复远程的监控端计算机。在上述的通信桥接方法中，通信桥接装置的第一接口为RS232C、RS485、RS422、USB、CAN、以太网接口中的一个，相应的第一通信协议为RS232C、RS485、RS422、USB、CAN、以太网协议中的一个；第二接口为 WIFI、Zigbee，GPRS, WCDMA, TD-SCDMA, CDMA2000 接口中的一个，相应的第二通信协议为 WIFI、Zigbee，GPRS, WCDMA, TD-SCDMA, CDMA2000 协议中的一个。上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围 情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
权利要求
1.一种通信桥接系统，其特征在于，包括通信桥接装置及监控端计算机，其中所述通信桥接装置包括采用第一通信协议与被监控设备通信的第一接口和采用第二通信协议与监控端计算机连接的第二接口，所述监控端计算机包括程序编制单元以及程序下载单元，所述通信桥接装置包括程序执行单元，其中 所述程序编制单元，用于根据输入创建所述第一接口的协议程序； 所述程序下载单元，用于将所述第一接口的协议程序通过第二通信协议下载到所述通信桥接装置； 所述程序执行单元，用于执行从所述监控端计算机下载的第一接口的协议程序以使通信桥接装置使用第一通信协议与被监控设备通信。
2.根据权利要求I所述的通信桥接系统，其特征在于，所述程序编制单元包括用于实现用户内容输入的编辑器、用于将通过所述编辑器输入的内容编译成机器码的编译器，所述通信桥接装置可识别所述编译器生成的机器码。
3.根据权利要求2所述的通信桥接系统，其特征在于，所述程序编制单元还包括用于对所述编译器生成的机器码进行调试的调试器。
4.根据权利要求I所述的通信桥接系统，其特征在于，所述程序执行单元包括解释器和执行器，其中所述解释器用于解释从所述监控端计算机下载的第一接口的协议程序并生成执行代码，所述执行器用于安装执行代码并驱动硬件完成通信功能和逻辑功能。1
5.根据权利要求I所述的通信桥接系统，其特征在于，所述程序编制单元支持IEC61131-3标准的编程语目。
6.根据权利要求I所述的通信桥接系统，其特征在于，所述第一接口为RS232C、RS485、RS422、USB、CAN、以太网接口中的一个，所述第一通信协议为RS232C、RS485、RS422、USB、CAN、以太网协议中的一个；所述第二接口为 WIFI、Zigbee, GPRS, WCDMA, TD-SCDMA,CDMA2000 接口中的一个，所述第二通信协议为 WIFI、Zigbee, GPRS, WCDMA, TD-SCDMA,CDMA2000协议中的一个。
7.一种通信桥接方法，用于通过通信桥接装置实现监控端计算机与被监控设备间的通信，其中所述通信桥接装置包括采用第一通信协议与被监控设备通信的第一接口和采用第二通信协议与监控端计算机连接的第二接口，其特征在于，包括以下步骤 (a)所述监控端计算机根据输入创建所述第一接口的协议程序； (b)所述监控端计算机将所述第一接口的协议程序通过第二通信协议下载到所述通信桥接装置； (C)所述通信桥接装置执行从所述监控端计算机下载的第一接口的协议程序以使通信桥接装置使用第一通信协议与被监控设备通信。
8.根据权利要求7所述的通信桥接方法，其特征在于，所述步骤(a)包括调试所述第一接口的协议程序。
9.根据权利要求7所述的通信桥接方法，其特征在于，所述第一接口为RS232C、RS485、RS422、USB、CAN、以太网接口中的一个，所述第一通信协议为RS232C、RS485、RS422、USB、CAN、以太网协议中的一个；所述第二接口为 WIFI、Zigbee, GPRS, WCDMA, TD-SCDMA,CDMA2000 接口中的一个，所述第二通信协议为 WIFI、Zigbee, GPRS, WCDMA, TD-SCDMA,CDMA2000协议中的一个。
全文摘要
本发明涉及一种通信桥接系统，包括通信桥接装置及监控端计算机，其中所述通信桥接装置包括第一接口和第二接口，所述监控端计算机包括程序编制单元以及程序下载单元，所述通信桥接装置包括程序执行单元，其中所述程序编制单元，用于根据输入创建所述第一接口的协议程序；所述程序下载单元，用于将所述第一接口的协议程序下载到通信桥接装置；所述程序执行单元，用于执行第一接口的协议程序以使通信桥接装置与被监控设备通信。本发明还提供一种通信桥接方法。本发明通过在监控端计算机进行通信桥接装置的程序写入，避免了通信桥接装置的现场编程，从而降低了成本。
文档编号H04L29/08GK102811208SQ20111014900
公开日2012年12月5日 申请日期2011年6月3日 优先权日2011年6月3日
发明者凌晓军, 孙盼, 朱凯, 李海员 申请人:深圳市汇川控制技术有限公司