一种传感器信号网络传输转换器的制造方法
【专利摘要】一种传感器信号网络传输转换器，包括输入接口、中央处理系统和输出接口，其中中央处理系统包括信号属性设置模块、信号识别模块和信号转换模块，通过信号属性设置模块设置接收的传感器信号的类型，输入接口接收传感器信号，通过信号识别模块根据信号属性设置模块的设置类型来识别传感器信号，信号转换模块将识别后的传感器信号转换成支持网络传输协议的网络信号，输出接口将网络信号通过网络发送到远处的接收器。解决了现有技术中的网络转换器无法对传输过来的多类传感器信号进行识别和处理的技术问题。特别适用于传感器网络领域。
【专利说明】一种传感器信号网络传输转换器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种网络信号转换器。具体地说是一种传感器信号网络传输转换器。【背景技术】
[0002]信号的网络转换是将普通信号量转换成能在网络中传输的网络信号的过程，完成信号网络转换的电器元件称为信号网络转换器。目前，比较常见的信号网络转换器有视频网络转换器和音频网络转换器，但是这两种转换器都只能转换交流信号，而传感器的输出信号一般都是直流信号、脉冲信号或者频率很低的低频信号，因此，传感器信号无法直接利用视频网络转换器或者音频网络转换器进行转换。
[0003]现有专利文献CN201243303Y中公开了一种用于网络测控的IP传感器，包括传感元件前端部分、A/D及微信号处理部分、中央微处理器、TCP/IP通讯接口模块，它结合传感技术和Internet技术，将传感器制成网络产品，并实现网络通信协议，可直接与计算机网络进行数据通信。该方案的不足在于，将信号的网络转换功能集成到传感器里面，不仅增加了每个传感器的成本，而且一般的传感器都只能检测特定类型的信息，如温度传感器只能检测温度信息，因此该传感器的网络转换部分也只能转换相应类型的一种传感器信号。现代科技中传感器的应用领域极其广泛，传感器信号的种类也非常多，当有多类传感器信号传输过来后，该方案中的网络转换部分却无法对不同类型的传感器信号进行识别和处理，从而限制了该方案中网络转换的应用范围。
【发明内容】
[0004]为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的网络转换器无法对传输过来的多类传感器信号进行识别和处理的问题，从而提出一种可以识别和处理多类传感器信号的传感器信号网络传输转换器。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供一种传感器信号网络传输转换器及其转换方法。
[0006]传感器信号网络传输转换器包括:输入接口、中央处理系统和输出接口 ；
输入接口，与传感器连接，接收传感器信号；
中央处理系统，与输入接口连接，包括信号属性设置模块、信号识别模块和信号转换模块，所述信号属性设置模块设置其接收的所述传感器信号的类型，所述信号识别模块根据所述信号属性设置模块的设置类型来识别所述传感器信号，所述信号转换模块将所述识别后的传感器信号转换成支持网络传输协议的网络信号；
输出接口，与中央处理系统连接，通过网络将信号发送到远处的接收器。
[0007]所述中央处理系统还包括ID号码设置机构，为所述传感器信号网络传输转换器设置身份标识码。
[0008]所述网络信号包含以下各种字段:1)网络信号转换器对应的ID号；2)信号种类；3)信号单位；4)信号量程；5)信号峰值；6)信号数值；7)信号极性；8)溢出标志；9)传输校验；10)目的地址；11)时钟信号；12)预留字段。
[0009]所述输入接口连接直流信号、脉动信号或交流信号。
[0010]所述输出接口采用标准的网络接口，所述网络传输协议为TCP/IP协议。
[0011]所述中央处理系统还包括时钟同步机构，将各个传感器节点同步或者按照一定时间规则采样传感器信号。
[0012]所述中央处理系统为单片机。
[0013]所述中央处理系统还包括寻址方式设置机构，用于设置寻址方式，所述寻址方式包括:
方式一:为传感器信号网络传输转换器和接收器都设定固定的IP地址，他们可以相互
寻址；
方式二:为传感器信号网络传输转换器设置固定IP地址，接收器寻址传感器信号网络传输转换器；
方式三:为接收器设置固定IP，传感器信号网络传输转换器寻址接收器；
方式四:接收器和传感器信号网络传输转换器都不设置固定IP，都寻址设备内置的地址解析服务器，所述地址解析服务器内存储有接收器与其对应的传感器信号网络传输转换器的身份标识码，由地址解析服务器配对寻址地址。
[0014]传感器信号网络传输转换器的转换方法包括如下步骤:
(1)通过信号属性设置模块设置接收的传感器信号的类型；
(2)传感器的信号由输入接口输入所述传感器信号网络传输转换器；
(3)中央处理系统的信号识别模块对所述传感器信号的类型进行识别，然后通过信号转换模块将所述传感器信号转换成对应的网络信号；
(4)所述网络信号通过输出接口输出，经网络传输到接收端。
[0015]在所述步骤(I)中，还包括ID号码设置、寻址方式设置以及时钟同步设置的步骤。
[0016]本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
(I)本发明所述的传感器信号网络传输转换器包括输入接口、中央处理系统以及输出接口，中央处理系统包括信号属性设置模块、信号识别模块和信号转换模块，其对应的传感器信号的网络转换方法为通过信号属性设置模块设置接收的传感器信号的类型，信号识别模块根据信号属性设置模块的设置类型来识别传感器信号，通过信号转换模块将识别后的传感器信号转换成支持网络传输协议的网络信号。这样当有多种传感器信号传输过来时，就可以实现对传感器信号的识别和处理，不需要为每种传感器开发不同的网络转换器，通过在信号属性设置模块中进行属性设置，解决了现有技术中网络转换器无法识别传感器信号的问题，因此，本发明的网络转换器可以作为通用转换器连接各种不同性质的传感器，仅需要进行简单的设置即可，扩大了传感器信号网络传输转换器的应用范围。
[0017](2)本发明所述的传感器信号网络传输转换器，其中央处理系统还包括ID号码设置机构，为传感器信号网络传输转换器设置身份标识码，通过选择合适位数的ID号码，可以支持无穷多的传感器信号同时通过网络传输，而不会造成信号身份的混淆，适用于大规模及超大规模的系统应用。
[0018](3)本发明所述的网络信号包含以下各种字段:网络信号转换器对应的ID号，代表该路信号的身份，便于接收端对信号的身份进行识别；信号种类、信号单位、信号量程、信号峰值和信号数值可以确定信号的种类和实际强度；信号极性可以标示具有极性的信号，如电压信号；溢出标志可以标示传感器的输出是否溢出；传输校验可以校验数据传输是否正确；目的地址表示信号接收器的地址；时钟信号可以标示信号的采集时间；预留字段可以为今后的性能扩展提供便利。
[0019](4)本发明所述的输入接口支持直流信号、脉动信号或交流信号，因此可以广泛应用于各种传感器信号的采集和传输。
[0020](5)本发明所述的输出接口采用标准的网络接口，所述网络传输协议为TCP/IP协议，可以直接与现有的有线及无线公共计算机网络通信，这样传输距离不受限制，而且避免了铺设专用线路带来的麻烦。
[0021](6)本发明所述的中央处理系统还包括时钟同步机构，将各个网络转换器同步或者按照一定时间规则采样传感器信号，使整个系统协调工作，提高整个系统的工作效率。
[0022](7)本发明所述的中央处理系统还包括寻址方式设置机构，用于设置寻址方式，所述寻址方式共有4种，用户可以根据需要灵活设置，从而使这套系统适用于各种复杂的网络及应用环境，同时传感器信号网络传输转换器身份识别码ID的设置，也使得所述传感器信号网络传输转换器支持更多种寻址方式，当接收器和传感器信号网络传输转换器都没有固定IP地址时，通过地址解析服务器记录传感器信号网络传输转换器的ID与接收器的对应关系，也可以实现寻址，避免了现有技术中寻址方式受IP地址限制的问题，在管理服务器端可以通过识别ID号码来识别传感器信号网络传输转换器的身份。由于这种方案可以不依赖于IP地址进行身份识别，所以可以采取解析服务器解析的方式进行通讯地址寻址，从而实现更为广泛的应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明实施例1提供的传感器信号网络传输转换器的工作示意图；
图2是本发明实施例2提供的传感器信号网络传输转换器的工作示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面给出本发明所述的传感器信号网络传输转换器的【具体实施方式】。
[0025]实施例1:
本实施例中提供一种传感器信号网络传输转换器，包括输入接口、中央处理系统和输出接口。所述输入接口通过信号线与传感器连接，接收传感器信号。所述中央处理系统与输入接口连接，对接收到的传感器信号进行识别和处理。所述中央处理系统包括信号属性设置模块、信号识别模块和信号转换模块。所述信号属性设置模块设置其接收的所述传感器信号的类型，如设置为温度信号、压力信号、湿度信号等等。所述信号识别模块根据所述信号属性设置模块的设置类型来识别所述传感器信号，所述信号转换模块将所述识别后的传感器信号转换成支持网络传输协议的网络信号。所述输出接口与中央处理系统连接，通过网络将信号发送到远处的接收端。
[0026]本实施例所述的传感器信号网络传输转换器的转换方法，其特征在于，包括如下步骤:
(1)通过信号属性设置模块设置接收的传感器信号的类型；
(2)传感器的信号由输入接口输入所述传感器信号网络传输转换器；
(3)中央处理系统的信号识别模块对所述传感器信号的类型进行识别，然后通过信号转换模块将所述传感器信号转换成对应的网络信号；
(4)所述网络信号通过输出接口输出，经网络传输到接收端。
[0027]实施例2:
本实施例提供一种传感器信号网络传输转换器，包括输入接口、中央处理系统和输出接口。
[0028]输入接口通过RS485通讯线与传感器连接，接收传感器信号，此处输入接口连接的信号可以为直流信号、脉动信号或交流信号中的任一种。
[0029]中央处理系统为单片机，包括信号属性设置模块、信号识别模块、信号转换模块、ID号码设置机构、时钟同步机构、寻址方式设置机构。信号属性设置模块设置接收的传感器信号的类型，此处设置为压力信号。信号识别模块根据信号属性设置模块的设置类型来识别传感器信号，本实施例中识别为压力信号。信号转换模块将识别后的压力信号转换成支持网络传输协议的网络信号，此处的网络传输协议为TCP/IP协议，网络信号包含以下各种字段信息:网络信号转换器对应的ID号，利用ID号码设置机构进行设置，此处标示为
001;信号种类由系统根据信号识别模块识别的类型进行设置，此处标示为压力信号；信号单位由系统根据识别的信号类型进行相应的设置，此处为压力信号，可以标示为牛(N);信号量程表示传感器输出的代表实际信号的最大值，由系统根据实际信号的强度和信号单位进行设置，此处标示为100 ;信号峰值表示传感器输出端直流电压的最大值，由系统根据传感器的型号进行设置，此处标示为5 ;信号数值表示传感器在工作过程中根据被感知对象的现状输出的即时数值，由系统根据接收的传感器信号的即时数值设置，此处标示为3 ;信号极性标示带极性的信号，由系统根据信号的类型和数值进行设置，此处标示为正极；溢出标志表示传感器的输出是否溢出，此处标示为否；传输校验用来校验数据传输是否正确，此处标示为I ;目的地址表示信号接收器的地址，由系统根据寻址方式设置机构设置的寻址方式进行设置，此处为接收器设置固定IP，标示为192.168.2.3 ;时钟信号表示信号的采集时间，由系统根据内置的时钟确定，此处标示为9:00 ;预留字段为空，为今后的性能扩展做准备。时钟同步机构将各个网络转换器同步或者按照一定时间规则采样传感器信号，此处设置为同步采样传感器信号。寻址方式设置机构用于设置寻址方式，此处为接收器设置固定IP为192.168.2.3，让传感器信号网络传输转换器寻址接收器。
[0030]本实施例所述的传感器信号网络传输转换器可以采用四种寻址方式进行寻址，如下所示:
方式一:为传感器信号网络传输转换器和接收器都设定固定的IP地址，他们可以相互
寻址；
方式二:为传感器信号网络传输转换器设置固定IP地址，接收器寻址网络信号转换
器；
方式三:为接收器设置固定IP，传感器信号网络传输转换器寻址接收器；
方式四:接收器和传感器信号网络传输转换器都不设置固定IP，都寻址设备内置的地址解析服务器，所述地址解析服务器内存储有接收器与其对应的传感器信号网络传输转换器的身份标识码，由地址解析服务器配对寻址地址。
[0031]上述四种寻址方式可以通过寻址方式设置机构来进行选择。当网络IP地址资源比较丰富时，可以选择方式一进行寻址；当网络IP地址资源较少时，可以选择方式二或者方式三进行寻址；当网络没有可用的IP地址资源时，可以选择方式四进行寻址。
[0032]输出接口采用标准的RJ45网络接口与接收器连接。
[0033]本实施例所述的传感器信号网络传输转换器对应的转换方法包括以下步骤:
(1)通过ID号码设置机构将传感器信号网络传输转换器对应的ID号设置为001；
(2)通过寻址方式设置机构将寻址方式设置为方式三，接收器设置固定IP为192.168.2.3，让传感器信号网络传输转换器寻址接收器；
(3)通过时钟同步设置机构将传感器信号网络传输转换器设置为同步采样传感器信
号;
(4)通过信号属性设置模块设置接收的传感器信号的类型，本实施例中设置为压力信
号;
(5)传感器的电压信号通过RS485通讯线由输入接口输入传感器信号网络传输转换
器；
(6)中央处理系统的信号识别模块对传感器信号的类型进行识别，然后通过信号转换模块将传感器信号转换成支持TCP/IP协议的网络信号；
(7)网络信号通过标准的RJ45网络接口输出，经网络传输到接收器。
[0034]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种传感器信号网络传输转换器，包括输入接口、中央处理系统和输出接口，其特征在于: 输入接口，与传感器连接，接收传感器信号； 中央处理系统，与输入接口连接，包括信号属性设置模块、信号识别模块和信号转换模块，所述信号属性设置模块设置其接收的所述传感器信号的类型，所述信号识别模块根据所述信号属性设置模块的设置类型来识别所述传感器信号，所述信号转换模块将所述识别后的传感器信号转换成支持网络传输协议的网络信号； 输出接口，与中央处理系统连接，通过网络将信号发送到远处的接收器。
2.根据权利要求1所述的传感器信号网络传输转换器，其特征在于:所述中央处理系统还包括ID号码设置机构，为所述传感器信号网络传输转换器设置身份标识码。
3.根据权利要求1或2所述的传感器信号网络传输转换器，其特征在于:所述网络信号包含以下各种字段:1)网 络信号转换器对应的ID号；2)信号种类；3)信号单位；4)信号量程；5)信号峰值；6)信号数值；7)信号极性；8)溢出标志；9)传输校验；10)目的地址；11)时钟信号；12)预留字段。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的传感器信号网络传输转换器，其特征在于:所述输入接口连接直流信号、脉动信号或交流信号。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的传感器信号网络传输转换器，其特征在于:所述输出接口采用标准的网络接口，所述网络传输协议为TCP/IP协议。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的传感器信号网络传输转换器，其特征在于:所述中央处理系统还包括时钟同步机构，将各个传感器节点同步或者按照一定时间规则米样传感器信号。
7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的传感器信号网络传输转换器，其特征在于:所述中央处理系统为单片机。
8.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的传感器信号网络传输转换器，其特征在于:所述中央处理系统还包括寻址方式设置机构，用于设置寻址方式，所述寻址方式包括: 方式一:为传感器信号网络传输转换器和接收器都设定固定的IP地址，他们可以相互寻址； 方式二:为传感器信号网络传输转换器设置固定IP地址，接收器寻址传感器信号网络传输转换器； 方式三:为接收器设置固定IP，传感器信号网络传输转换器寻址接收器； 方式四:接收器和传感器信号网络传输转换器都不设置固定IP，都寻址设备内置的地址解析服务器，所述地址解析服务器内存储有接收器与其对应的传感器信号网络传输转换器的身份标识码，由地址解析服务器配对寻址地址。
9.一种使用权利要求1-8所述的传感器信号网络传输转换器的转换方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)通过信号属性设置模块设置接收的传感器信号的类型； (2)传感器的信号由输入接口输入所述传感器信号网络传输转换器； (3)中央处理系统的信号识别模块对所述传感器信号的类型进行识别，然后通过信号转换模块将所述传感器信号转换成对应的网络信号；(4)所述网络信号通过输出接口输出，经网络传输到接收端。
10.根据权利要求9所述的转换方法，其特征在于，在所述步骤(I)中，还包括ID号码设置、寻址方式设置以 及时钟同步设置的步骤。
【文档编号】H04L29/06GK103457928SQ201310266408
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2013年6月28日
【发明者】隋海荣, 孙伟力 申请人:北京盛世光明软件股份有限公司