一种基于串口实现无地址标识设备有线通信的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及基于串口有线通信技术领域，特别涉及一种基于串口实现无地址标识设备有线通信的系统。
【背景技术】
[0002]21世纪，无论人们的生活用品，还是工业机器、系统，高速发展的PC机技术让它们越来越智能化、网络化。人们的生活、工作也变得越来越便捷、轻松。同时，如何用好大型老机器、系统，如数控机床，各种冶炼、化工大型自动化工艺/工序系统等无地址标识的设备为现在的生产服务这一问题越来越受到人们的关注。
[0003]相对于现在的同类机器、系统，无地址标识设备的精度可能不太高，但仍能完成一定精度的加工或冶炼、化工工艺来满足目前一定的生产需求。为了适合现代的工作方式，需要将集中处于一个工业现场的多套无地址标识设备组网从而实现集中监控、操作。这样既能提高劳动效率、节约劳动成本，又能很好地改善工作环境、提高工作质量。不对无地址标识设备作任何改动的组网不失为一种行之有效的组网方式。
[0004]要实现一台PC机对多套无地址标识设备的监控、操作，首先需要该PC机能识别这些机器、系统。工程上通常以机器、系统的地址标识来识别它们，而无地址标识设备却没有它们自己的地址标识。为此，人们一般以现场总线来对它们进行组网，PC机上需配置总线控制器以实现对网络总线的控制，各套无地址标识设备上需配置节点用以设置无地址标识设备的地址并完成现场总线与串口总线的转换(无地址标识设备只能通过串口通信)及通信相关协议的转换，结构复杂，操作烦琐。
[0005]现有技术还可以利用串口总线直接对集中处于某一工业现场的多套无地址标识设备组网，但这种方式会遇上一些实际问题，如，每套无地址标识设备上安置一个通信控制器在安装、维护上不方便；一个通信控制器仅控制一套无地址标识设备的通信，而且该通信不需要较高实时性能，对于现在的微处理器而言，大有“牛刀杀鸡”之意，也就是说，通信控制器中微处理器的处理能力远远未获得充分利用；组网后的监控、操作室距无地址标识设备现场有一定距离，工业现场的振动等干扰环境比较恶劣，无地址标识设备原有通信协议的可靠性会面临一些实际问题。
【发明内容】
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供了一种结构简洁且可靠性高的基于串口实现无地址标识设备有线通信的系统。
[0007]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:
[0008]一种基于串口实现无地址标识设备有线通信的系统，包括PC机、接口转换器、通信控制器和若干个无地址标识设备，通信控制器包括单片机最小系统、第一电平转换电路、地址选择电路、地址识别电路、第二电平转换电路，PC机通过接口转换器与通信控制器内的第一电平转换电路双向连接，第一电平转换电路与单片机最小系统的单片机双向连通，单片机的第一路通过地址选择电路与电平转换电路连接，单片机的第二路与地址识别电路双向连接，单片机的第三路与电平转换电路双向连接，电平转换电路与若干个无地址标识设备通信连接，电平转换电路将接收的无地址标识设备通信控制信号传送至地址识别电路；第一电平转换电路与单片机最小系统中的一个串口连接，并通过接口转换器与PC机相连，形成PC机与通信控制器之间的通信通路，单片机最小系统通过地址选择电路构建通信控制器与无地址标识设备之间的通信通路，并通过地址识别电路获知申请串口通信的无地址标识设备，第二电平转换电路的串口通信线路的TTL端与单片机最小系统中的另一个串口连接，其各串口输入端子与若干个无地址标识设备的串口端子通过RS232对应连接。
[0009]优选的，在上述技术方案中，接口转换器为RS232/RS485转换器，用来将PC机的RS232串口通信方式与抗干扰的RS485串口通信方式进行相互转换。
[0010]优选的，在上述技术方案中，第一电平转换电路为RS485/TTL电平转换电路，用来将转换器发出的电平信号与单片机能识别的电平信号进行相互转换。
[0011]优选的，在上述技术方案中，第二电平转换电路为TTL/RS232电平转换电路，用来将无地址标识设备识别的电平信号与单片机识别的电平信号进行相互转换。
[0012]优选的，在上述技术方案中，通信控制器为一个。
[0013]优选的，在上述技术方案中，所述系统的通信协议是Modbus通信协议。
[0014]优选的，在上述技术方案中，单片机为两个或两个以上串口的单片机。
[0015]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0016]本发明利用适用于工业现场的Modbus通信协议，利用抗干扰强的RS485串口总线，以一个通信控制器实现地处一个工业现场的多套无地址标识设备的组网。PC机与多套无地址标识设备进行通信时，一方面当PC机给某无地址标识设备传送工艺/工序及其参数或指令时，首先将这些信息以Modbus协议的方式发送给通信控制器，再由通信控制器进行协议转换，转换成该无地址标识设备遵循的通信协议，并将该信息发送给该无地址标识设备；另一方面当某套或者多套无地址标识设备给PC机发送工作状态等信息时，首先将信息发送给通信控制器，再由通信控制器将无地址标识设备的通信协议转换成相应的Modbus协议，并将转换后的信息发送给PC机。即PC机与多套无地址标识设备之间的网络通信，由通信控制器实现协议转换、信息传送、无地址标识设备地址通路的选择、发送信息的无地址标识设备的地址识别，从而实现PC机与多套无地址标识设备之间的网络通信。
[0017]本发明充分利用了通信控制器中单片机的处理能力，地址分配与识别电路的灵活应用实现了一台计算对多套无地址标识设备的定位与识别，Modbus协议与RS485总线的应用让无地址标识设备监控网络具有非常高的抗干扰能力，尤其适用于工业现场。采用本发明专利的技术路线组网无地址标识设备，益处是多套无地址标识设备只需要本发明的一个通信控制器，在底层所做的工作仅仅是将无地址标识设备的串口总线接入本发明的通信控制器，将无地址标识设备的通信协议写入该通信控制器，然后接好线就可以了。相对于现场总线、直接串口总线方式等其他技术方案，本发明构件的系统简洁、可靠性高、成本低。
[0018]本发明合理、有效地使用在Modbus协议发明前生产出来的如数控机床，各种冶炼、化工大型自动化工艺/工序系统等大型无地址标识的设备为现在的生产服务，充分发挥这些无地址标识设备的作用对于我国国民经济建设具有非常重要的意义。本发明针对此而研发的。本发明能简洁、低成本、可靠地实现对无地址标识设备的组网，便于人们在舒适的监控、操作工作环境中高效地使用无地址标识设备服务于生产，因此本发明具有很高的经济效益、社会效益。
【附图说明】
[0019]下面结合附图对本发明作进一步说明:
[0020]图1是本发明一个具体实施例的整体结构框图。
【具体实施方式】
[0021]如图1所示，本发明提供的一种基于串口实现无地址标识设备有线通信的系统，包括PC机、RS232/RS485转换器、通信控制器、无地址标识设备，PC机通过RS232/RS485转换器与通信控制器双向连通，通信控制器包括单片机最小系统、RS485/TTL电平转换电路、地址选择电路、地址识别电路、TTL/RS232电平转换电路，RS485/TTL电平转换电路的一端与RS232/RS485转换器相互连通，另一端与单片机最小系统中的一个串口连接，并通过RS232/RS485转换器与PC机相连，形成PC机与通信控制器之间的通信通路，单片机最小系统借助于地址选择电路构建通信控制器与无地址标识设备之间的通信通路，并通过地址识别电路获知申请串口通信的无地址标识设备，TTL/RS232电平转换电路的串口通信线路的TTL端与单片机最小系统中的另一个串口连接，其各串口输入端子与若干个无地址标识设备的串口端子通过RS232——对应连接起来，并且TTL/RS232电平转换电路将无地址标识设备的通信信号传送至单片机最小系统处理。
[0022]在本实施例中优先选用的通信控制器中的单片机最小系统优选具有双串口的单片机STC12C5A60S2作为控制芯片，PC机与通信控制器进行信息传输，采用有线传输方式。一般情况下通信控制器安装在工业现场，PC机与通信控