一种工业现场的数据网关通讯系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及网关通讯技术领域，更具体地说是一种工业现场的数据网关通讯系统。
【背景技术】
[0002]目前工业串口数据网关、工业串口转无线网关等产品已经广泛用于工业现场，实现工业串口数据协议并入网络，便于数据传输。但是在现有的产品中，将工业串口数据转换为有线网络数据的产品和将工业串口数据转换为无线网络数据的产品较多，但没有一类产品是将工业串口、有线网关、无线网关这三种数据任意转换的产品。
[0003]国家知识产权局于2014年9月28日，公开了一件公开号为CN204089861U，
名称为“一种工业现场串口通讯网关及通讯系统”的实用新型专利，该实用新型专利所述网关包括:两个串行接口和处理器，第一串行接口和第二串行接口均与所述处理器连接，所述第一串行接口和处理器之间设有第一隔离电路，所述第二串行接口和处理器之间设有第二隔离电路，所述处理器为FPGA或CPLD。本实用新型通过将现有技术中的PLC替换为FPGA或CPLD，由于FPGA或CPLD内部通过硬件电路实现，故而处理速度远超PLC的处理速度，另外，由于PLC与串行接口直接连接，导致其应用于工业场景时，容易出现误触发或损坏，而本实施方式通过在串行接口与处理器之间设置隔离电路，从而方式出现误触发或损坏，并提尚可靠性。
[0004]现有技术中的工业串口数据网关，将工业串口数据转换为有线网络数据的产品和将工业串口数据转换为无线网络数据的产品较多，但没有一类产品是将工业串口、有线网关、无线网关这三种数据任意转换的产品。
【发明内容】
[0005]为解决上述现有技术中的不足，本发明提供了一种工业现场的数据网关通讯系统，本发明可以实现对串口数据、有线网关数据、无线网关数据的任意转换，实现现场工业设备的实时的、高效的通信。
[0006]为解决上述现有技术的不足，本发明是通过下述技术方案实现的:
一种工业现场的数据网关通讯系统，其特征在于:包括串口数据输入输出模块、有线网关数据输入输出模块、无线WiFi数据输入输出模块、CPU控制协调模块；程序启动CPU控制协调模块读取配置文件，根据配置文件做以下操作:
A.设置串口数据输入输出模块参数；
B.设置有线网关数据输入输出模块参数；
C.设置无线WiFi数据输入输出模块的网络连接参数；
D.轮询控制三个端口的数据情况，当其中一个端口接收到数据时，将数据发送到其他两条链路，并对串口数据输入输出模块的数据做一次有效性判断、对有线网关数据输入输出模块的数据和无线WiFi数据输入输出模块的数据做二次判断。
[0007]所述设置串口数据输入输出模块参数具体包括:控制串口波特率、数据位、停止位和流控。
[0008]所述设置有线网关数据输入输出模块参数具体包括:有线网关数据输入输出模块的连接方式、IP地址/目标IP和端口参数，控制有线网关的TCP/IP通讯。
[0009]所述设置无线WiFi数据输入输出模块的网络连接参数具体是指:设置SSID名称、无线密码、无线协议方式和类似有线网关数据输入输出模块的通讯参数。
[0010]所述串口数据输入输出模块外接DB9标准接口或RS485接线座，内接CPU控制协调模块；所述数据的输入输出由CPU控制协调模块控制；所述有线网关数据输入输出模块外接RJ-45标准有线网络接口，内接CPU控制协调模块；无线WiFi数据输入输出模块的内部数据接口与CPU控制协调模块相连。
[0011]所述串口数据输入输出模块为RS232芯片或RS485芯片。
[0012]所述有线网关数据输入输出模块为网卡芯片和网络CPU。
[0013]所述无线WiFi数据输入输出模块为射频控制器和WiFi CPU?
[0014]与现有技术相比，本发明所带来的有益技术效果表现在:
1、本发明提供了问答的软件对接模式，一问一答的握手模式与数据循环缓冲区结合，有效的避免了数据出错的几率；本发明提供了通用的DB9数据接口，对标准的RS232电平提供支持，符合工业控制现场总线的标准，有一定的通用性。程序启动CPU控制协调模块读取配置文件，根据配置文件做以下操作:1.设置串口寄存器参数，控制串口波特率、数据位、停止位、流控等；2.设置有线网关的连接方式、IP地址/目标IP、端口等参数，控制有线网关的TCP/IP通讯；3.设置无线WiFi的网络连接参数(包括SSID名称、无线密码、无线协议方式以及类似有线网关的通讯参数);4.轮询控制三个端口的数据情况，当某个端口接收到数据时，将数据发送到其他两条链路，并对串口数据做一次有效性判断、对有线网络和无线WiFi的数据做二次判断。
[0015]2、本发明与原有的串口转有线网关产品、串口转无线网关产品相比功能更完善，适用范围更广，工作更加稳定；本发明的无线WiFi数据输入输出模块取代了传统的屏蔽线双绞线的有线信道，减少了管线成本，并且避免了复杂的布线过程、避免了数据线损坏对数据传输的影响、避免了高压管线对数据线的影响。
[0016]3、串口数据输入输出模块为RS232芯片或RS485芯片，提供标准的数据电平输入转换。外接DB9标准接口或RS485接线座，内接CPU控制协调模块。数据的输入输出由CPU控制协调模块控制，CPU控制协调模块控制串口的波特率、停止位流控等参数。
[0017]4、有线网关数据输入输出模块为网卡芯片和网络CPU，提供标准的有线网络数据转换。外接RJ-45标准有线网络接口，内接网络CPU再接CPU控制协调模块。数据的输入输出由网络CPU控制，网络CPU为网卡芯片提供驱动程序和TCP应用程序，用于发送和接收数据。网络CPU再与CPU控制协调模块相连，由CPU控制协调模块实现协调工作和数据转发的工作。
[0018]5、无线WiFi数据输入输出模块为射频控制器和WiFiCPU，提供无线射频发射和接收、组网控制、错误判断、有线等与无线数据处理相关的操作。内部数据接口与CPU控制协调模块相连，并由CPU控制协调模块发出握手包，询问芯片状态。空闲时将CPU控制协调模块需要转发的数据发送给WiFi芯片。
[0019]6、CPU控制协调模块为主控制器，提供模块协调、数据打包拆包、数据转发的功能。分别于串口芯片、网络CPU和WiFiCPU相连；控制串口速率、控制网络CPU连接方式、轮询WiFiCPU 状态。
【附图说明】
[0020]图1为工业现场的数据网关通讯系统的结构图；
图2为工业现场的数据网关通讯系统的处理流程图；
图3为基于工业现场的数据网关通讯系统的通讯系统拓扑图。
【具体实施方式】
[0021]实施例1
作为本发明一较佳实施例，本实施例公开了一种工业现场的数据网关通讯系统，本实施例包括串口数据输入输出模块、有线网关数据输入输出模块、无线WiFi数据输入输出模块、CPU控制协调模块；程序启动CPU控制协调模块读取配置文件，根据配置文件做以下操作:
A.设置串口数据输入输出模块参数；
B.设置有线网关数据输入输出模块参数；
C.设置无线WiFi数据输入输出模块的网络连接参数；
D.轮询控制三个端口的数据情况，当其中一个端口接收到数据时，将数据发送到其他两条链路，并对串口数据输入输出模块的数据做一次有效性判断、对有线网关数据输入输出模块的数据和无线WiFi数据输入输出模块的数据做二次判断。
[0022]本实施例提供了问答的软件对接模式，一问一答的握手模式与数据循环缓冲区结合，有效的避免了数据出错的几率；本实施例提供了通用的DB9数据接口，对标准的RS232电平提供支持，符合工业控制现场总线的标准，有一定的通用性。程序启动CPU控制协调模块读取配置文件，根据配置文件做以下操作:1.设置串口寄存器参数，控制串口波特率、数据位、停止位、流控等；2.设置有线网关的连接方式、IP地址/目标IP、端口等参数，控制有线网关的TCP/IP通讯；3.设置无线WiFi的网络连接参数(包括SSID名称、无线密码、无线协议方式以及类似有线网关的通讯参数);4.轮询控制三个端口的数据情况，当某个端口接收到数据时，将数据发送到其他两条链路，并对串口数据做一次有效性判断、对有线网络和无线WiFi的数据做二次判断。
[0023]实施例2
作为本发明又一较佳实施例，本实施例公开了一种工业现场的数据网关通讯系统，本实施例包括串口数据输入输出模块、有线网关数据输入输出模块、无线WiFi数据输入输出模块、CPU控制协调模块；程序启动CPU控制协调模块读取配置文件，根据配置文件做以下操作:
A.设置串口数据输入输出模块参数；
B.设置有线网关数据输入输出模块参数；
C.设置无线WiFi数据输入输出模块的网络连接参数；
D.轮询控