多接口自适应的无线异构网络协议转换方法和通信装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及嵌入式异构网络通信领域，尤其涉及一种具有多接口的自适应转换无线异构网络通信方法和装置。
【背景技术】
[0002]在工业现场中，采用有线通信的方式需要预设工程布线管道，施工成本高，受地理环境影响较大，不利于维修以及二次升级改造，而采用无线通信的方式则具有成本较低、施工简便、维修方便、适应性好等优势。此外，在工业现场总线中使用的总线接口各有不同，因此需要一种集成多种协议接口的异构网络通信装置。
[0003]现有通信技术中，有线无线网络互通技术已非常普遍。例如:中国专利申请号为:201120572125.3，名称为“串口无线通信装置”的专利，该装置实现了串口数据与基于IEEE802.11标准的无线网络数据相互转换，并通过无线通信模块与基于IEEE802.11标准的无线网络进行数据通信通过串口与用户串口设备进行数据通信，从而实现用户串口设备通过串口与基于IEEE802.11标准的无线网络设备进行无线通信。但该装置使用条件单一，没有考虑到不同总线接口之间的通信问题。另如，中国专利申请号为:201110423393.3，名称为“一种多协议多接口无线传感网网关”的专利，该装置通过设计协议转换程序解决现有无线传感器网络中无线/有线数据融合的问题，但该装置不能满足工业现场中采用RS485/RS232总线、CAN总线、SPI总线设备与无线网关之间的智能有线/无线数据通信。
[0004]上述可知，现有的电子通信装置由于设备和原理过于简单，而且不能智能选择接口方式与其他不同接口设备进行通信，很难适应目前电子通信行业或工业现场的要求，所以亟需一种新的电子通信装置以解决上述问题。
【发明内容】
[0005]本发明目的在于提供一种可智能选择接口方式、自主完成不同协议转换的多接口自适应的无线异构网络协议转换方法和通信装置。
[0006]为实现上述目的，采用如下技术方案:
[0007]本发明所述多接口自适应的无线异构网络包括有线网络和无线网络，有线网络由SPI通信模块、RS485/RS232串口通信模块、CAN通信模块、以太网接口通信模块与嵌入式处理器通过总线连接组成，无线网络由WIFI无线射频收发模块和ZigBee无线射频收发模块与嵌入式处理器通过总线连接组成，嵌入式处理器另与SDRAM内存单元、Nand Flash存储器连接；
[0008]本发明所述网络协议转换方法如下:
[0009]在各个接口的每帧数据中必须包含状态控制字，其中有效数据帧的第一个数据字节为状态控制字，嵌入式处理器通过状态控制字来存放表示各接口间的转换映射关系，自主完成对相应资源的分析与调度，利用对应协议转换程序实现多种协议与基于IEEE802.11以及802.15.4标准协议之间的协议转换和有线/无线数据解析与转发；协议转换程序采用多路复用方式，作为嵌入式处理器的上层应用程序而存在，系统启动后，对网络中所有接口进行监听，通过监听状态控制字，读取并识别用户需求指令，接收到的数据包首先检测状态控制字的值并选择与之匹配的通信方式，实现虚拟的通信逻辑管道，自动处理完成有线接口之间的协议数据重构解析，以及SPI协议与标准无线网络协议、以太网协议与标准无线网络协议、CAN协议与标准无线通信协议、RS485/RS232协议与标准无线通信协议之间的转换，从而实现带有SPI总线接口、以太网口接口、CAN接口或RS485/RS232总线接口的设备与远程终端之间的无缝数据通信。
[0010]其中，所述状态控制字占用一个字节的内存空间，其中低5位为有效域，由低到高分别代表RS485/RS232接口使能、CAN接口使能、SPI接口使能、以太网接口使能、无线使能，对应二进制表示为00011111，其中I代表有效位，O代表无效位，其中I代表使能相应接口，O代表失能相应接口 ；通过状态控制字来存放表示各接口间的转换映射关系。
[0011]在不同协议数据进行交互的过程中，采用内存映射方式，相互通信的接口之间共享同一段预先分配的线性地址区间，从而达到针对不同的用户需求，实现不同协议之间的有线/无线数据通信。
[0012]所述的逻辑管道是指不同接口之间的数据通过处理器进行实时动态解析重构，从而实现不依赖于具体物理接口的无缝通信方式。
[0013]本发明所述通信装置由嵌入式处理器外接模块组成；所述外接模块包括SPI通信模块、RS485/RS232串口通信模块、CAN通信模块、以太网接口通信模块、SDRAM内存单元、Nand Flash存储器、WIFI无线射频收发模块以及ZigBee无线射频收发模块；外接模块与嵌入式处理器采用总线连接方式相连，内置协议转换程序，SPI通信模块、RS485/RS232串口通信模块、CAN通信模块、以太网接口通信模块分别与各自接口设备相连，通过WIFI无线射频收发模块和ZigBee无线射频收发模块完成不同接口设备与远程上位机的无线通信功能以及不同接口之间的数据格式转换。
[0014]与现有技术相比，本发明具有如下优点:
[0015]1、网络协议转换方法可利用协议转换程序实现RS485/RS232、CAN、SPI, TCP/IP等多种接口数据与基于IEEE802.11以及802.15.4标准的无线网络数据之间交换，同时还可以实现多总线接口之间的数据格式转换，从而达到带有RS485/RS232接口、CAN接口、以太网接口或者SPI接口的用户设备与远程终端无线通信以及带有不同接口之间的互相通信的目的降低成本。
[0016]2、通信装置具有体积小、使用简便、拓展能力强等优点，对不同的有线设备与远程终端提供了便捷、快速的通信方式。
【附图说明】
[0017]图1为本发明装置的网络示意简图。
[0018]图2为本发明装置的硬件连接框图。
[0019]图3为本发明方法的控制状态字地址映射图表。
[0020]图4为本发明方法的程序流程图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本发明做进一步说明:
[0022]本发明所述通信装置由嵌入式处理器外接模块组成；所述外接模块包括SPI通信模块、RS485/RS232串口通信模块、CAN通信模块、以太网接口通信模块、SDRAM内存单元、Nand Flash存储器、WIFI无线射频收发模块以及ZigBee无线射频收发模块；外接模块与嵌入式处理器采用总线连接方式相连，内置协议转换程序，SPI通信模块、RS485/RS232串口通信模块、CAN通信模块、以太网接口通信模块分别与各自接口设备相连，通过WIFI无线射频收发模块和ZigBee无线射频收发模块完成不同接口设备与远程上位机的无线通信功能以及不同接口之间的数据格式转换。
[0023]图1为本发明装置的所应用的网络示意简图。所应用的无线异构网络包括有线设备和无线设备两种。有线设备支持RS485/RS232、CAN、SP1、TCP/IP等多种接口的设备；无线设备支持基于IEEE802.11以及802.15.4标准的设备。上述有线和无线设备接入本发明所述的通信装置，实现有线设备和无线设备之间以及各接口之间的数据通信。
[0024]图2为本发明装置的硬件连接框图，所述通信装置由嵌入式处理器外接模块组成；外接模块