专利名称：因特网的远程通讯方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种远程通讯方法及其系统，尤指一种通过因特网进行远程所有控制单元的数据读取与写入的远程通讯方法及其系统。
背景技术：
目前在通讯端口传输架构上可区分为串行端口(Serial port)与并列端口(Parallel port)二种。串行端口理论上传输速度虽不及并列端口 ，但其具有构造简单、接线容易、传输距离远、抗噪声及成本低等优点。因此广泛应用在消费产品、信息产品、工业产品及各种通讯产品上，以达交换数据传送信息的目的。尤以工业环境而言，需要为数众多的远程控制单元连网，通讯方式更非采用串行端口不可，其中最普遍使用的功能单元则为通用异步收发器(UART)，该通用异步收发器(UART)是以固定波特率(Baudrate)的速度传送数字数据，以起始位(Start bit)及停止位(St叩bit)来界定数据域位始末，若有必要可增加一配类位(Parity bit)，可提高传输的可靠度。要传输8个位数据，外加起始位，停止位及配类位，共需要ll位时间。
然而，如图1所示为一般串行端口使用通用异步收发器(UART)的接线方式及系统，该系统包含有多个控制单元10，每个控制单元10包括有一模拟/数字转换器20、 一微处理器30，该微处理器30内含有一通用异步收发器(UART)301，该通用异步收发器(UART)具有一接收端302及一传送端303，该系统及接线方式的特点是在相同网络上，所有控制单元10的接收端302均与发送端40连接在一起成为共同接收端，而传送端303与该响应端50连接在一起成为共同传送端。当发送端40有信号进入时，所有控制单元IO均同时接收到信号，是故任一控制单元IO必须有各自且不得与它单元重复的地址，而接收信息字段内必需具备至少一字节的地址以供呼叫对应的控制单元10。然后被呼叫的控制单元10则开始执行所收到的指令，并将响应信息传送到共同发送端，未被呼叫的控制单元10则必须永远关闭其发送端，以免同时有二个以
5上信号使用共同发送端40形成信号破坏。
以上述技术已普及运用在一般须通过因特网进行远程控制的产品上，尤其是以RS-485或RS-422或者类似的标准接口或通讯协议的实施，以完成系统的通讯功能。此类的通讯方法虽然简单，但仍然有以下缺点
1、 每一个控制单元必须设定一个固定地址，且在同一系统内不得设定重复的地址，因此在系统建置阶段及故障维修阶段均造成相当不便。使用中如果此地址数据遭不当修改，将使通讯功能产生错误，亦增加管理上的负担。
2、 因为同一时间仅允许一个控制单元响应数据，所以每次通讯均须个别发送信号给每一个控制单元，如此则大大降低通讯效率，尤以控制单元装设越多的系统，要频频呼叫各个控制单元，使通讯效率降低更多。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种新的远程控制单元的连结方法及系统，使各控制单元能相互以串接方式连接成网络，以进行各控制单元与主控制器之间的数据收集、远程监控、数据下载及系统建置等工作。
为达上述的目的，本发明系提供一种因特网的远程通讯系统，包含一主控制器及多个控制单元，其中每一控制单元包含 一信号转换器、 一微处理器及一开关。该信号转换器与外部的负载电性连结，以接受负载所回传的信号及传递控制信号给各负载。该微处理器系与该信号转换器电性连结，以接收该信号转换器回传信号及传递控制信号给信号转换器，该微处理器至少包含有一通用异步收发器，该通用异步收发器具有一接收端及一传送端，该接收端与该发送端或者与上一级通用异步收发器的传送端电性连结，该传送端与下一级通用异步收发器的接收端电性连结。该开关具有一第一输入端、 一第二输入端及一输出端，该第一输入端与该通用异步收发器的传送端电性连结，该第二输入端与该微处理器电性连结，以及该输出端与该回应端电性连结。其中，在主控制器发送第一封包数据读取单一或所有控制单元数据时，该控制单元的开关导通响应封包数据给主控制器；该主控制器发送第二封包数据时，该第二封包数据的联机标记与目标单元地址相同时，即执行写入数据于该微处理器中；该主控制器发送第三封包数据，该第三封包数据中的目标单元地址为零时，任一控制单元均执行数据写入动作。该远程通讯方法，包括以各个控制单元接收主控制器所发送数据；判断接收数据为第一、第二或第三封包数据之其一；为第一封包数据时，该主控制器以读取各个控制单元数据时，令各个控制单元的微处理器驱动开关导通，回传响应数据传至该主控制器；在微处理器判断为第二封包数据时，该执行写入单一控制单元所需数据，且在该第二封包数据中的联机标记与目标单元地址相
同，即执行写入数据动作；及，在微处理器判断为第三封包数据时，该执行所有控制单元的数据写入，且在该第三封包数据中的目标单元地址为零时，任一控制单元均执行写入数据动作。
为图1 一般串行端口使用通用异步收发器(UART)的接线方法及系统示意
图2为本发明的远程通讯系统电性连结方块电路示意图；图3为本发明的主控制器传送封包数据读取各单元数据示意图；图4为本发明的控制单元回传响应封包数据示意图；图5为本发明的主控制器传送写入封包数据至单一个控制单元示意图；图6为本发明的主控制器传送写入封包数据至所有控制单元示意图；图7为本发明的远程通讯系统中主控制器与所有控制单元的通讯方法流程示意图。
主要组件符号说明现有技术控制单元10模拟/数字转换器20微处理器30通用异步收发器301接收端302传送端303发送端40回应端50主控制器1发送端ll
回应端12控制单元2该信号转换器21微处理器22通用异步收发器220接收端221传送端222开关23
第一输入端231第二输入端232输出端233负载3
第一封包数据4第一字段41第二字段42第三字段43最后两个字段44、 45响应封包数据5第一字段51第二字段52第三字段53最后两字段54、 55第二封包数据6第一字段61第二字段62第三字段63第四字段64第五字段65最后两字段66、 67第三封包数据7第三字段73步骤100~12具体实施例方式
兹有关本发明的技术内容及详细说明，现在配合图式说明如下
请参阅图2，为本发明的远程通讯系统电性连结方块电路示意图。如图所示本发明的远程控制系统包含 一主控制器1及多个控制单元2,其中每一个控制单元2通过因特网与主控制器1及下一级控制单元2串接，该控制单元2至少包含有 一信号转换器21、 一微处理器22及一开关23。
该信号转换器21，为一模拟/数字转换器，与外部的负载3电性连结，用以接受负载3所回传的信号，及传递控制信号给各负载3。在本图式中，该负载3为警报器或电流、电压、温度传感器。
该微处理器22，与该信号转换器21电性连结，用以接收该信号转换器21回传信号，及传递控制信号给信号转换器21，该微处理器22至少包含有一通用异步收发器(UART)220，该通用异步收发器220具有一接收端221及一传送端222。该接收端221系与该主控制器1所设的发送端11或者与上一级通用异步收发器220的传送端222电性连结。该传送端222与下一级通用异步收发器220的接收端211电性连结。
该开关23，具有一第一输入端231、 一第二输入端232及一输出端233。该第一输入端231与该通用异步收发器220的传送端222电性连结。该第二输入端232与该微处理器22电性连结。该输出端233与该主控制器1所设的回应端12电性连结。在主控制器1发送信号给各个控制单元2时，若须回传信号，该微处理器22控制开关23导通，该通用异步收发器220的传送端222所回传的信号经开关23传至回应端12上，再由回应端12传回至主控制器1接收。
在此种串接的模式下，该主控制器1只要下达一次指令能自动地址并可快速读取各个控制单元的数据，不必每次呼叫个别单元，以提高通讯效率。
9请参阅图2、图3，为本发明的控制单元电性连结方块电路及主控制器传送封包数据读取各单元数据示意图。如图所示当主控制器1要读取所有单元的数据时，该主控制器1由发送端11送出一第一封包数据4，该第一封包数据4的第一字段41为联机标记(Connection index),以作为各单元的地址设定。第二字段42为功能码(Function code)以供控制单元2判断是要读取数据还是要写入数据。第三字段43之后为读取控制单元2对外连接负载3的参数(例如，温度、警报、电流、电压)。该封包数据的最后两个字段44、 45分别为第一侦错码及第二侦错码。
在主控制器1经发送端11将第一封包数据4传送后，经第一个控制单元2的一接收端221接收后，此时第一字段41为联机标记为k，将k值设定为第一个控制单元2的地址为k。再通过传送端222将该第一封包数据4传至下一级的控制单元2，经微处理器22处理后会将k+l传给第二个控制单元2,该第二个控制单元2的地址为k+l，依此类推完成所有单元的地址设定。 一但有其一控制单元2被拔除或更新时，只要主控制器1送出信号时，该各个控制单元2将自动进行地址功能。
当第一个控制单元2的微处理器22在判断第二字段44的功能码及最后两字段44、 45的第一侦错码及第二侦错码为主控制器1所传的第一封包数据4时，该第一个控制单元2的微处理器22驱动该开关23导通，该微处理器22内部的缓存器或内存(图中未示)所储存的数据由传送端222经开关23传至响应端12，再由响应端12将数据回传至主控制器1。
请参阅图2和图4,为本发明的控制单元电性连结方块电路及控制单元回传的响应封包数据示意图。如图所示在主控制器1经回应端12接收各个控制单元2所响应的响应封包数据5，该主控制器1根据响应封包数据5的第一字段51、第二字段52及最后两字段54、 55的第一侦错码及第二侦错码来判断是由那该控制单元2所响应，以及所响应的数据是否正确。若主控制器1判断正确后，即读取该控制单元2所响应的响应封包数据5中所夹带的数据，如第三字段53及第三字段53以后的参数(温度、警报、电流、电压)。
请参图5，为本发明的主控制器传送写入封包数据至单一个控制单元示意图。如图所示当主控制器1要写入数据到第三个控制单元2，该第二封包数据6的第一字段61的联机标记为k+l，第二字段62为功能码，第三字段63
10为目标单元地址，在第一字段61的联机标记为k+l等于第三字段63为目标单元地址时，执行写入动作。根据第四字段64的缓存器起始地址写入数据于微处理器22中，例如该第四字段64的缓存器起始地址为(5)时，即表示写入数据至微处理器222内部的第五个缓存器中。因此，将第五字段65及第五字段65以后的数据写入于该缓存器中。
同时，再写入数据时，会先根据该第二封包数据6最后两字段66、 67的第一侦错码及第二侦错码来判断是否为主控制器1所传来数据。
请参图6,为本发明的主控制器传送写入封包数据至所有控制单元示意图。如图所示本图式所揭露的第三封包数据7与图5大致相同，差异处在于第二封包数据6的第三字段63的目标单元地址是固定地址，而第三封包数据7的第三字段73的目标单元地址为(O)。即表示任一控制单元2均执行数据写入。
请参阅图7，为本发明的远程通讯系统中主控制器与所有控制单元的通讯方法流程示意图。如图所示首先，进入步骤100，由微处理器判断是否接收数据。
若微处理器判断接收数据时，则进入步骤102，再判断是何种封包数据。若为处理器判断为第一封包数据时，进入步骤104读取各个控制单元数据。
步骤106在各个控制单元判断主控制器传来的第一及第二侦错码是否正确，若是第一及第二侦错码不正确，回至步骤IOO，若是第一及第二侦错码正确，进入步骤108中各个控制单元的开关导通，再进入步骤110中各个控制单元将数据回传至主控制器中。
步骤102，在微处理器判断为第二封包数据时，进入步骤112写入单一控制单元。再进入步骤114，由微处理器判断联机标记与目标单元地址是否相同时，若不相同，不执行数据写入动作。若是联机标记与目标单元地址相同，再进入步骤116中由微处理器判断第一及第二侦错码是否正确，若是不正确回至步骤100中。若是第一及第二侦错码正确，进入步骤118写入数据于该控制单元中。
在步骤102中由微处理器判断为第三封包数据时，进入步骤120中写入数据至所有控制单元中，再进入步骤122由微处理器判断目标单元地址是否为零，若不为零时，所由控制单元均不执行写入数据动作，若是目标单元地址为零时，任一控制单元2均执行数据写入，再进入步骤116由微处理器判断第一 及第二侦错码是否正确，若是不正确回至步骤100中。若是第一及第二侦错码 正确，进入步骤118写入数据于该控制单元中。
上述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围。即 凡依本发明权利要求保护范围所做的均等变化与修饰，皆为本发明权利要求保 护范围所涵盖。
权利要求
1、一种因特网的远程通讯系统，其特征在于，包含多个控制单元与多个外部负载电性连结，每一该控制单元通过发送端及传送端与远程的一主控制器及下一级控制单元串接，每一该控制单元包括一信号转换器，系与外部的负载电性连结，以接受负载所回传的信号及传递控制信号给各负载；一微处理器，系与该信号转换器电性连结，以接收该信号转换器回传信号及传递控制信号给信号转换器，该微处理器至少包含有一通用异步收发器，该通用异步收发器具有一接收端及一传送端，该接收端与上一级通用异步收发器的传送端电性连结，该传送端与下一级通用异步收发器的接收端电性连结；一开关，具有一第一输入端、一第二输入端及一输出端，该第一输入端与该通用异步收发器的传送端电性连结，该第二输入端与该微处理器电性连结，以及该输出端与该回应端电性连结；其中，在主控制器发送第一封包数据读取单一或所有控制单元数据时，该开关导通响应封包数据给主控制器；该主控制器发送第二封包数据时，该第二封包数据的联机标记与目标单元地址相同时，即执行写入数据于该微处理器中；该主控制器发送第三封包数据，该第三封包数据中的目标单元地址为零时，任一控制单元均执行数据写入动作。
2、 如权利要求1所述的远程通讯系统，其特征在于，该信号转换器为一模拟/数字转换器。
3、 如权利要求1所述的远程通讯系统，其特征在于，该负载为警报器或电流、电压或温度传感器之其一。
4、 如权利要求1所述的远程通讯系统，其特征在于，该第一封包数据包含有联机标记、功能码、负载的参数、第一侦错码及第二侦错码。
5、 如权利要求4所述的远程通讯系统，其特征在于，若联机标记为k，在该控制单元接收后，由控制单元的微处理器将k值设定为自身的地址后，再将联机标记为k+l传至下一级控制单元中。
6、 如权利要求1所述的远程通讯系统，其特征在于，该响应封包数据包含联机标记、功能码，负载参数、第一侦错码及第二侦错码。
7、 如权利要求6所述的远程通讯系统，其特征在于，在响应封包数据由 主控制器接收后，该主控制器根据该第一及第二侦错码判断数据是否正确。
8、 如权利要求1所述的远程通讯系统，其特征在于，该写入数据是以写 入负载的参数。
9、 如权利要求7所述的远程通讯系统，其特征在于，该写入的参数是写 入于该微处理器内部的缓存器或内存之其一中。
10、 如权利要求1所述的远程通讯系统，其特征在于，该第一或第二封包 数据包含联机标记、功能码、目标单元地址、缓存器起始地址、负载参数、第 一侦错码及第二侦错码。
11、 如权利要求1所述的远程通讯系统，其特征在于，该微处理器接收第 一、第二或第三封包数据时，皆判断该第一、第二或第三封包数据的第一及第 二侦错码判断数据是否正确，若第一及第二侦错码正确，接收主控制器所传送 的第一、第二或第三封包数据。
12、 一种因特网的远程通讯方法，包含以多个控制单元与多个外部负载电 性连结，每一该控制单元包含有一信号转换器、 一微处理器及一开关，该微处 理器内部的通用异步收发器通过接收端及传送端与该开关、主控制器的发送端 及传送端电性串接，该方法包括以各个控制单元接收主控制器所发送数据，并由控制单元的微处理器判断 接收数据为第一、第二或第三封包数据；在微处理器判断为第一封包数据时，该主控制器以读取各个控制单元数据 时，令各个控制单元的微处理器驱动开关导通，回传响应数据传至该主控制器;在微处理器判断为第二封包数据时，该执行写入单一控制单元所需数据， 且在该第二封包数据中的联机标记与目标单元地址相同，即执行写入数据动 作；及，在微处理器判断为第三封包数据时，该执行所有控制单元的数据写入，且 在该第三封包数据中的目标单元地址为零时，任一控制单元均执行写入数据动 作。
13、 如权利要求12所述的远程通讯方法，其特征在于，该信号转换器为 一模拟/数字转换器。
14、 如权利要求12所述的远程通讯方法，其特征在于，该负载为警报器或电流、电压或温度传感器之其一。
15、 如权利要求12所述的远程通讯系统，其特征在于，该第一封包数据包含有联机标记、功能码、负载的参数、第一侦错码及第二侦错码。
16、 如权利要求15所述的远程通讯方法，其特征在于，若联机标记为k，在该控制单元接收后，由控制单元的微处理器将k值设定为本单元的地址，再将联机标记为k+l传至下一级控制单元中。
17、如权利要求12所述的远程通讯方法，其特征在于，该响应封包数据包含联机标记、功能码，负载参数、第一侦错码及第二侦错码。
18、 如权利要求17所述的远程通讯方法，其特征在于，在响应封包数据由主控制器接收后，根据该第一及第二侦错码判断数据是否正确。
19、 如权利要求12所述的远程通讯方法，其特征在于，该写入数据是以写入负载的参数。
20、 如权利要求19所述的远程通讯方法，其特征在于，该写入的参数是写入于该微处理器内部的缓存器或内存之其一中。
21、 如权利要求12所述的远程通讯方法，其特征在于，该第一或第二封包数据包含联机标记、功能码、目标单元地址、缓存器起始地址、负载参数、第一侦错码及第二侦错码。
22、 如权利要求12所述的远程通讯方法，其特征在于，该微处理器接收第一、第二或第三封包数据时，皆判断该第一、第二或第三封包数据的第一及第二侦错码判断数据是否正确，若第一及第二侦错码正确，接收主控制器所传送的第一、第二或第三封包数据。
全文摘要
本发明公开了一种因特网的远程通讯方法及其系统，包含一主控制器及多个控制单元，其中每一控制单元通过发送端及传送端与远程的主控制器及下一级控制单元串接。各个控制单元接收主控制器所发送数据，且判断接收数据为第一、第二或第三封包数据之其一。若为第一封包数据且主控制器读取各个控制单元数据时，此时控制单元的开关导通，响应数据传至该主控制器。若为第二封包数据，且在联机标记与目标单元地址相同，即执行写入单一控制单元所需数据。若为第三封包数据，且在目标单元地址为零，任一控制单元均执写入所需数据。
文档编号H04L12/56GK101677288SQ20081021152
公开日2010年3月24日 申请日期2008年9月17日 优先权日2008年9月17日
发明者廖述椿 申请人:伟林电子股份有限公司