一种串口转换HDMI显示装置的制作方法

本发明涉及串口转换技术和显示设备技术领域，具体为一种串口转换hdmi显示装置。

背景技术：

高清晰度多媒体接口(英文：highdefinitionmultimediainterface，hdmi)是一种数字化视频/音频接口技术，是适合影像传输的专用型数字化接口，其可同时传送音频和视频信号，最高数据传输速度为5gbps，同时无需在信号传送前进行数/模转换或者模/数转换。随着科技的发展以及显示器价格的下降，现在配置hdmi接口连接器的电子产品设备应用非常广泛，使用便捷、连接可靠，基本上已经发展为国际上最先进的多媒体接口标准。

现有技术如公开号为cn207573506u的实用新型公开了一种多输入端hdmi显示切换设备，包括hdmi显示器、至少一个信号输入源，还包括信道控制装置，所述信道控制装置包括切换转盘及设置在其一面的切换按钮、可分离接触头，其还包括输入端口、转换器、输出通道、输出端口，通过机电结合的思路，通过对切换按钮做按下和旋转的操作就能实现信号的自由切换。该技术方案具有容性强的特点，可以友好接收新老信号输入设备的不同接口，保护了hdmi显示器接口，延长了hdmi显示器的使用寿命；另外还实现多信号源hdmi显示的切换，使用便捷、连接可靠。但是其无法同时连接大量串口设备，也不能在连接上众多串口设备之后有选择性的对信号源进行视音频显示，更不能通过显示设备实现对串口设备的简单控制，功能比较单一。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种串口转换hdmi显示装置，以解决上述背景技术中提出的现有的hdmi显示设备无法同时连接大量串口设备，也不能在连接上众多串口设备之后有选择性的对信号源进行视音频显示，更不能通过显示设备实现对串口设备的简单控制，存在功能比较单一的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种串口转换hdmi显示装置，其包括：

串口扩展模块，用于扩展串口数量以便于同时接入更多串口设备，其包括串口扩展单元和串口通信转发单元；串口转换控制模块，用于实现串口和网络协议的相互转换，其包括协议转换单元与控制和存储单元；虚拟串口扩展模块，用于对上位机用户设备的串行通信口进行网络化延伸和扩展；显示接入控制模块，用于对显示器的信号和数据接入进行选择和控制，其包括接入手动控制单元、接入语音控制单元、信道接入控制单元和串口接入控制单元；以及显示和控制模块，用于按照用户要求展示被接入信道和串口的视频和音频数据以及实现上位机用户设备与串口设备的信号数据交互控制，其包括上位机用户单元和显示单元；

其中，串口扩展单元、串口通信转发单元、协议转换单元以及虚拟串口扩展模块顺次连接，虚拟串口扩展模块分别连接上位机用户单元和显示单元，控制和存储单元连接协议转换单元，接入手动控制单元和接入语音控制单元分别连接信道接入控制单元和串口接入控制单元，信道接入控制单元和串口接入控制单元均连接显示单元。

优选的，所述串口扩展单元包括集线器，所述串口通信转发单元包括串口桥接器。

优选的，所述控制和存储单元包括微控制器、数据存储器和程序存储器，所述协议转换单元包括串口/网络协议转换器。

优选的，所述虚拟串口扩展模块包括虚拟串口和虚拟串口软件，所述虚拟串口软件包括虚拟串口驱动程序、网络服务程序和虚拟串口管理软件。

优选的，所述显示单元包括hdmi接口和hdmi显示设备。

优选的，所述接入手动控制单元包括信号源切换控制设备和串口接入切换控制设备，所述接入语音控制单元包括顺次连接的语音指令采集装置、语音指令匹配模块以及接入控制电路。

优选的，所述信道接入控制单元和串口接入控制单元均包括与所述接入手动控制单元和接入语音控制单元连接的电路。

优选的，所述上位机用户单元为pc机。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种串口转换hdmi显示装置，首先，通过对串口设备接入端的串口接口进行扩展，使得本装置可以同时接入大数量的串口设备，获取不同的信号源；其次，设置显示接入控制单元，用户便可以通过手动控制或者语音控制等方式实现对串口设备、信道的选择性接入，方便用户按照自己意愿显示想要显示的视频和音频数据，操作简捷方便，智能化程度高；另外，用户还可以利用上位机、以太网网络以及串口/网络协议转换器，实现串口设备和本装置之间的协议转换以及实现用户对串口设备的简单控制。总而言之，本技术方案的一种串口转换hdmi显示装置，能同时连接大量串口设备，实现不同信号源的接入，可以有选择性的对信号源进行视音频显示，且通过hdmi显示设备可实现对串口设备的简单控制，功能全面，智能化程度高。

附图说明

图1为本发明一种串口转换hdmi显示装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种串口转换hdmi显示装置，其包括：

串口扩展模块，用于扩展串口数量以便于同时接入更多串口设备，其包括串口扩展单元和串口通信转发单元；串口转换控制模块，用于实现串口和网络协议的相互转换，其包括协议转换单元与控制和存储单元；虚拟串口扩展模块，用于对上位机用户设备的串行通信口进行网络化延伸和扩展；显示接入控制模块，用于对显示器的信号和数据接入进行选择和控制，其包括接入手动控制单元、接入语音控制单元、信道接入控制单元和串口接入控制单元；以及显示和控制模块，用于按照用户要求展示被接入信道和串口的视频和音频数据以及实现上位机用户设备与串口设备的信号数据交互控制，其包括上位机用户单元和显示单元；

其中，串口扩展单元、串口通信转发单元、协议转换单元以及虚拟串口扩展模块顺次连接，虚拟串口扩展模块分别连接上位机用户单元和显示单元，所述控制和存储单元连接协议转换单元，接入手动控制单元和接入语音控制单元分别连接信道接入控制单元和串口接入控制单元，信道接入控制单元和串口接入控制单元均连接显示单元。

串口扩展模块，用于扩展串口数量以便于同时接入更多串口设备，其包括串口扩展单元和串口通信转发单元。工业现场存在很多串口设备，为了便于一次性接入更多的串口设备，需要对被接入设备的串口进行扩展。具体的，串口扩展单元包括集线器，用于扩展串口接口，串口通信转发单元包括串口桥接器，其将上位机用户设备通过虚拟串口发送的tcp/ip协议报文转换成对应串口所需的报文，并通过串口桥接器的串口与串口设备进行通信转发，以达到串口联网的目的，或者将串口设备传送的数据经过协议转换发送给上位机设备。

串口转换控制模块，用于实现串口和网络协议的相互转换，其包括协议转换单元与控制和存储单元。其中，控制和存储单元包括微控制器、数据存储器和程序存储器，用于控制协议转换过程，具体的，微控制器分别与数据存储器、程序存储器连接，另外还连接有以太网模块、地址译码与数据传输电路；协议转换单元包括串口/网络协议转换器，用于协议转换。具体过程为：微控制器上电复位后，进行软硬件初始化工作，初始化完成后，进行串口数据与以太网数据的转换，微控制器处理并解析串口数据，最终通过以太网接口发送到上位机用户设备；而当串口设备需接收数据，则通过以太网接口接收上位机用户设备的数据，并将数据传送至微控制器，微控制器处理并解析以太网数据，将处理后的数据发送至串口设备。

虚拟串口扩展模块，用于对上位机用户设备的串行通信口进行网络化延伸和扩展。虚拟串口扩展模块包括虚拟串口和虚拟串口软件。虚拟串口软件，为应用层提供与串口设备一样的系统调用接口，以兼容原本使用本地串口的应用软件的虚拟设备，具体的，虚拟串口软件包括虚拟串口驱动程序、网络服务程序和虚拟串口管理软件，其中，虚拟串口驱动程序，将用户串口应用程序发出的串口调用进行转换，然后传递给应用程序层的网络服务程序，并从网络服务程序接收以太网上的信息，将其转换后送给其他串口应用程序；网络服务程序，负责虚拟串口驱动程序和网络之间的联系；虚拟串口管理软件，为系统添加和删除虚拟串口设备，用于建立以太网tcp端口号与虚拟串口设备号的对应关系。

显示接入控制模块，用于对显示器的信号和数据接入进行选择和控制，其包括接入手动控制单元、接入语音控制单元、信道接入控制单元和串口接入控制单元。显示接入控制模块用于用户根据自己实际需要有选择性的接入自己想要接入和了解的信号数据源，并对该选择过程进行自主控制。具体的，接入手动控制单元包括信号源切换控制设备和串口接入切换控制设备，用户通过手动调节相关按钮控制信号源接入切换和串口接入切换；接入语音控制单元包括顺次连接的语音指令采集装置、语音指令匹配模块以及接入控制电路，用户通过语音指令控制信号源接入切换和串口接入切换；信道接入控制单元和串口接入控制单元均包括与接入手动控制单元和接入语音控制单元连接的电路。

显示和控制模块，用于按照用户要求展示被接入信道和串口的视频和音频数据以及实现上位机用户设备与串口设备的信号数据交互控制，其包括上位机用户单元和显示单元。显示和控制模块，一方面用于按照用户选择的信道和串口要求显示相应的视频和音频数据，另一方面，用户可以通过上位机用户设备实现对接入的串口设备的简单控制。具体的，显示单元包括hdmi接口和hdmi显示设备，hdmi是一种全数字化视频和声音发送接口，支持各类电视与电脑视频格式，hdmi显示器支持高清晰度多媒体接口的显示设备，其所能传输的信息量大，画面清晰；上位机用户单元为pc机。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。