Rs232串口调制解调装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工业领域的RS232通信数据的接收发送装置，特别涉及一种能够远距离光纤通信的基于MAXlO平台的RS232串口调制解调装置。
【背景技术】
[0002]在工业领域中，RS232已经成为业内常用的数据传输标准，RS232串口可提供全双工异步数据通信，在RS232串口通信中，使用三根线(RX、TX、GND)收发同时进行，效率比较高，除了上述优点之外，RS232串口通信存在着以下缺陷，RS232电平信号的逻辑“I”为-5—15V ;逻辑“O”为+5-+15V，噪声容限为2V。要求接收器能识别低至+3V的信号作为逻辑“0”，高到-3V的信号作为逻辑“1”，由于其共模抑制能力差，存在抗干扰能力差的不足，导致可靠性降低；再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约15米，故而RS232通信距离较短；3根线只适合短距离两个设备单点快速通讯，不适合扩展组网；且另外，随着工业领域的不断发展，设备的互连对数据传输要求越来越高，传输距离越来越长、传输数据量越来越大，RS232串口通信的最高速率为20kb/s，已经不能满足日益快速的通信要求。
[0003]RS232串口通信的传输距离短、成本高、容易受外界环境的干扰不能够保证数据的实时性和准确性，也不利用设备互连进行扩展组网。但RS232是一种广泛使用的数据传输标准，将RS232数据传输废弃不用是对现有设备的巨大浪费，因此，对RS232数据通信进行改进是本领域的一个关键所在。
[0004]现有技术中，专利文献CN201286118Y公开了一种双调制解调器模块板，串口扩展芯片分别双向连接两个调制解调器、两个转换芯片，单片机和串口，调制解调器双向连接串口、调制解调器双向连接串口，RS232转换芯片双向连接串口，RS232转换芯片双向连接串口，单片机双向连接缓存器。该文献通过串口分别连接两组调制解调器来实现多路通信多路输出，虽然可以在一定程度上进行扩展，但使用2个调制解调器等部件导致铺设成本高、而且没有解决抗干扰能力差、传输距离短、传输速度没有提高等技术问题。
[0005]专利文献CN104270198A公开了一种数据光电转换装置，其包括光纤收发模块、信号逻辑处理电路和接口电路；所述光纤收发模块与信号逻辑处理电路双向通讯；信号逻辑处理电路包括依次串联的逻辑芯片U3A、U3D和U3C的第一支路，以及串联的逻辑芯片U7C和U3B的第二支路；所述接口电路包括RS232接口电路、RS422接口电路和RS485接口电路；所述RS422接口电路的数据接收端和RS485接口电路的数据接收端均通过第一支路连接到光纤收发模块的发送端；RS232接口电路的数据接收端通过U3A连接到光纤收发模块的发送端，RS232接口电路的数据输出端和RS485接口电路的数据输出端通过逻辑芯片U7C接至光纤收发模块的接收端；所述RS485接口电路的发送/接收控制端通过第二至支路接至光纤收发模块的接收端。该文献可实现RS485、RS422及RS232三种不同接口的光电转换以满足用户不同的需求的数据光电转换装置。该文献解决了传输距离短的技术问题，但没有解决抗干扰能力差、无法提高传输速度等技术问题。
[0006]因此，提供一种能够接收多路RS232串口数据、提高了传输可靠性、提高数据传输速度以及实现了长距离通信的功能，而且硬件成本低、组网简单、线路铺设成本低的RS232串口的数据传输装置是本领域急需解决的技术问题。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的是通过以下技术方案予以实现。
[0008]根据本实用新型的第一方面，一种RS232串口调制解调装置，其包括接收端模块、调制端模块、电光转换端模块、光电转换端模块和解调端模块。
[0009]所述接收端模块包括多个MAX232芯片和连接所述MAX232芯片的相应的光耦部件，连接RS232串口的所述MAX232芯片将输入的RS232电平信号转化为TTL电平信号。
[0010]接收端模块实现了接收多路RS232串口数据用于通信。由于光耦部件的输入端属于电流型工作的低阻元件，因而具有很强的共模抑制能力，TTL电平信号通过光耦部件进行光电隔离，提高了装置工作的可靠性，在装置中作为信号隔离的接口部件，可以大大增加装置工作的可靠性。
[0011]所述调制端模块包括接收所述TTL电平信号的数据采集部件和数据加速部件，所述数据加速部件通过数据传输加速编码将所述数据采集部件采集的数据进行压缩。将数据交给数据传输加速编码处理，提高数据传输速度，实现数据低延迟的传输。
[0012]将所述TTL电平信号转换为光信号的所述电光转换端模块通过光纤把光信号发送到所述光电转换端模块，所述光电转换端模块将所述光信号转换为电平信号。通过光纤传输实现了长距离通信的功能。
[0013]所述解调端模块包括数据解码部件和数据输出部件，所述数据解码部件将数据解码并发送到数据输出部件，所述数据输出部件将数据发送到RS232串口。进一步地，数据输出部件将解码后的数据发送到指定的RS232串口。
[0014]优选地，所述RS232串口调制解调装置基于MAXlO平台。
[0015]优选地，所述光纤为多模光纤。
[0016]更优选地，所述接收端模块包括6片MAX232芯片，每片MAX232芯片支持两路RS232串口通信。
[0017]根据本实用新型的第一方面，RS232串口调制解调装置实现了接收多路RS232串口数据、提高了传输可靠性、提高数据传输速度以及实现了长距离通信的功能。而且本实用新型的硬件成本低、开发难度小、开发周期短、组网简单、线路铺设成本低且最多可支持12路RS232串口组网以及最远传输距离可达2千米。
[0018]根据本实用新型的第二方面，和上述第一方面不同的是，光耦部件将TTL电平信号进行光电隔离后通过RXD发送到UART模块的接收部件。在接收端模块和调制端模块之间设有通用异步收发传输器UART模块，UART模块由接收部件、波特率发生器和发送部件组成。UART模块主要进行数据的串并转换，接收部件接收RS232串口的串行数据，将其转换为并行数据。波特率发生器为接收部件和发送部件提供通信所需的时钟。
[0019]调制端模块包括数据采集部件和数据加速部件。数据采集部件通过RXD接收来自UART模块的并行数据，数据加速部件通过数据传输加速编码处理将数据采集部件采集的并行数据进行压缩。数据传送加速编码处理可采用多种数据传输加速编码算法。将并行数据交给数据传输加速编码处理可提高数据传输速度，实现数据低延迟的传输。
[0020]电光转换端模块将TTL电平信号转换为光信号，当高电平时对应光纤亮，低电平时对应光纤灭。光纤把光信号发送到光电转换端模块，光电转换端模块将光信号转换为电平信号，当光纤亮时对应高电平，光纤灭是对应低电平。通过光纤传输实现了长距离通信的功能。
[0021]解调端模块包括数据解码部件和数据输出部件，所述数据解码部件将并行数据解码并发送到数据输出部件，所述数据输出部件将并行数据通过TXD发送到UART模块的发送部件。发送模块接收解调端模块发送的并行数据，并将其转换为串行数据，通过TXD发送到RS232 串口。
[0022]根据本实用新型的第二方面，RS232串口调制解调装置不仅实现了根据第一方面的装置的功能，而且进一步地，UART模块能够将RS232串口的串行数据转换成并行数据，实现多路输入单路输出，通过长距离传输后，UART模块能够将并行数据转换成串行数据，进一步提尚了传输能力。
[0023]根据本实用新型的第三方面，RS232串口调制解调装置的接收端模块中，以IRIG-B码作为参考源，IRIG-B码首先进入正反向识别模块，经过正反向识别后，输出正向的IRIG-B码。正向的IRIG-B码进入准时延提取模块，提取出IRIG-B码的准时沿，准时沿进入秒脉冲生成模块，生成秒脉冲(简称PppI)。正向的IRIG-B码和IRIG-B码的准时沿进入时间解析模块，获得年、月、日、时、分、秒，至此就获得了参考源完整的时间信息。时间同步在数据传输中对提高传输的精确度有着重要的作用，实现了精确的时间同步，进一步提高了本实用新型的传输准确性。
[0024]优选地，恒温晶振模块OCXO作为基准源，OCXO进入倍频模块，输出高速时钟。高速时钟为装置的高速运行和纳秒级的时间分辨度提供保证，高速时钟进入滤波模块，对输入的IRIG-B码进行滤波，为装置提供稳定的接收装置的信息。IRIG-B码进入正反向识别模块，经过正反向识别后，输出正向的IRIG-B码；正向的IRIG-B码进入准时延提取模块，提取出IRIG-B码的准时沿，准时沿进入秒脉冲生成模块，生成秒脉冲。正向的IRIG