專利名稱：多協議轉換網關的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及通訊技術領域，特別是涉及一種多協議轉換網關。
背景技術：
在現有智能建筑中，包含有若干個既相互獨立，又相互關聯的系統，如通信網絡系 統、建筑設備監控系統、火災自動報警系統、安全防范系統、能耗采集和監控系統等等，由于 組成上述幾個系統的各種設備的生產廠家、生產時間和應用場合不同，因此這些設備所采 用的通訊協議也有很大的不同，目前流行的主要包括下述幾種工業網絡協議類型一是以太網通訊協議，主要包括 Modbus/TCP，Ethernet/IP, BACnet/IP 等；二是現場總線型通訊協議，主要包括 PROFIBUS，DeviceNet，CANopen，BACnet/MSTP 等；三是各廠商的私有協議。為實現對智能建筑的統一監測、控制、聯動和計量，現有解決上述不同系統以及不 同設備之間通訊的方案主要有二種一是為特定的二種通訊協議提供專用網關，如Modbus/PROFIBUS網關、Ethernet/ ASCII網關等等；二是定制一種支持4 5種協議轉換功能的網關。上述二種方案雖然都能解決不同設備之間的通訊問題，但都存在現有技術無法克 服的問題對上述第一種方案，智能建筑中有多少種不同的設備，就需要多少種專用網關，系 統的配置成本很高；另外，當系統中有三種以上的設備時，不同網關之間還可能會出現因協 議轉換性能不一致而導致的通訊故障。對上述第二種方案，即根據用戶的需要定制4 5種協議轉換功能的網關，只能支 持已定制的通訊協議轉換，網關的物理接口也需要事先確定，一旦用戶的相關設備升級或 替換后，就需要重新定制新的網關設備，網關的復用性不好，設備配置成本也較高。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種多協議轉換網關，可解決現有網關功 能單一、復用性較差的問題。為了解決上述問題，本實用新型公開了一種多協議轉換網關，包括與數據發送設 備和數據接收設備建立連接的接口單元，判斷數據發送設備的源通訊協議類型和數據接收 設備的目標通訊協議類型并進行轉換綁定的協議類型判斷綁定單元，以及，依據協議類型 判斷綁定單元的處理結果將源通訊協議數據轉換為目標通訊協議數據的數據轉換單元；上 述數據轉換單元分別與接口單元和協議類型判斷綁定單元連接。優選的，上述接口單元包括2個或多個串行接口或以太網接口。優選的，上述串行接口為RS232接口、RS485接口或USB接口。[0016]優選的，上述多協議轉換網關還包括總線、總線擴展接口和1個或多個總線通訊 卡；其中總線擴展接口通過總線與數據轉換單元建立連接；總線通訊卡安裝在總線擴展 接口上。優選的，上述總線通訊卡具體采用如下通訊卡中的至少一種RS232/RS485總線 通訊卡、CANopen總線通訊卡、ProfibusDSP總線通訊卡和DeviceNet總線通訊卡。優選的，上述數據轉換單元具體包括協議解包子單元和協議組包子單元，其中協 議解包子單元根據協議類型判斷綁定單元的輸出結果，去除源通訊數據中的協議附加信 息，生成并發送解包后的通訊數據；協議組包子單元接收協議解包子單元發送的解包后的 通訊數據，依據協議類型判斷綁定單元的輸出結果，為上述解包后的通訊數據添加目標通 訊協議所需的協議附加信息，生成組包后的通訊數據，并通過接口單元提交至數據接收設 備。優選的，上述協議解包子單元具體包括CANopen解包模塊、ProfibusDSP解包模 塊、DeviceNet解包模塊、Modbus解包模塊和BACnet解包模塊；協議組包子單元具體包括 CANopen組包模塊、ProfibusDSP組包模塊、DeviceNet組包模塊、Modbus組包模塊和BACnet 組包模塊。與現有技術相比，本實用新型優選實施例的協議類型判斷綁定單元和數據轉換單 元可根據數據發送設備和數據接收設備的通訊協議類型，將來自數據發送設備的源通訊協 議數據轉換為數據接收設備可識別的目標通訊協議數據，對源通訊協議和目標通訊協議的 類型不加限制，可對多種現有標準協議和廠家自定義協議數據進行轉換，解決了現有網關 只能對特定協議進行轉換、功能單一、復用性較差的問題。在本實用新型的另一優選實施例中，還設置有總線擴展接口，在網關提供的接口 數量不夠，或接口的類型不合適時，可在總線擴展接口插入相應的RS232/RS485總線通訊 卡、CANopen總線通訊卡、Prof ibusDSP總線通訊卡或DeviceNet總線通訊卡等，從而可擴展 網關的適用范圍，因此，本實用新型優選實施例的具有較好的擴展性。另外，通過本實用新型優選實施例提供的以太網接口或USB接口，還可以對數據 轉換單元的協議解包子單元和協議組包子單元進行更新，以支持更多的通訊協議，因此本 實用新型優選實施例配置靈活。

圖1是本實用新型多協議轉換網關第一實施例的結構框圖；圖2是本實用新型多協議轉換網關第二實施例的結構框圖；圖3是本實用新型多協議轉換網關第三實施例的結構框圖；圖4是本實用新型多協議轉換網關的數據轉換方法一實施例流程圖。
具體實施方式
為使本實用新型的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，
以下結合附圖和具 體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。參照圖1，示出了本實用新型多協議轉換網關第一實施例的結構框圖，具體包括接 口單元1、協議類型判斷綁定單元2和數據轉換單元3，其中
4[0029]接口單元1 用于與數據發送設備和數據接收設備建立連接，可接收來自數據發 送設備的通訊數據，并作為數據轉換單元3將轉換后的目標通訊數據發送至數據接收設備 的接口 ；在本優選實施例中，接口單元1包括一個RS485接口 1-1和一個以太網接口 1-2， 在實際應用中，每個網關可以根據實際需要，設置多個RS485接口或多個以太網接口，還可 以設置一個或多個RS232接口、USB接口等其他接口 ；協議類型判斷綁定單元2 用于判斷數據發送設備的源通訊數據和數據接收設備 的目標通訊數據類型的協議類型，并將上述二種協議進行轉換綁定，作為數據轉換單元3 的轉換基礎；數據轉換單元3 用于依據協議類型判斷綁定單元2的輸出結果，將源通訊數據轉 換為目標通訊數據；在上述優選實施例中，數據轉換單元3具體包括協議解包子單元3-1和協議組包 子單元3-2，其中協議解包子單元3-1用于根據協議類型判斷綁定單元2的輸出結果，去除來自數 據發送設備的源通訊數據中的協議附加信息，生成解包后的通訊數據，并將上述解包后的 通訊數據發送至協議組包子單元3-2 ；在本優選實施例中，協議解包子單元3-1具體可包括CANopen解包模塊、 ProfibusDSP解包模塊、DeviceNet解包模塊、Modbus解包模塊和BACnet解包模塊，實現對 CANopen協議、ProfibusDSP協議、DeviceNet協議、Modbus協議和BACnet協議等協議數據 的解包操作；協議組包子單元3-2用于接收協議解包子單元3-1發送的解包后的通訊數據，依 據協議類型判斷綁定單元2的輸出結果，為上述解包后的通訊數據添加目標通訊協議所需 的協議附加信息，并將添加協議附加信息后的數據通過接口單元1提交至數據接收設備；在本優選實施例中，協議組包子單元3-2具體可包括CANopen組包模塊、 ProfibusDSP組包模塊、DeviceNet組包模塊、Modbus組包子模塊和BACnet組包子模塊，實 現對CANopen協議、ProfibusDSP協議、DeviceNet協議、Modbus協議和BACnet協議等協議 數據的組包操作。參照圖2，示出了本實用新型多協議轉換網關第二實施例的結構框圖，除包括前述 第一實施例設置的接口單元1、協議類型判斷綁定單元2和數據轉換單元3外，還包括總線 4、總線擴展接口 5和安裝在總線擴展接口 5上的總線通訊卡，其中總線4 用于建立數據轉換單元3和接口單元1、總線擴展接口 5的連接，作為接 口單元1和安裝在總線擴展接口 5上的總線通訊卡與數據轉換單元3的連接和數據傳輸通 道；總線擴展接口 5 用于安裝可選的總線通訊卡；在本優選實施例中，總線擴展接口 5安裝有一個CANopen總線通訊卡5_1和一個 DeviceNet總線通訊卡5_2 ；在實際應用中，根據網關的需要，在總線擴展接口 5可選擇不 安裝總線通訊卡，也可以安裝1個或多個RS232/RS485總線通訊卡、CANopen總線通訊卡、 ProfibusDSP總線通訊卡或DeviceNet總線通訊卡等。參照圖3，示出了本實用新型多協議轉換網關第三實施例的結構框圖，具體包括安 裝在主控制板8上的接口單元1、中央處理器6、存儲器7和總線擴展接口 5，以及，安裝在總線擴展接口 5上的可選配擴展通訊卡，其中接口單元1、存儲器7和總線擴展接口 5分別通過設置在主控制板8上的總線(圖 中沒有標識出)與中央處理器6連接；存儲器7中保存有可將來自數據發送設備的源通訊數據，轉換為數據接收設備所 需的目標通訊數據的應用軟件；中央處理器6用于從接口單元1或總線擴展接口 5接收來自數據發送設備的源通 訊數據，調用保存在存儲器7中的應用軟件將上述源通訊數據轉換為目標通訊數據，并將 上述目標通訊數據通過接口單元1或總線擴展接口 5發送至數據接收設備；接口單元1用于與數據發送設備和數據接收設備建立連接，可接收來自數據發送 設備的數據，以及，將轉換后的目標通訊數據發送至數據接收設備；另外，還可通過接口單 元1更新或升級保存在存儲器7中的應用軟件；在本優選實施例中，接口單元1包括一個 USB接口、一個RS232接口和一個以太網接口，在實際應用中，每個網關可以根據實際需要， 設置多個USB接口、RS232接口或以太網接口，還可以設置一個或多個RS485接口等其他通 訊接口 ；總線擴展接口 5用于安裝可選配擴展通訊卡，以擴展網關的應用范圍；在本優選 實施例中，擴展通訊卡包括一個RS232/485總線通訊卡、一個CANopen總線通訊卡、一個 ProfibusDSP總線通訊卡和一個DeviceNet總線通訊卡；在實際應用中，根據網關的需要， 在總線擴展接口 5可不安裝總線通訊卡，也可以安裝1個或多個RS232/RS485總線通訊卡、 CANopen總線通訊卡、Prof ibusDSP總線通訊卡或DeviceNet總線通訊卡等。在上述三個實施例中，第一實施例和第二實施例中的協議類型判斷綁定單元2和 數據轉換單元3可采用軟件方法實現，上述軟件保存在第三實施例的存儲器7中，可供中央 處理器6調用執行，實現對來自接口單元1的通訊數據進行轉換，下面結合上述實施例，說 明本實用新型多協議轉換網關的數據轉換流程。本實用新型優選實施例網關支持Modbus、BACnet等標準協議以及100多種廠家自 定義的協議，采用這些協議的數據發送設備和數據接收設備基于上述以太網、RS485、RS232 等本地接口，或CANopen、ProfibusDSP, DeviceNet等總線接口與網關連接，參照圖4，本實 用新型多協議轉換網關的數據轉換方法實施例流程包括S401 中央處理器從接口單元獲取來自數據發送設備的數據信息；S402:調用保存在存儲器中的協議類型判斷綁定單元判斷數據發送設備和數據接 收設備支持的協議類型，并將上述二種協議進行轉換綁定；S403:保存在存儲器中的數據轉換單元依據上述判斷結果，將數據發送設備發送 的源通訊數據，轉換為數據接收設備所需的目標通訊數據；S404 將轉換后的目標通訊數據通過接口單元發送至數據接收設備。上述優選實施例中，存儲器可選用NAND或NOR閃存，以減小網關的尺寸及成本。當 需要更新或升級以軟件形式實現的協議類型判斷單元和數據轉換單元時，可通過USB接口 或以太網接口對保存在存儲器中的軟件進行升級或更新操作，因此，本實用新型多協議轉 換網關優選實施例的配置非常靈活，可根據用戶的實際需要，配置相應協議的協議類型判 斷單元和數據轉換單元；特別是，當出現新的標準協議或廠商自定義協議時，直接升級存儲 在存儲器中的協議類型判斷單元和數據轉換單元即可，不需要更換新的網關設備。[0054]需要說明的是，上述系統實施例屬于優選實施例，所涉及的裝置和模塊并不一定 是本實用新型所必須的。本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與 其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。以上對本實用新型所提供的一種多協議轉換網關進行了詳細介紹，本文中應用了 具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理 解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本實用新型的 思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為 對本實用新型的限制。
權利要求1.一種多協議轉換網關，其特征在于，包括與數據發送設備和數據接收設備建立連 接的接口單元，判斷所述數據發送設備的源通訊協議類型和所述數據接收設備的目標通訊 協議類型并進行轉換綁定的協議類型判斷綁定單元，以及，依據所述協議類型判斷綁定單 元的處理結果將源通訊協議數據轉換為目標通訊協議數據的數據轉換單元；所述數據轉換 單元分別與所述接口單元和協議類型判斷綁定單元連接。
2.如權利要求1所述的多協議轉換網關，其特征在于，所述接口單元包括2個或多個串 行接口或以太網接口。
3.如權利要求2所述的多協議轉換網關，其特征在于，所述串行接口為RS232接口、 RS485 接口或 USB 接口。
4.如權利要求1所述的多協議轉換網關，其特征在于，所述多協議轉換網關還包括總 線、總線擴展接口和1個或多個總線通訊卡；其中所述總線擴展接口通過所述總線與數據轉換單元建立連接；所述總線通訊卡安裝在所述總線擴展接口上。
5.如權利要求4所述的多協議轉換網關，其特征在于，所述總線通訊卡具體采用如下 通訊卡中的至少一種RS232/RS485總線通訊卡、CANopen總線通訊卡、ProfibusDSP總線通 訊卡和DeviceNet總線通訊卡。
6.如權利要求1所述的多協議轉換網關，其特征在于，所述數據轉換單元具體包括協 議解包子單元和協議組包子單元，其中所述協議解包子單元根據所述協議類型判斷綁定單元的輸出結果，去除源通訊數據中 的協議附加信息，生成并發送解包后的通訊數據；所述協議組包子單元接收所述協議解包子單元發送的解包后的通訊數據，依據所述協 議類型判斷綁定單元的輸出結果，為所述解包后的通訊數據添加目標通訊協議所需的協議 附加信息，生成組包后的通訊數據，并通過所述接口單元提交至所述數據接收設備。
7.如權利要求6所述的多協議轉換網關，其特征在于所述協議解包子單元具體包括CANopen解包模塊、ProfibusDSP解包模塊、DeviceNet 解包模塊、Modbus解包模塊和BACnet解包模塊；所述協議組包子單元具體包括CANopen組包模塊、ProfibusDSP組包模塊、DeviceNet 組包模塊、Modbus組包模塊和BACnet組包模塊。
專利摘要本實用新型提供了一種多協議轉換網關，包括與數據發送設備和數據接收設備建立連接的接口單元，判斷所述數據發送設備的源通訊協議類型和所述數據接收設備的目標通訊協議類型并將上述二種協議進行轉換綁定的協議類型判斷綁定單元，以及，依據所述協議類型判斷綁定單元的處理結果將源通訊協議數據轉換為目標通訊協議數據的數據轉換單元；所述數據轉換單元分別與所述接口單元和協議類型判斷綁定單元連接。本實用新型可根據數據發送設備和數據接收設備的通訊協議類型，將源通訊協議數據轉換為目標通訊協議數據，可實現對多種現有標準協議和廠家自定義協議數據的轉換，解決了現有網關只能對特定協議進行轉換、功能單一、復用性較差的問題。
文檔編號H04L29/06GK201887792SQ20102054402
公開日2011年6月29日 申請日期2010年9月27日 優先權日2010年9月27日
發明者于立軍, 李丹, 李喆, 李磊, 沈鋼, 魏玉倩 申請人:北京泰豪智能工程有限公司