专利名称：用在多参数食品安全快速检测仪上的通用外设接口系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通用外设的接口系统，属于一种电路接口协议转换器。
背景技术：
随着食品安全问题日益受到关注和重视，以及多参数食品安全快速检测仪的发展，检测仪器的使用功能已经由原来的单一化需求发展成为多功能系统化的复杂检测系统。作为食品安全检测行业的综合性检测仪器，其多功能化的发展趋势及同一台仪器体积等制约因素的限制，势必需要在现有仪器的基础上自行连接外接设备，以实现多种功能的仪器联合使用。例如传统的手工称量产品重量，在手工记录数值的方法已经不能适应电子化、数字化的测量需求，同时现代的测量仪器要求能同时大批量的快速检测，因此本系统的通用外设接口系统就可以把例如精密天平一类的外接设备通过一定的接口(如RS232)，联通到食品安全检测仪上来，在精密天平上称量之后，只需接通通讯电缆，就可以把数据轻松的上传到检测平台上，省时省力。同时，食品安全检测仪在数据上传和接收的通讯接口与各类外接设备不能保证完全兼容和匹配 ，本发明公开的系统提供了一种方便快捷的通用接口，并且无需更换和改变原有仪器就能实现其他功能的合并。
发明内容
为了克服现有仪器的不足，本发明公开了一种用在多参数食品安全快速检测仪上的通用外设接口系统，它将两种或两种以上不同通讯协议的外设集中到同一台多参数食品安全快速检测仪上，实现多功能大批量自动化测量。一种用在多参数食品安全快速检测仪上的通用外设接口系统，它包括一个或多个协议转换中心和多个不同类型的外设协议接口，用来连接不同类型的外接设备，该检测仪用来快速定量检测农副产品、日常食品、海产品及其制品中的违禁化学品和农药残留。所述的外接设备包括但不限于电子天平、水分测定仪。所述的违禁化学品包括但不限于甲醛、硝酸盐、亚硝酸盐、二氧化硫，所述的农药残留包括但不限于有机磷、氨基甲酸脂。所述的协议转换中心包括一颗微处理器核心，六种或六种以上不同类型的数据接口及相应的辅助管脚。以一个协议转换中心和六种类型的外设协议接口为例，它包括协议转换中心、RS232 接口、一号 GPIO 管脚、RS422 接口、二号 GPIO 管脚、RS485 接口、三号 GPIO 管脚、SPI接口、四号GPIO管脚、I2C接口、五号GPIO管脚、CAN接口、六号GPIO管脚、RS232外设接口、七号GPIO管脚、RS422外设接口、八号GPIO管脚、RS485外设接口、九号GPIO管脚、SPI外设接口、十号GPIO管脚、I2C外设接口、i^一号GPIO管脚、CAN外设接口、十二号GPIO管脚。其中，协议转换中心包含一颗微处理器核心，包括六个类型的数据接口及相应的辅助管脚，分别为:RS232接口、一号GPIO管脚、RS422接口、二号GPIO管脚、RS485接口、三号GPIO管脚、SPI接口、四号GPIO管脚、I2C接口、五号GPIO管脚、CAN接口、六号GPIO管脚。一号GPIO管脚辅助RS232接口接收和输出数据、二号GPIO管脚辅助RS422接口接收和输出数据、三号GPIO管脚辅助RS485接口接收和输出数据、四号GPIO管脚辅助SPI接口接收和输出数据、五号GPIO管脚辅助I2C接口接收和输出数据、六号GPIO管脚辅助CAN接口接收和输出数据。外设协议接口包括六种不同类型的数据接口及相应的辅助管脚，分别为:RS232外设接口、七号GPIO管脚、RS422外设接口、八号GPIO管脚、RS485外设接口、九号GPIO管脚、SPI外设接口、十号GPIO管脚、I2C外设接口、i^一号GPIO管脚、CAN外设接口、十二号GPIO管脚。七号GPIO管脚辅助RS232外设接口接收和输出数据、八号GPIO管脚辅助RS422外设接口接收和输出数据、九号GPIO管脚辅助RS485外设接口接收和输出数据、十号GPIO管脚辅助SPI外设接口接收和输出数据、i^一号GPIO管脚辅助I2C外设接口接收和输出数据、十二号GPIO管脚辅助CAN外设接口接收和输出数据。RS232接口与RS232外设接口相连接、一号GPIO管脚与七号GPIO管脚相连接、RS422接口与RS422外设接口相连接、二号GPIO管脚与八号GPIO管脚相连接、RS485接口与RS485外设接口相连接、三号GPIO管脚与九号GPIO管脚相连接、SPI接口与SPI外设接口相连接、四号GPIO管脚与十号GPIO管脚相连接、I2C接口与I2C外设接口相连接、五号GPIO管脚与i^一号GPIO管脚相连接、CAN接口与CAN外设接口相连接、六号GPIO管脚与十二号GPIO管脚相连接。各外设接口接收到数据时，由各外设接口的辅助管脚将数据传输到协议转换中心的辅助管脚，通过内部软件协议的处理来完成不同类型通讯协议之间的数据格式转换，具体处理过程为:在系统完 成初始化之后，外设协议接口设备都处于就绪状态，准备接收数据。当外设协议接口中任意一个接口收到数据之后，都会触发协议转换中心单元的中断处理系统，协议转换中心单元开始接收数据。当完整的一帧数据接收完成之后，按照协议转换中心单元内部预设的地址映射表进行查询,如果数据帧中的地址和地址映射表中的某一地址匹配，则数据帧中的数据将会被转发给对应的外设协议接口设备，从而完成整个数据转发过程。系统继续进入就绪状态，等待下次数据来临。当RS232外设接口、RS422外设接口、RS485外设接口、SPI外设接口、I2C外设接口、CAN外设接口中任意一个外设接口接收到外接设备传来的数据时，通过辅助的七号GPIO管脚、八号GPIO管脚、九号GPIO管脚、十号GPIO管脚、i^一号GPIO管脚、十二号GPIO管脚将数据传输到协议转换中心，七号GPIO管脚负责传输RS232外设接口的数据、八号GPIO管脚负责传输RS422外设接口的数据、九号GPIO管脚负责传输RS485外设接口的数据、十号GPIO管脚负责传输SPI外设接口的数据、i^一号GPIO管脚负责传输I2C外设接口的数据、十二号GPIO管脚负责传输CAN外设接口的数据；协议转换中心的各辅助管脚一号GPIO管脚、二号GPIO管脚、三号GPIO管脚、四号GPIO管脚、五号GPIO管脚、六号GPIO管脚接收到这些数据后，通过内部软件协议的处理来判断数据来自何种协议，需要RS232接口、RS422接口、RS485接口、SPI接口、I2C接口、CAN接口哪个对应的接口来响应数据，然后将数据根据需要的输出格式回传到正确的接口上，再通过一号GPIO管脚、二号GPIO管脚、三号GPIO管脚、四号GPIO管脚、五号GPIO管脚、六号GPIO管脚输出，再由对应的七号GPIO管脚、八号GPIO管脚、九号GPIO管脚、十号GPIO管脚、十一号GPIO管脚、十二号GPIO管脚将接收到的数据传输给对应的符合输出格式要求的RS232外设接口、RS422外设接口、RS485外设接口、SPI外设接口、I2C外设接口、CAN外设接口。本发明的有益效果:
本发明公开的通用外设接口系统，具有很强的兼容性，兼容目前常用的多种总线型外接设备，例如RS232、RS422、RS485、SP1、I2C、CAN等。其可扩展性非常好，对于多参数食品安全快速检测仪系统来说，如果日后需要增加其他功能的外部设备，只要加装一定的外设接口转换芯片就可以直接兼容在本套系统上，使用方便快捷。
附图1是六种类型的通用外设接口系统的结构示意图。附图2是四种类型的通用外设接口系统的结构示意图。附图3是两种类型的通用外设接口系统的结构示意图。附图4是外设接口转换软件处理过程。
具体实施例方式如说明书附图1所示，一种用在多参数食品安全快速检测仪上的通用外设接口系统包括:协议转换中心1、RS232接口 2、一号GPIO管脚3、RS422接口 4、二号GPIO管脚5、RS485接口 6、三号GPIO管脚7、SPI接口 8、四号GPIO管脚9、I2C接口 10、五号GPIO管脚11、CAN接口 12、六号GPIO管脚13、外设RS232接口 14、七号GPIO管脚15、外设RS422接口16、八号GPIO管脚17、外设RS485接口 18、九号GPIO管脚19、SPI外设接口 20、十号GPIO管脚21、I2C外设接口 22、^^一号GPIO管脚23、CAN外设接口 24、十二号GPIO管脚25。其中，RS232接口 2与RS232外设接口 14相连接、一号GPIO管脚3与七号GPIO管脚15相连接、RS422接口 4与RS422外设接口 16相连接、二号GPIO管脚5与八号GPIO管脚17相连接、RS485接口 6与RS485外设接口 18相连接、三号GPIO管脚7与九号GPIO管脚19相连接、SPI接口 8与SPI外设接口 20相连接、四号GPIO管脚9与十号GPIO管脚21相连接、I2C接口 10与I2C外设接口 22相连接、五号GPIO管脚11与i^一号GPIO管脚23相连接、CAN接口 12与CAN外设接口 24相连接、六号GPIO管脚13与十二号GPIO管脚25相连接。当RS232外设接口 14、RS422外设接口 16、RS485外设接口 18、SPI外设接口 20、I2C外设接口 22、CAN外设接口 24中任意一个外设接口接收到外接设备传来的数据时，通过辅助的七号GPIO管脚15、八号GPIO管脚17、九号GPIO管脚19、十号GPIO管脚21、i^一号GPIO管脚23、十二号GPIO管脚25将数据传输到协议转换中心I上的各个辅助管脚。七号GPIO管脚15负责传输RS232外设接口 14的数据，八号GPIO管脚17负责传输RS422外设接口 16的数据、九号GPIO管脚19负责传输RS485外设接口 18的数据、十号GPIO管脚21负责传输SPI外设接口 20的数据、i^一号GPIO管脚23负责传输I2C外设接口 22的数据、十二号GPIO管脚25负责传输CAN外设接口 24的数据。协议转换中心I上的各辅助管脚一号GPIO管脚3、二号GPIO管脚5、三号GPIO管脚7、四号GPIO管脚9、五号GPIO管脚
11、六号GPIO管脚13接收到这些外设接口辅助管脚传来的数据，通过内部软件协议的处理来判断数据来自何种协议，需要RS232接口 2、RS422接口 4、RS485接口 6、SPI接口 8、I2C接口 10、CAN接口 12哪个对应的接口来响应数据，然后将数据根据需要的输出格式回传到正确的接口上，再通过一号GPIO管脚3、二号GPIO管脚5、三号GPIO管脚7、四号GPIO管脚9、五号GPIO管脚11、六号GPIO管脚13输出，然后通过对应的七号GPIO管脚15、八号GPIO管脚17、九号GPIO管脚19、十号GPIO管脚21、^^一号GPIO管脚23、十二号GPIO管脚25将接收到的数据传输给对应的符合输出格式的外设接口 RS232外设接口 14、RS422外设接口 16、RS485外设接口 18、SPI外设接口 20、I2C外设接口 22、CAN外设接口 24。协议转换中心的一种类型的接口可同时与多个同种类型的外设接口相连接，说明书附图只表示了与一个同种外设接口相连接，在实际使用时可根据需要添加。通过上述实施方式，将一种格式的数据转换成另一种符合输出格式要求的数据，从而实现将具有不同通讯协议的检测设备连接到同一台多参数食品安全快速检测仪上，完成多功能参数的检测。以上所述仅为本发 明的一个具体实施方式
，不构成对本发明的任何限制。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用在多参数食品安全快速检测仪上的通用外设接口系统，其特征在于，它包括一个或多个协议转换中心和多个不同类型的外设协议接口，用来连接不同类型的外接设备，该检测仪用来快速定量检测农副产品、日常食品、海产品及其制品中的违禁化学品和农药残留。
2.根据权利要求1所述的一种用在多参数食品安全快速检测仪上的通用外设接口系统，其特征在于，所述的外接设备包括但不限于电子天平、水分测定仪。
3.根据权利要求1所述的一种用在多参数食品安全快速检测仪上的通用外设接口系统，其特征在于，所述的违禁化学品包括但不限于甲醛、硝酸盐、亚硝酸盐、二氧化硫，所述的农药残留包括但不限于有机磷、氨基甲酸脂。
4.根据权利要求1所述的一种用在多参数食品安全快速检测仪上的通用外设接口系统，其特征在于，所述的协议转换中心包括一颗微处理器核心，六种或六种以上不同类型的数据接口及相应的辅助管脚。
5.根据权利要求4所述的一种用在多参数食品安全快速检测仪上的通用外设接口系统，其特征在于，所述的数据接口类型为六种时:RS232接口、一号GPIO管脚、RS422接口、二号GPIO管脚、RS485接口、三号GPIO管脚、SPI接口、四号GPIO管脚、I2C接口、五号GPIO管脚、CAN接口、六号GPIO管脚；一号GPIO管脚辅助RS232接口接收和输出数据、二号GPIO管脚辅助RS422接口接收和输出数据、三号GPIO管脚辅助RS485接口接收和输出数据、四号GPIO管脚辅助SPI接口接收和输出数据、五号GPIO管脚辅助I2C接口接收和输出数据、六号GPIO管脚辅助CAN 接口接收和输出数据。
6.根据权利要求1所述的一种用在多参数食品安全快速检测仪上的通用外设接口系统，其特征在于，所述的外设协议接口包括六种或六种以上不同类型的数据接口及相应的辅助管脚。
7.根据权利要求6所述的一种用在多参数食品安全快速检测仪上的通用外设接口系统，其特征在于，所述的外设协议接口为六种接口时:RS232外设接口、七号GPIO管脚、RS422外设接口、八号GPIO管脚、RS485外设接口、九号GPIO管脚、SPI外设接口、十号GPIO管脚、I2C外设接口、i^一号GPIO管脚、CAN外设接口、十二号GPIO管脚；七号GPIO管脚辅助RS232外设接口接收和输出数据、八号GPIO管脚辅助RS422外设接口接收和输出数据、九号GPIO管脚辅助RS485外设接口接收和输出数据、十号GPIO管脚辅助SPI外设接口接收和输出数据、i^一号GPIO管脚辅助I2C外设接口接收和输出数据、十二号GPIO管脚辅助CAN外设接口接收和输出数据。
8.根据权利要求5、7所述的一种用在多参数食品安全快速检测仪上的通用外设接口系统，其特征在于，所述的RS232接口与RS232外设接口相连接、一号GPIO管脚与七号GPIO管脚相连接、RS422接口与RS422外设接口相连接、二号GPIO管脚与八号GPIO管脚相连接、RS485接口与RS485外设接口相连接、三号GPIO管脚与九号GPIO管脚相连接、SPI接口与SPI外设接口相连接、四号GPIO管脚与十号GPIO管脚相连接、I2C接口与I2C外设接口相连接、五号GPIO管脚与i^一号GPIO管脚相连接、CAN接口与CAN外设接口相连接、六号GPIO管脚与十二号GPIO管脚相连接；各外设接口接收到数据时，由各外设接口的辅助管脚将数据传输到协议转换中心的辅助管脚，通过内部软件协议的处理来判断数据来自何种协议，哪种类型的对应接口来响应数据，然后将数据根据需要的输出格式回传到正确的接口上，通过协议转换中心的辅助管脚和外设接口的辅助管脚的数据输送，将数据传送到符合输出接口要求的接口上，从而完成不同类型通讯协议之间的数据格式转换。
9.根据权利要求8所述的一种用在多参数食品安全快速检测上的通用外设接口系统，其特征在于，所述的内部软件协议的处理过程为:在系统完成初始化之后，外设协议接口设备都处于就绪状态，准备接收数据；当外设协议接口中任意一个接口收到数据之后，都会触发协议转换中心单元的中断处理系统，协议转换中心单元开始接收数据；当完整的一帧数据接收完成之后，按照协议转换中心单元内部预设的地址映射表进行查询，如果数据帧中的地址和地址映射表中的某一地址匹配，则数据帧中的数据将会被转发给对应的外设协议接口设备，从而完成整个数据转发过程，系统继续进入就绪状态，等待下次数据来临。
10.根据权利要求1所述的一种用在多参数食品安全快速检测上的通用外设接口系统，其特征在于，所述的协议转换中心的一种类型的接口可同时与多个同种类型的外设接口相连接 。
全文摘要
本发明公开了一种用在多参数食品安全快速检测上的通用外设接口系统。它包括一个或多个协议转换中心和多个外设协议接口。协议转换中心包含一颗微处理器核心，该核心能接收来自外围设备的各种协议接口数据。然后根据协议要求，通过内部软件处理转发到符合输出格式要求的对应的外设协议接口上，实现两种及两种以上通讯协议接口互通互联的功能。外设协议接口主要包括RS232、RS422、RS485、SPI、I2C、CAN等常用接口，外设协议接口一端和协议转换中心相连接，另一端直接连接外围设备。本发明解决了目前多参数食品安全检测仪外接设备种类繁多、外设接口协议各不相同、无法兼容等问题，以达到多种接口兼容、互相不差错连接的功能。
文档编号H04L29/10GK103227784SQ20131011734
公开日2013年7月31日 申请日期2013年4月7日 优先权日2013年4月7日
发明者李 杰, 卢航 申请人:杭州泽大仪器有限公司