一种应用于太阳能热水系统的通讯协议转换装置的制作方法

本实用新型涉及一种通讯协议转换装置，尤其涉及一种应用于太阳能热水系统的通讯协议转换装置。

背景技术：

目前，各种通讯方式的控制仪表被广泛应用于太阳能热水系统，对太阳能热水系统进行实时监控来获取运行状态信息和异常故障信息，减少系统管理和维护的人力物力投入。但是，在太阳能热水系统与物联网技术相结合方面，还存在安全性差、通讯网络成本高、通信距离受限等问题。实用新型专利（授权公告号CN 203083171 U）公开了一种基于Wi-Fi物联网技术的太阳能热水智能控制系统，其特征在于：太阳能控制仪表通过RS485通信端口相连，通过Wi-Fi无线路由器连接互联网云服务平台。实用新型专利（授权公告号CN 204115254 U）公开了一种太阳能热水系统，其特征在于：采用电力线载波通信和无线通信方式，无线传输媒介为GPRS、CDMA或3G-Internet。分析以上研究可知现有通讯网络装置存在：1、第一种方案采用Wi-Fi通信方式，太阳能热水系统通常安装于建筑楼顶，Wi-Fi信号可能无法覆盖，易造成无法连接互联网进行远程监控。2、第二方案采用电力线作为信息传输媒介，通过载波方式进行数据传输，主要存在电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送，且信号有很大损失。无线传输媒介为GPRS、CDMA或3G-Internet，一是信号很弱的地方易造成通信不稳定，存在公网网络死角，二是通信网络成本高，需要按流量计费。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术方案中太阳能热水系统中通讯网络成本高、安全性差、通信距离受限等问题，提供一种应用于太阳能热水系统的通讯协议转换装置，对太阳能热水系统采用嵌入式Internet的方式接入以太网，达到降低其通讯网络成本、提高安全性的目的。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种应用于太阳能热水系统的通讯协议转换装置，包括：供电电源模块、微处理器、串口通信模块、网口通信模块、SD卡存储模块；所述微处理器分别与供电电源模块、SD卡存储模块、网口通信模块、串口通信模块和触摸屏模块连接；所述串口通信模块用于与太阳能热水系统的现场终端控制器建立通信链路；所述网口通信模块用于通过互联网与企业集控管理中心实现数据交互；移动区域管理终端在局域网内与通讯协议转换装置进行数据交换。

进一步地，还包括蜂鸣器和LED指示灯，所述蜂鸣器用于对通讯协议转换装置的开机启动进行发声提示，所述LED指示灯用于对网络链接状态进行显示。

进一步地，还包括触摸屏，所述触摸屏用于配置和显示通讯协议转换装置相关网络参数。

进一步地，通讯协议转换装置采用UDP网络通信方式，通过端口号的区分建立企业集控管理中心和移动区域管理终端不同的UDP网络数据传输通道。

进一步地，通讯协议转换装置通过动态主机配置协议DHCP来自动获取IP地址和子网掩码。

进一步地，移动区域管理终端在局域网内配置通讯协议转换装置相关参数以及太阳能热水系统的项目信息、结构参数、运行参数和报警阈值。

本实用新型具有以下有益效果：

第一，采用嵌入式Internet技术直接将现场终端控制器接入以太网来进行远程监控，维护和管理难度小。第二，充分利用建筑现有网络建设，与3G或者GPRS联网方式相比，工程成本较低并且不受公网网络信号的限制。第三，移动区域管理终端在局域网内与嵌入式网络通信终端进行数据交换来配置嵌入式网络通信终端相关网络参数以及太阳能中央热水系统的项目信息、结构参数、运行参数和报警阈值等，便于系统调试和维护。

附图说明

图1是本实用新型一种应用于太阳能热水系统的通讯协议转换装置的组成框图；

图2是本实用新型一种应用于太阳能热水系统的通讯协议转换装置的网口通信模块电路示意图；

图3是本实用新型一种应用于太阳能热水系统的通讯协议转换装置的串口通信模块电路示意图；

图4是本实用新型一种应用于太阳能热水系统的通讯协议转换装置的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，本实用新型的一种应用于太阳能热水系统的通讯协议转换装置，包括：供电电源模块、微处理器、串口通信模块、网口通信模块、SD卡存储模块；所述微处理器分别与供电电源模块、SD卡存储模块、网口通信模块、串口通信模块和触摸屏模块连接；所述串口通信模块用于与太阳能热水系统的现场终端控制器建立通信链路；所述网口通信模块用于通过互联网与企业集控管理中心实现数据交互；移动区域管理终端在局域网内与通讯协议转换装置进行数据交换。

在本实施例中，通讯协议转换装置还包括蜂鸣器和LED指示灯，所述蜂鸣器用于对通讯协议转换装置的开机启动进行发声提示，所述LED指示灯用于对网络链接状态进行显示。通讯协议转换装置开机初始化成功时蜂鸣器会发声提示同时LED指示灯快闪，当与企业服务器端成功建立网络通讯链接时LED指示灯慢闪，否则LED指示灯快闪。

在本实施例中，通讯协议转换装置还包括触摸屏，所述触摸屏用于配置和显示通讯协议转换装置相关网络参数。

在本实施例中，通讯协议转换装置采用UDP网络通信方式，通过端口号的区分建立企业集控管理中心和移动区域管理终端不同的UDP网络数据传输通道。

在本实施例中，通讯协议转换装置通过动态主机配置协议DHCP来自动获取IP地址和子网掩码。

在本实施例中，移动区域管理终端在局域网内配置通讯协议转换装置相关参数以及太阳能热水系统的项目信息、结构参数、运行参数和报警阈值。

通讯协议转换装置定时向企业服务器端发送心跳包来获取相应的配置参数或者太阳能热水系统的运行配置参数。

通讯协议转换装置定时向企业服务器端发送对时请求来进行时间校正，同时下发给现场终端控制器进行时间校正。

如图2所示，所述的网口通信模块电路包括：ENC28J60网络芯片U401，J001121B网口插座U402，25M晶振Y401，电感L401、L402，电阻R401、R402、R403、R404、R405、R406、R407、R408、R409，电容C401、C402、C403、C404、C405、C406，ENC28J60网络芯片U401的8脚、10脚分别经R402、R401接入3.3V电源，ENC28J60网络芯片U401的6-10脚分别接入MCU，ENC28J60网络芯片U401的25、20、19、15、28脚串接在一起再经电感L402接入3.3V电源同时经电容C403接入地，ENC28J60网络芯片U401的14脚经电阻R409接地，ENC28J60网络芯片U401的1脚经电容C404接地，ENC28J60网络芯片U401的23脚和24脚串接在晶振Y401两端再分别经电容C405、C406接地，ENC28J60网络芯片U401的12脚经电阻R406、电容C402接地，ENC28J60网络芯片U401的13脚经电阻R405、电容C402接地，ENC28J60网络芯片U401的16脚、17脚分别经R404、R403接入J001121B网口插座U402的4脚，ENC28J60网络芯片U401的26脚、27脚分别经电阻R408接入J001121B网口插座U402的12脚、经电阻R407接入J001121B网口插座U402的9脚，J001121B网口插座U402的8、13、14、10、11脚串接在一起再接地，J001121B网口插座U402的1、2、3、5脚分别与ENC28J60网络芯片U401的17、16、13、12脚相连接，J001121B网口插座U402的6脚经电容C402接地，J001121B网口插座U402的4脚经电容C401接地、经电感L401接入电源3.3V。

如图3所示，所述的串口通信模块电路包括：ADM2383BRW的RS485通信芯片U301，PSM712瞬变二极管D301，电阻R301、R302、R303、R304、R305、R306，接线端子P301，ADM2383BRW的RS485通信芯片U301的4脚、5脚接在一起再经电阻R301接入电源3.3V，ADM2383BRW的RS485通信芯片U301的3脚、6脚分别经电阻R303、R302接入电源3.3V，ADM2383BRW的RS485通信芯片U301的3脚、6脚、5脚与MCU连接，ADM2383BRW的RS485通信芯片的1脚、7脚接在一起再接入3.3V电源，ADM2383BRW的RS485通信芯片的16脚接入5V电源，ADM2383BRW的RS485通信芯片的2脚、8脚接在一起再接地，ADM2383BRW的RS485通信芯片的9脚、15脚接在一起再接地，ADM2383BRW的RS485通信芯片的12脚、13脚串接电阻R305，ADM2383BRW的RS485通信芯片的12脚经R304接入5V电源，ADM2383BRW的RS485通信芯片的13脚经R306接地，PSM712瞬变二极管D301的2脚接ADM2383BRW的RS485通信芯片的12脚，PSM712瞬变二极管D301的3脚接ADM2383BRW的RS485通信芯片的13脚，PSM712瞬变二极管D301的1脚接地，接线端子P301的1脚接ADM2383BRW的RS485通信芯片的12脚，接线端子P301的2脚接ADM2383BRW的RS485通信芯片的13脚。

本实用新型的工作流程如图4所示，具体说明如下：

步骤401：启动装置，初始化MCU、网口通信模块和串口通信模块等外设资源，判断网络总线是否收到数据，如有则执行步骤406根据网络数据包的类型进行相对应的处理，否则执行步骤402。

步骤402：判断串口通讯网络是否出错，若是则执行步骤407初始化串口相关参数，重置串口缓冲区，否则执行步骤403。

步骤403：判断串口接收缓冲区是否已满，若是则执行步骤408进行串口数据接收处理，读取串口数据，否则执行步骤404。

步骤404：判断校准时间是否已到，若是则执行步骤409进行校准时间处理，重置当前时间，否则执行步骤405。

步骤405：判断网络心跳包任务时间是否已到，若是则执行步骤410进行心跳包任务处理，按照自定义的心跳包格式组数据包调UDP发送，否则执行步骤411。

步骤411：通过DHCP获取IP地址时间是否已到，若是则执行步骤415进行DHCP处理获取IP地址，否则执行步骤412。

步骤412：采集主控器数据时间是否已到，若是则执行步骤416采集主控器数据并通过网络转发，否则执行步骤413。

步骤413：串口服务是否超时，若是则执行步骤417重置串口缓冲区，否则执行步骤414。

步骤414：网口服务是否超时，若是则执行步骤418重置定时器且重置网口缓冲区，否则执行步骤419。

步骤419：结束。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。