Gps接收器的數據轉發裝置的製作方法

2023-05-28 01:19:16

專利名稱：Gps接收器的數據轉發裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數據轉發裝置，特別是將RS-232電平的數據轉發到RS-485 電平網絡上的裝置。
背景技術：
GPS接收器已經在工業及民用設備中較為廣泛地得到應用，普通的GPS接收器一般只提供一個RS-232電平的接口，如果需要輸出信息到計算機中，必然佔用計算機的一個 RS-232接口，然而普通計算機(例如臺式機、筆記本電腦等)一般只有一個RS-232的通訊接口，一旦該通訊接口被這個GPS接收器所佔用，它就無法接收其他外圍設備的通訊數據。 目前，有多種解決這個問題的方法，例如擴充RS-232埠數量，即插入多串口卡的方式，但該方法僅適用於臺式機，再如進行接口轉換(從RS-232到USB，或RS-485)。目前已經出現了多個數據轉發的專利，例如「數據轉發模塊」專利(專利號200610053207. 0)，其實現方法是微處理器收發來自485網絡和乙太網的數據並進行相互轉發；再如「在線數據安全轉發器」專利(專利號200820181015.幻，其設置有USB或者RS232接口和上位機進行通訊， 使得在線數據安全轉發器安裝方便。雖然這些數據轉發模塊提供的乙太網接口、USB接口等，但他們需要接收方提供乙太網接口、USB接口等，這對於某些計算機系統，例如微處理器是比較困難的。當前市場上可以購買到RS-232與RS-485轉換模塊，這些模塊成本低、性能穩定，如果主計算機系統的 RS-232接口插入一個RS-232與RS-485轉換模塊，那麼該計算機可接入多達256個外圍具備RS-485接口的終端設備。但如果僅簡單地把這種RS-232與RS-485轉換模塊插入GPS接收器，那麼RS-485的網絡中將突然增加大量的數據，這對於大多數8位微處理器終端單元的通訊處理程序(一般只有128-256位元組的RAM)是無法處理的，必然導致這些終端失效。
發明內容為了克服現有計算機的RS-232通訊口數量有限，及GPS數據幀發送的字符數量過多的問題，本實用新型提供一種GPS數據轉發裝置，該裝置採用微處理器通過RS-232接口接收GPS數據，提取有用的數據後立即發送到RS-485網絡中，便於上位機和網絡中其他測控單元接收。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是轉發裝置由微處理器及其復位和晶振電路、RS-232驅動晶片、RS-485驅動晶片、RS-232通訊接口和RS-485通訊接口組成，其引腳之間的連接方式是RS_232通訊接口的RX引腳與RS-232驅動晶片的RxIN引腳相連，RS-232驅動晶片的RxOUT引腳與微處理器的RX引腳相連，GPS接收器與微處理器通過RS-232通訊接口相連。當GPS接收器發出的數據幀後，微處理器立即接收該數據幀。 微處理器的TX引腳與RS-485驅動晶片的發送引腳相連，微處理器的一個I/O埠引腳與 RS-485驅動晶片的發送使能相連，並設置該I/O埠引腳一直處於高電平，RS-485驅動晶片的A與RS-485通訊接口的A引腳相連，RS-485驅動晶片的B與RS-485通訊接口的B引腳相連。當微處理器內部進行數據提取後，立即轉發數據幀到RS-485網絡，使得RS-485網絡僅傳輸有限個數的數據，便於上位機和和網絡中其他測控單元接收。軟體處理方法是GPS接收器以某一頻率把接收到的全球定位信號轉換為數據幀通過RS-232串行通訊接口發送出來，該數據幀通過GPS數據轉發裝置的RS-232通訊接口輸入到微處理器。微處理器內部的程序提取GPS信號中的經度、緯度和方位角等數據，然後通過RS-485驅動晶片發送到485網絡中，如果上位機使用一隻RS-485/RS-232轉接頭，就可以通過RS-232通訊接口收到GPS數據，同時其他終端單元(EOT)也可通過RS-485網絡與上位機交換數據。本實用新型的有益效果是，可以將GPS接收器的RS-232電平的數據轉換到RS-485 電平的數據，使得GPS接收器可成為RS-485網絡的一個節點，並不再單獨佔用計算機的一個 RS-232 接口。

圖1是本實用新型的電路原理圖。圖2是本實用新型的一個實施例的RS-485組網方式圖。圖3是GPS數據轉發裝置的數字轉發方法的主程序流程圖。圖4是圖3的GPS數據處理的子程序流程圖。圖中 l.max232 晶片，2. RS-232 通訊接口，3. RS-485 通訊接口，4. SN75176AD 晶片， 5. PIC16F873A 微處理器，6. GPS 接收器，7. RS-232 晶片，8. PIC16F873A 微處理器，9. RS-485 驅動晶片，10.RS-232/RS-485轉接頭，11.上位機，12. GPS數據轉發裝置，13.其他微處理器模塊。
具體實施方式
本實施例的工作原理是GPS接收器(6)以某一頻率把接收到的全球定位信號轉換為數據幀通過RS-232串行通訊接口發送出來，該數據幀通過GPS數據轉發裝置(12)的 RS-232通訊接口(4)輸入到PIC16F873A微處理器(8)。PIC16F873A微處理器(8)內部的程序提取GPS信號中的經度、緯度和方位角等數據，然後通過RS-485驅動晶片(9)發送到 485網絡中，經過RS-485/RS-232轉接頭(10)後，上位機(11)通過RS-232通訊接口收到 GPS數據。在圖1所示的實施例電路中，RS-232通訊接口(2)的3腳與max232晶片(1)的 RlIN引腳(13腳)相連，max232晶片(1)的RlOUT引腳(12腳)與PIC16F873A微處理器 (5)的RX引腳(18腳)相連。當GPS接收器(6)發出的數據幀後，PIC16F873A微處理器 (5)立即接收該數據幀。PIC16F873A微處理器(5)的TX引腳(17腳)與SN75176AD晶片 (4)的D引腳(4腳)相連，PIC16F873A微處理器(5)的RB5引腳(26腳)與SN75176AD晶片(4)的DE引腳(3腳)相連，並設置RB5引腳( 腳)一直處於高電平。SN75176AD晶片 (4)的A(6腳)與RS-485通訊接口 (3)的A引腳(1腳)相連，SN75176AD晶片(4)的B(7 腳)與RS-485通訊接口(3)的B引腳0腳)相連。當PIC16F873A微處理器(5)內部進行數據提取後，立即轉發數據幀到RS-485網絡。圖2所示的實施例是GPS數據轉發裝置(1 與外部的GPS接收器(6)、上位機圖。GPS接收器(6)以某一頻率把接收到的全球定位信號轉換為數據幀通過RS-232串行通訊接口發送出來，GPS數據轉發裝置(11)接收、 提取經、緯度和方位角等數據後轉發到RS-485網絡中，所有該串行通訊網絡上的其他微處理器模塊(1 和上位機(11)將接收到這些數據幀，它們分別通過軟體方法進行接收處理。圖3是圖1實施例電路的主程序流程框圖，初始化模塊對PIC16F873A微處理器 (5)的RB、RC埠、串口控制寄存器、串行中斷寄存器及自定義的接收緩存和發送緩存寄存器進行初始化，此後每當GPS數據幀到來時，立即觸發接收中斷，把接收到的字符放入接收緩存並置位接收標誌位。在未接收到數據幀的結束符(例如回車換行「OxOd OxOa")之前，PIC16F873A微處理器( 只是把接收到的字符放入接收緩存；當接收到數據幀的結束符時，PIC16F873A微處理器(5)開始處理數據，它判斷該幀數據是否為「$GPRMC」幀，若是該幀，提取數據，然後把精減後的數據放入發送緩存，啟動串行發送中斷功能，每個數據經由PIC16F873A微處理器(5)的TX引腳(17腳)、SN75176AD晶片(4)的D引腳(4腳)，通過SN75176AD晶片(4)的電平轉換，數據由SN75176AD晶片(4)的A引腳(6腳)和B引腳 (7腳)發送到RS-485串行通訊網絡中；若不是該幀數據，清除接收緩存，程序處於等待下一幀GPS數據的狀態。圖4所示了圖3流程圖中的數據處理部分子程序框圖，當該子程序被調用時，首先辨別接收的GPS幀的起始第4，5，6個字符是否分別為R，M, C (RMC表示是需要的GPS數據)， 若為否，則返回到GPS數據接收採集；若為是，則看第2個逗號是否為A (A表示該GPS數據幀有GPS信號)，若為否，則返回到GPS數據接收；若為是，則開始提取該GPS數據幀的經緯度和方位角的數據。
權利要求1.GPS接收器的數據轉發裝置，由微處理器及其復位和晶振電路、RS-232驅動晶片、 RS-485驅動晶片、RS-232通訊接口和RS-485通訊接口組成，其特徵是RS-232通訊接口的 RX引腳與RS-232驅動晶片的RxIN引腳相連，RS-232驅動晶片的RxOUT引腳與微處理器的 RX引腳相連，微處理器的TX引腳與RS-485驅動晶片的發送引腳相連，微處理器的一個I/ 0埠引腳與RS-485驅動晶片的發送使能引腳相連，並設置該I/O埠引腳一直處於高電平，RS-485驅動晶片的A引腳與RS-485通訊接口的A引腳相連，RS-485驅動晶片的B引腳與RS-485通訊接口的B引腳相連。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵是GPS接收器以某一頻率把接收到的全球定位信號轉換為數據幀通過RS-232串行通訊接口發送出來，該數據幀通過GPS數據轉發裝置的 RS-232通訊接口輸入到微處理器，微處理器內部的程序提取GPS信號中的經度、緯度和方位角等數據，然後通過RS-485驅動晶片發送到485網絡中。
專利摘要GPS接收器的數據轉發裝置，由微處理器及其復位和晶振電路、RS-232驅動晶片、RS-485驅動晶片、RS-232通訊接口和RS-485通訊接口組成。GPS接收器把接收到的全球定位信號轉換為數據幀通過RS-232串行通訊接口發送出來，該數據幀通過GPS數據轉發裝置的RS-232通訊接口輸入到微處理器。微處理器內部的程序提取GPS信號中的經度、緯度和方位角等數據，然後通過RS-485驅動晶片發送到485網絡中，該裝置可以將GPS接收器的RS-232電平的數據轉換到RS-485電平的數據，使得GPS接收器成為RS-485網絡的一個節點，並不再單獨佔用計算機的一個RS-232接口。
文檔編號H04L29/10GK202218273SQ20112031519
公開日2012年5月9日 申請日期2011年8月19日 優先權日2011年8月19日
發明者張方明, 李淵 申請人:寧波市鄞州麥谷農業科技有限公司