用在多參數食品安全快速檢測儀上的通用外設接口系統的製作方法
2023-05-12 00:30:21 3
專利名稱：用在多參數食品安全快速檢測儀上的通用外設接口系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種通用外設的接口系統，屬於一種電路接口協議轉換器。
背景技術：
隨著食品安全問題日益受到關注和重視，以及多參數食品安全快速檢測儀的發展，檢測儀器的使用功能已經由原來的單一化需求發展成為多功能系統化的複雜檢測系統。作為食品安全檢測行業的綜合性檢測儀器，其多功能化的發展趨勢及同一臺儀器體積等制約因素的限制，勢必需要在現有儀器的基礎上自行連接外接設備，以實現多種功能的儀器聯合使用。例如傳統的手工稱量產品重量，在手工記錄數值的方法已經不能適應電子化、數位化的測量需求，同時現代的測量儀器要求能同時大批量的快速檢測，因此本系統的通用外設接口系統就可以把例如精密天平一類的外接設備通過一定的接口(如RS232)，聯通到食品安全檢測儀上來，在精密天平上稱量之後，只需接通通訊電纜，就可以把數據輕鬆的上傳到檢測平臺上，省時省力。同時，食品安全檢測儀在數據上傳和接收的通訊接口與各類外接設備不能保證完全兼容和匹配 ，本發明公開的系統提供了一種方便快捷的通用接口，並且無需更換和改變原有儀器就能實現其他功能的合併。
發明內容
為了克服現有儀器的不足，本發明公開了一種用在多參數食品安全快速檢測儀上的通用外設接口系統，它將兩種或兩種以上不同通訊協議的外設集中到同一臺多參數食品安全快速檢測儀上，實現多功能大批量自動化測量。一種用在多參數食品安全快速檢測儀上的通用外設接口系統，它包括一個或多個協議轉換中心和多個不同類型的外設協議接口，用來連接不同類型的外接設備，該檢測儀用來快速定量檢測農副產品、日常食品、海產品及其製品中的違禁化學品和農藥殘留。所述的外接設備包括但不限於電子天平、水分測定儀。所述的違禁化學品包括但不限於甲醛、硝酸鹽、亞硝酸鹽、二氧化硫，所述的農藥殘留包括但不限於有機磷、氨基甲酸脂。所述的協議轉換中心包括一顆微處理器核心，六種或六種以上不同類型的數據接口及相應的輔助管腳。以一個協議轉換中心和六種類型的外設協議接口為例，它包括協議轉換中心、RS232 接口、一號 GPIO 管腳、RS422 接口、二號 GPIO 管腳、RS485 接口、三號 GPIO 管腳、SPI接口、四號GPIO管腳、I2C接口、五號GPIO管腳、CAN接口、六號GPIO管腳、RS232外設接口、七號GPIO管腳、RS422外設接口、八號GPIO管腳、RS485外設接口、九號GPIO管腳、SPI外設接口、十號GPIO管腳、I2C外設接口、i^一號GPIO管腳、CAN外設接口、十二號GPIO管腳。其中，協議轉換中心包含一顆微處理器核心，包括六個類型的數據接口及相應的輔助管腳，分別為:RS232接口、一號GPIO管腳、RS422接口、二號GPIO管腳、RS485接口、三號GPIO管腳、SPI接口、四號GPIO管腳、I2C接口、五號GPIO管腳、CAN接口、六號GPIO管腳。一號GPIO管腳輔助RS232接口接收和輸出數據、二號GPIO管腳輔助RS422接口接收和輸出數據、三號GPIO管腳輔助RS485接口接收和輸出數據、四號GPIO管腳輔助SPI接口接收和輸出數據、五號GPIO管腳輔助I2C接口接收和輸出數據、六號GPIO管腳輔助CAN接口接收和輸出數據。外設協議接口包括六種不同類型的數據接口及相應的輔助管腳，分別為:RS232外設接口、七號GPIO管腳、RS422外設接口、八號GPIO管腳、RS485外設接口、九號GPIO管腳、SPI外設接口、十號GPIO管腳、I2C外設接口、i^一號GPIO管腳、CAN外設接口、十二號GPIO管腳。七號GPIO管腳輔助RS232外設接口接收和輸出數據、八號GPIO管腳輔助RS422外設接口接收和輸出數據、九號GPIO管腳輔助RS485外設接口接收和輸出數據、十號GPIO管腳輔助SPI外設接口接收和輸出數據、i^一號GPIO管腳輔助I2C外設接口接收和輸出數據、十二號GPIO管腳輔助CAN外設接口接收和輸出數據。RS232接口與RS232外設接口相連接、一號GPIO管腳與七號GPIO管腳相連接、RS422接口與RS422外設接口相連接、二號GPIO管腳與八號GPIO管腳相連接、RS485接口與RS485外設接口相連接、三號GPIO管腳與九號GPIO管腳相連接、SPI接口與SPI外設接口相連接、四號GPIO管腳與十號GPIO管腳相連接、I2C接口與I2C外設接口相連接、五號GPIO管腳與i^一號GPIO管腳相連接、CAN接口與CAN外設接口相連接、六號GPIO管腳與十二號GPIO管腳相連接。各外設接口接收到數據時，由各外設接口的輔助管腳將數據傳輸到協議轉換中心的輔助管腳，通過內部軟體協議的處理來完成不同類型通訊協議之間的數據格式轉換，具體處理過程為:在系統完 成初始化之後，外設協議接口設備都處於就緒狀態，準備接收數據。當外設協議接口中任意一個接口收到數據之後，都會觸發協議轉換中心單元的中斷處理系統，協議轉換中心單元開始接收數據。當完整的一幀數據接收完成之後，按照協議轉換中心單元內部預設的地址映射表進行查詢,如果數據幀中的地址和地址映射表中的某一地址匹配，則數據幀中的數據將會被轉發給對應的外設協議接口設備，從而完成整個數據轉發過程。系統繼續進入就緒狀態，等待下次數據來臨。當RS232外設接口、RS422外設接口、RS485外設接口、SPI外設接口、I2C外設接口、CAN外設接口中任意一個外設接口接收到外接設備傳來的數據時，通過輔助的七號GPIO管腳、八號GPIO管腳、九號GPIO管腳、十號GPIO管腳、i^一號GPIO管腳、十二號GPIO管腳將數據傳輸到協議轉換中心，七號GPIO管腳負責傳輸RS232外設接口的數據、八號GPIO管腳負責傳輸RS422外設接口的數據、九號GPIO管腳負責傳輸RS485外設接口的數據、十號GPIO管腳負責傳輸SPI外設接口的數據、i^一號GPIO管腳負責傳輸I2C外設接口的數據、十二號GPIO管腳負責傳輸CAN外設接口的數據；協議轉換中心的各輔助管腳一號GPIO管腳、二號GPIO管腳、三號GPIO管腳、四號GPIO管腳、五號GPIO管腳、六號GPIO管腳接收到這些數據後，通過內部軟體協議的處理來判斷數據來自何種協議，需要RS232接口、RS422接口、RS485接口、SPI接口、I2C接口、CAN接口哪個對應的接口來響應數據，然後將數據根據需要的輸出格式回傳到正確的接口上，再通過一號GPIO管腳、二號GPIO管腳、三號GPIO管腳、四號GPIO管腳、五號GPIO管腳、六號GPIO管腳輸出，再由對應的七號GPIO管腳、八號GPIO管腳、九號GPIO管腳、十號GPIO管腳、十一號GPIO管腳、十二號GPIO管腳將接收到的數據傳輸給對應的符合輸出格式要求的RS232外設接口、RS422外設接口、RS485外設接口、SPI外設接口、I2C外設接口、CAN外設接口。本發明的有益效果:
本發明公開的通用外設接口系統，具有很強的兼容性，兼容目前常用的多種總線型外接設備，例如RS232、RS422、RS485、SP1、I2C、CAN等。其可擴展性非常好，對於多參數食品安全快速檢測儀系統來說，如果日後需要增加其他功能的外部設備，只要加裝一定的外設接口轉換晶片就可以直接兼容在本套系統上，使用方便快捷。
附圖1是六種類型的通用外設接口系統的結構示意圖。附圖2是四種類型的通用外設接口系統的結構示意圖。附圖3是兩種類型的通用外設接口系統的結構示意圖。附圖4是外設接口轉換軟體處理過程。
具體實施例方式如說明書附圖1所示，一種用在多參數食品安全快速檢測儀上的通用外設接口系統包括:協議轉換中心1、RS232接口 2、一號GPIO管腳3、RS422接口 4、二號GPIO管腳5、RS485接口 6、三號GPIO管腳7、SPI接口 8、四號GPIO管腳9、I2C接口 10、五號GPIO管腳11、CAN接口 12、六號GPIO管腳13、外設RS232接口 14、七號GPIO管腳15、外設RS422接口16、八號GPIO管腳17、外設RS485接口 18、九號GPIO管腳19、SPI外設接口 20、十號GPIO管腳21、I2C外設接口 22、^^一號GPIO管腳23、CAN外設接口 24、十二號GPIO管腳25。其中，RS232接口 2與RS232外設接口 14相連接、一號GPIO管腳3與七號GPIO管腳15相連接、RS422接口 4與RS422外設接口 16相連接、二號GPIO管腳5與八號GPIO管腳17相連接、RS485接口 6與RS485外設接口 18相連接、三號GPIO管腳7與九號GPIO管腳19相連接、SPI接口 8與SPI外設接口 20相連接、四號GPIO管腳9與十號GPIO管腳21相連接、I2C接口 10與I2C外設接口 22相連接、五號GPIO管腳11與i^一號GPIO管腳23相連接、CAN接口 12與CAN外設接口 24相連接、六號GPIO管腳13與十二號GPIO管腳25相連接。當RS232外設接口 14、RS422外設接口 16、RS485外設接口 18、SPI外設接口 20、I2C外設接口 22、CAN外設接口 24中任意一個外設接口接收到外接設備傳來的數據時，通過輔助的七號GPIO管腳15、八號GPIO管腳17、九號GPIO管腳19、十號GPIO管腳21、i^一號GPIO管腳23、十二號GPIO管腳25將數據傳輸到協議轉換中心I上的各個輔助管腳。七號GPIO管腳15負責傳輸RS232外設接口 14的數據，八號GPIO管腳17負責傳輸RS422外設接口 16的數據、九號GPIO管腳19負責傳輸RS485外設接口 18的數據、十號GPIO管腳21負責傳輸SPI外設接口 20的數據、i^一號GPIO管腳23負責傳輸I2C外設接口 22的數據、十二號GPIO管腳25負責傳輸CAN外設接口 24的數據。協議轉換中心I上的各輔助管腳一號GPIO管腳3、二號GPIO管腳5、三號GPIO管腳7、四號GPIO管腳9、五號GPIO管腳
11、六號GPIO管腳13接收到這些外設接口輔助管腳傳來的數據，通過內部軟體協議的處理來判斷數據來自何種協議，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哪個對應的接口來響應數據，然後將數據根據需要的輸出格式回傳到正確的接口上，再通過一號GPIO管腳3、二號GPIO管腳5、三號GPIO管腳7、四號GPIO管腳9、五號GPIO管腳11、六號GPIO管腳13輸出，然後通過對應的七號GPIO管腳15、八號GPIO管腳17、九號GPIO管腳19、十號GPIO管腳21、^^一號GPIO管腳23、十二號GPIO管腳25將接收到的數據傳輸給對應的符合輸出格式的外設接口 RS232外設接口 14、RS422外設接口 16、RS485外設接口 18、SPI外設接口 20、I2C外設接口 22、CAN外設接口 24。協議轉換中心的一種類型的接口可同時與多個同種類型的外設接口相連接，說明書附圖只表示了與一個同種外設接口相連接，在實際使用時可根據需要添加。通過上述實施方式，將一種格式的數據轉換成另一種符合輸出格式要求的數據，從而實現將具有不同通訊協議的檢測設備連接到同一臺多參數食品安全快速檢測儀上，完成多功能參數的檢測。以上所述僅為本發 明的一個具體實施方式
，不構成對本發明的任何限制。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種用在多參數食品安全快速檢測儀上的通用外設接口系統，其特徵在於，它包括一個或多個協議轉換中心和多個不同類型的外設協議接口，用來連接不同類型的外接設備，該檢測儀用來快速定量檢測農副產品、日常食品、海產品及其製品中的違禁化學品和農藥殘留。
2.根據權利要求1所述的一種用在多參數食品安全快速檢測儀上的通用外設接口系統，其特徵在於，所述的外接設備包括但不限於電子天平、水分測定儀。
3.根據權利要求1所述的一種用在多參數食品安全快速檢測儀上的通用外設接口系統，其特徵在於，所述的違禁化學品包括但不限於甲醛、硝酸鹽、亞硝酸鹽、二氧化硫，所述的農藥殘留包括但不限於有機磷、氨基甲酸脂。
4.根據權利要求1所述的一種用在多參數食品安全快速檢測儀上的通用外設接口系統，其特徵在於，所述的協議轉換中心包括一顆微處理器核心，六種或六種以上不同類型的數據接口及相應的輔助管腳。
5.根據權利要求4所述的一種用在多參數食品安全快速檢測儀上的通用外設接口系統，其特徵在於，所述的數據接口類型為六種時:RS232接口、一號GPIO管腳、RS422接口、二號GPIO管腳、RS485接口、三號GPIO管腳、SPI接口、四號GPIO管腳、I2C接口、五號GPIO管腳、CAN接口、六號GPIO管腳；一號GPIO管腳輔助RS232接口接收和輸出數據、二號GPIO管腳輔助RS422接口接收和輸出數據、三號GPIO管腳輔助RS485接口接收和輸出數據、四號GPIO管腳輔助SPI接口接收和輸出數據、五號GPIO管腳輔助I2C接口接收和輸出數據、六號GPIO管腳輔助CAN 接口接收和輸出數據。
6.根據權利要求1所述的一種用在多參數食品安全快速檢測儀上的通用外設接口系統，其特徵在於，所述的外設協議接口包括六種或六種以上不同類型的數據接口及相應的輔助管腳。
7.根據權利要求6所述的一種用在多參數食品安全快速檢測儀上的通用外設接口系統，其特徵在於，所述的外設協議接口為六種接口時:RS232外設接口、七號GPIO管腳、RS422外設接口、八號GPIO管腳、RS485外設接口、九號GPIO管腳、SPI外設接口、十號GPIO管腳、I2C外設接口、i^一號GPIO管腳、CAN外設接口、十二號GPIO管腳；七號GPIO管腳輔助RS232外設接口接收和輸出數據、八號GPIO管腳輔助RS422外設接口接收和輸出數據、九號GPIO管腳輔助RS485外設接口接收和輸出數據、十號GPIO管腳輔助SPI外設接口接收和輸出數據、i^一號GPIO管腳輔助I2C外設接口接收和輸出數據、十二號GPIO管腳輔助CAN外設接口接收和輸出數據。
8.根據權利要求5、7所述的一種用在多參數食品安全快速檢測儀上的通用外設接口系統，其特徵在於，所述的RS232接口與RS232外設接口相連接、一號GPIO管腳與七號GPIO管腳相連接、RS422接口與RS422外設接口相連接、二號GPIO管腳與八號GPIO管腳相連接、RS485接口與RS485外設接口相連接、三號GPIO管腳與九號GPIO管腳相連接、SPI接口與SPI外設接口相連接、四號GPIO管腳與十號GPIO管腳相連接、I2C接口與I2C外設接口相連接、五號GPIO管腳與i^一號GPIO管腳相連接、CAN接口與CAN外設接口相連接、六號GPIO管腳與十二號GPIO管腳相連接；各外設接口接收到數據時，由各外設接口的輔助管腳將數據傳輸到協議轉換中心的輔助管腳，通過內部軟體協議的處理來判斷數據來自何種協議，哪種類型的對應接口來響應數據，然後將數據根據需要的輸出格式回傳到正確的接口上，通過協議轉換中心的輔助管腳和外設接口的輔助管腳的數據輸送，將數據傳送到符合輸出接口要求的接口上，從而完成不同類型通訊協議之間的數據格式轉換。
9.根據權利要求8所述的一種用在多參數食品安全快速檢測上的通用外設接口系統，其特徵在於，所述的內部軟體協議的處理過程為:在系統完成初始化之後，外設協議接口設備都處於就緒狀態，準備接收數據；當外設協議接口中任意一個接口收到數據之後，都會觸發協議轉換中心單元的中斷處理系統，協議轉換中心單元開始接收數據；當完整的一幀數據接收完成之後，按照協議轉換中心單元內部預設的地址映射表進行查詢，如果數據幀中的地址和地址映射表中的某一地址匹配，則數據幀中的數據將會被轉發給對應的外設協議接口設備，從而完成整個數據轉發過程，系統繼續進入就緒狀態，等待下次數據來臨。
10.根據權利要求1所述的一種用在多參數食品安全快速檢測上的通用外設接口系統，其特徵在於，所述的協議轉換中心的一種類型的接口可同時與多個同種類型的外設接口相連接 。
全文摘要
本發明公開了一種用在多參數食品安全快速檢測上的通用外設接口系統。它包括一個或多個協議轉換中心和多個外設協議接口。協議轉換中心包含一顆微處理器核心，該核心能接收來自外圍設備的各種協議接口數據。然後根據協議要求，通過內部軟體處理轉發到符合輸出格式要求的對應的外設協議接口上，實現兩種及兩種以上通訊協議接口互通互聯的功能。外設協議接口主要包括RS232、RS422、RS485、SPI、I2C、CAN等常用接口，外設協議接口一端和協議轉換中心相連接，另一端直接連接外圍設備。本發明解決了目前多參數食品安全檢測儀外接設備種類繁多、外設接口協議各不相同、無法兼容等問題，以達到多種接口兼容、互相不差錯連接的功能。
文檔編號H04L29/10GK103227784SQ20131011734
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月7日 優先權日2013年4月7日
發明者李 傑, 盧航 申請人:杭州澤大儀器有限公司