本發(fā)明涉及網(wǎng)關(guān)，尤其涉及一種礦山機(jī)械控制設(shè)備聯(lián)網(wǎng)模塊和聯(lián)網(wǎng)方法。

背景技術(shù)：

在礦山相關(guān)設(shè)備控制現(xiàn)場(chǎng)，通信結(jié)構(gòu)是電控柜內(nèi)安裝PLC模塊實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的控制邏輯功能。多個(gè)電控柜之間。電控柜內(nèi)部各個(gè)類似PLC模塊的通信采用局部現(xiàn)場(chǎng)總線通信。如CAN,RS485，以太網(wǎng)。這里都局限在控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備電氣參數(shù)監(jiān)視控制功能?，F(xiàn)有的PLC模塊進(jìn)行通信室存在的問(wèn)題：1、局限于局部現(xiàn)場(chǎng)，不能連接到互聯(lián)網(wǎng)；2、現(xiàn)場(chǎng)控制單元如PLC模塊，通信接口單一；3、有些PLC帶有以太網(wǎng)或無(wú)線聯(lián)網(wǎng)功能，但不能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的通信功能。4、電氣工程師選用的PLC模塊廠家多樣，型號(hào)多樣。通信接口，通信協(xié)議，都不統(tǒng)一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種礦山機(jī)械控制設(shè)備聯(lián)網(wǎng)模塊和聯(lián)網(wǎng)方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

礦山機(jī)械控制設(shè)備聯(lián)網(wǎng)模塊，包括礦山現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備之間通信的內(nèi)網(wǎng)層和礦山現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備與外部通信的外網(wǎng)層，所述內(nèi)網(wǎng)層通過(guò)內(nèi)網(wǎng)接口配置模塊與MCU相連，外網(wǎng)層通過(guò)外網(wǎng)接口配置模塊與MCU相連，所述內(nèi)網(wǎng)接口配置模塊和外網(wǎng)接口配置模塊共同通過(guò)RS232接口連接外部控制器。

所述外網(wǎng)層包括無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)，所述內(nèi)外層包括RS485接口、以太網(wǎng)和CAN接口。

所述MCU上還連接有定位模塊和顯示模塊。

通過(guò)外網(wǎng)層通連接服務(wù)器，通過(guò)內(nèi)網(wǎng)層連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，外網(wǎng)層的外網(wǎng)接口配置模塊與內(nèi)網(wǎng)層的內(nèi)網(wǎng)接口配置模塊之間連接的MCU內(nèi)設(shè)置對(duì)外網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換的外內(nèi)網(wǎng)映射協(xié)議模塊，

所述外內(nèi)網(wǎng)映射協(xié)議模塊內(nèi)設(shè)置有對(duì)內(nèi)網(wǎng)層和外網(wǎng)層進(jìn)行映射的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有外網(wǎng)字段、內(nèi)網(wǎng)映射協(xié)議、地址、數(shù)據(jù)；所述外網(wǎng)字段為預(yù)先設(shè)置的需要采集數(shù)據(jù)的采集數(shù)據(jù)名稱，地址包括為每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備分配的地址；

外網(wǎng)層接受服務(wù)器輸入的需要獲取的采集數(shù)據(jù)名稱，通過(guò)訪問(wèn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，獲取采集數(shù)據(jù)名稱對(duì)應(yīng)的外網(wǎng)字段以后，將外網(wǎng)字段發(fā)送給內(nèi)網(wǎng)層，內(nèi)網(wǎng)層通過(guò)訪問(wèn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，尋找外網(wǎng)字段對(duì)應(yīng)的內(nèi)網(wǎng)映射協(xié)議，通過(guò)內(nèi)網(wǎng)映射協(xié)議獲取與該內(nèi)網(wǎng)映射協(xié)議相關(guān)的設(shè)備的地址，向具有地址的設(shè)備發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)，該設(shè)備將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)位中，外網(wǎng)層通過(guò)遍歷數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)獲取該數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器中。

所述外網(wǎng)層通過(guò)以太網(wǎng)接口或無(wú)線模塊接口連接服務(wù)器，內(nèi)網(wǎng)層通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)接口連接設(shè)備。

所述外網(wǎng)采用統(tǒng)一的外網(wǎng)協(xié)議。

本發(fā)明的有益效果：通過(guò)外內(nèi)網(wǎng)映射協(xié)議模塊，將復(fù)雜多變的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議映射成簡(jiǎn)單直接的外網(wǎng)協(xié)議。首先將現(xiàn)場(chǎng)電柜設(shè)計(jì)人員解放出來(lái)，只需要設(shè)計(jì)自己擅長(zhǎng)的PLC程序，不用開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)其他語(yǔ)言。其次將擅長(zhǎng)上位機(jī)WEB開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)人員解放出來(lái)，不用設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)需要支持不同的接口，不同的協(xié)議，不同的設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)總線，且后期不用設(shè)計(jì)不同的展示界面來(lái)支持不同的設(shè)備。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

礦山機(jī)械控制設(shè)備聯(lián)網(wǎng)模塊，包括礦山現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備之間通信的內(nèi)網(wǎng)層和礦山現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備與外部通信的外網(wǎng)層，內(nèi)網(wǎng)層通過(guò)內(nèi)網(wǎng)接口配置模塊與MCU相連，外網(wǎng)層通過(guò)外網(wǎng)接口配置模塊與MCU相連，內(nèi)網(wǎng)接口配置模塊和外網(wǎng)接口配置模塊共同通過(guò)RS232接口連接外部控制器。

MCU上還連接有定位模塊和顯示模塊。定位模塊使用GPS定位系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的位置進(jìn)行定位，顯示模塊對(duì)聯(lián)網(wǎng)模塊的工作狀態(tài)進(jìn)行顯示。

外網(wǎng)層包括無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)，內(nèi)外層包括RS485接口、以太網(wǎng)和CAN接口。外網(wǎng)使用統(tǒng)一的外網(wǎng)協(xié)議（簡(jiǎn)化的JSON），并使用可靠的面向連接的TCP協(xié)議。內(nèi)網(wǎng)使用RS485、以太網(wǎng)或CAN作為接口，遵從各類現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議。

本發(fā)明還提供一種使用上述模塊進(jìn)行礦山機(jī)械控制設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的方法，外網(wǎng)層通過(guò)以太網(wǎng)接口或無(wú)線模塊接口連接服務(wù)器，內(nèi)網(wǎng)層通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)接口連接設(shè)備，外網(wǎng)層的外網(wǎng)接口配置模塊與內(nèi)網(wǎng)層的內(nèi)網(wǎng)接口配置模塊之間連接的MCU內(nèi)設(shè)置對(duì)外網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換的外內(nèi)網(wǎng)映射協(xié)議模塊，外內(nèi)網(wǎng)映射協(xié)議模塊通過(guò)將外網(wǎng)相關(guān)字段映射到內(nèi)網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議地址上，實(shí)現(xiàn)外內(nèi)網(wǎng)之間的通信。具體操作時(shí)，首先控制器通過(guò)RS232接口對(duì)內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)進(jìn)行配置，配置以后通過(guò)外內(nèi)網(wǎng)映射協(xié)議模塊對(duì)外網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)進(jìn)行協(xié)議映射，通過(guò)映射進(jìn)行外網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)的通信。

外內(nèi)網(wǎng)映射協(xié)議模塊內(nèi)設(shè)置有對(duì)內(nèi)網(wǎng)層和外網(wǎng)層進(jìn)行映射的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括外網(wǎng)字段，內(nèi)網(wǎng)映射協(xié)議、地址、數(shù)據(jù)，外網(wǎng)字段為預(yù)先設(shè)置的需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采集的數(shù)據(jù)的采集數(shù)據(jù)名稱，地址為通過(guò)配置軟件為每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備配置的地址的集合，而數(shù)據(jù)為變量位，用于存放與采集數(shù)據(jù)名稱對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。其中內(nèi)網(wǎng)映射協(xié)議與外網(wǎng)字段對(duì)應(yīng)，即每個(gè)外網(wǎng)字段均對(duì)應(yīng)有獲取該外網(wǎng)字段對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的協(xié)議（即內(nèi)網(wǎng)映射協(xié)議），該映射協(xié)議通過(guò)接口（如現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與現(xiàn)場(chǎng)總線連接的RS485接口、CAN接口或者以太網(wǎng)接口）確定。

外網(wǎng)層接受外部的服務(wù)器輸入數(shù)據(jù)名稱后，通過(guò)訪問(wèn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，獲取采集數(shù)據(jù)名稱對(duì)應(yīng)的外網(wǎng)字段，將外網(wǎng)字段發(fā)送給內(nèi)網(wǎng)層，內(nèi)網(wǎng)層通過(guò)訪問(wèn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，尋找與該外網(wǎng)字段對(duì)應(yīng)的一個(gè)或者多個(gè)內(nèi)網(wǎng)映射協(xié)議，通過(guò)與這些內(nèi)網(wǎng)映射協(xié)議對(duì)應(yīng)的地址，獲取具有該內(nèi)網(wǎng)映射協(xié)議的設(shè)備，向這些設(shè)備發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)，這些設(shè)備將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)位中，外網(wǎng)層通過(guò)遍歷數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)獲取數(shù)據(jù)為中的該數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器中，完成內(nèi)外網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)傳輸。

本發(fā)明通過(guò)輪詢數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)組，找出外網(wǎng)字段對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，發(fā)送給外部的服務(wù)器即可。不同的內(nèi)網(wǎng)處理協(xié)議，找出自己對(duì)應(yīng)的映射協(xié)議，讀寫(xiě)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)字段即可。通過(guò)將外網(wǎng)字段映射到內(nèi)網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議上，使聯(lián)網(wǎng)模塊從外部看起來(lái)就像一個(gè)透明協(xié)議一樣。

本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換設(shè)備，通過(guò)外內(nèi)網(wǎng)映射協(xié)議模塊，將復(fù)雜多變的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議映射成簡(jiǎn)單直接的外網(wǎng)協(xié)議。首先將現(xiàn)場(chǎng)電柜設(shè)計(jì)人員解放出來(lái)，只需要設(shè)計(jì)自己擅長(zhǎng)的PLC程序，不用開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)其他語(yǔ)言。其次將擅長(zhǎng)上位機(jī)WEB開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)人員解放出來(lái)，不用設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)需要支持不同的接口，不同的協(xié)議，不同的設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)總線。且后期不用設(shè)計(jì)不同的展示界面來(lái)支持不同的設(shè)備。

本發(fā)明可以達(dá)到以下效果：1、通過(guò)此模塊，簡(jiǎn)化電氣設(shè)計(jì)人員開(kāi)發(fā)工作。2、簡(jiǎn)化WEB設(shè)計(jì)人員開(kāi)發(fā)工作。新增設(shè)備，修改設(shè)備，刪除設(shè)備。不用修改數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，不用修改展示界面。

以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明整體構(gòu)思前提下，還可以作出若干改變和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。