本实用新型涉及利用单片机及其相关电路，尤其涉及支持多台主机同时独立访问的以太网通讯的交换装置。
背景技术：
目前存在实现多个以太网访问一个从机主要有3种方法：1.单片机一个串口出来，利用外挂一个串口转多个以太网的口的外挂网关；2.向以太网厂家定制支持独立访问的一个串口转多个以太网网关。3.利用多个串口的高主频单片机，外加一个串口转一个以太网口的模块实现。利用以上方法主要存在以下的问题和不足：
1.外挂市面上常见网关存在两个缺陷：1）价格昂贵。2）后台主机访问，由一个串口转出的多个以太网口的其中任意一个以太网口，其他的以太网口也会回包，做不到独立访问从机。
2.定制工业以太网存在的缺陷：1）技术不可控，核心技术属于以太网生产厂家。2）价格比直接买市面外挂网关还要昂贵。
3.多个串口的高主频单片机存在的缺陷：1）程序流程复杂，开发周期长。2）选择一种单片机后的它的串口数是固定的，不利于增加或减少以太网口，即难于模块化，维护困难。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供支持多台主机同时独立访问的以太网通讯的交换装置。
本实用新型采用的技术方案是：
支持多台主机同时独立访问的以太网通讯的交换装置，其包括通讯从机控制器以及与通讯从机控制器连接的采集单元，通讯从机控制器连接两条以上的以太网通讯线路，通讯从机控制器定时向各以太网广播采集的数据，每条以太网通讯线路包括以太网控制器，以太网控制器通过ttl串口连接通讯从机控制器，以太网控制器通过一透传模块连接一以太网接口，以太网控制器负责与采集单元交换数据，并进行协议转换处理，同时与以太网透传模块进行数据交换；以太网透传模块负责以太网电平转换和电磁隔离，以太网接口对外接入后台主机。
进一步地，作为一种优选实施方式，采集单元包括温控器和温控控制回路，温控器实时采集装置的环境温度，温控控制回路触发外围温控设备工作。
进一步地，作为一种优选实施方式，通讯从机控制器为单片机。
进一步地，作为一种优选实施方式，通讯从机控制器通过一个i/o口指示总线空闲状态。
进一步地，作为一种优选实施方式，通讯从机控制器的总线指示i/o口通过一上拉电阻连接电源vcc，上拉为高电平，高电平为空闲状态。
进一步地，作为一种优选实施方式，两条以上的以太网通讯线路并接于通讯从机控制器上。
进一步地，作为一种优选实施方式，每条以太网通讯线路的以太网控制器的ttl串口上串接一限流电阻，限流电阻用以防止过电流烧坏单片机以及减弱外部电磁干扰对串口的影响。
进一步地，作为一种优选实施方式，以太网透传模块采用通用的单个串口转单个以太网口的透传模块。
进一步地，作为一种优选实施方式，以太网接口采用rj45以太网接口连接后台主机。
本实用新型采用以上技术方案，具有如下有益效果：1．采用市面通用单个串口转单个以太网口透传模块，配合单片机实现降低成本。2．核心处理技术由通讯从机控制器整体实现，以太网控制器只是透传实现技术内部可控。3．利用单串口的单片机实现模块化方案，降低开发难度，易于维护。4.通过额外的电路配合单片机软件实现总线仲裁，支持后台独立和同时访问以太网口。5．通讯从机控制器作为通讯系统的从机实现温控器的数据采集和控制，进而为以太网提供基本数据。通讯从机控制器同时处理以太网的数据，实现以太网的独立回包和工业以太网的基本通讯功能。本实用新型在干式变压器温控器仪表上，实现多个以太网同时独立访问作为从机的单个微控制器，低成本并且可靠的通讯装置。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明；
图1为本实用新型支持多台主机同时独立访问的以太网通讯的交换装置的结构示意图；
图2为本实用新型通讯从机控制器的工作流程示意图；
图3为本实用新型以太网控制器的工作流程示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，本实用新型公开了支持多台主机同时独立访问的以太网通讯的交换装置，其包括通讯从机控制器以及与通讯从机控制器连接的采集单元，通讯从机控制器连接两条以上的以太网通讯线路，每条以太网通讯线路包括以太网控制器，以太网控制器通过ttl串口连接通讯从机控制器，通讯从机控制器定时向各以太网广播采集的数据，定时时间由需要交互的通讯数据量决定；
以太网控制器通过一透传模块连接一以太网接口，以太网控制器定时与采集单片机交换数据，并进行协议转换处理，同时与以太网透传模块进行数据交换；以太网透传模块负责以太网电平转换和电磁隔离，以太网接口对外接入后台主机。
进一步地，作为一种优选实施方式，采集单元包括温控器和温控控制回路，温控器实时采集装置的环境温度，温控控制回路触发外围温控设备工作。
进一步地，作为一种优选实施方式，通讯从机控制器为单片机。
进一步地，作为一种优选实施方式，通讯从机控制器通过一个i/o口指示总线空闲状态。
进一步地，作为一种优选实施方式，通讯从机控制器的总线指示i/o口通过一上拉电阻连接电源vcc，上拉为高电平，高电平为空闲状态。
进一步地，作为一种优选实施方式，两条以上的以太网通讯线路并接于通讯从机控制器上。
进一步地，作为一种优选实施方式，每条以太网通讯线路的以太网控制器的ttl串口上串接一限流电阻，限流电阻用以防止过电流烧坏单片机以及减弱外部电磁干扰对串口的影响。
进一步地，作为一种优选实施方式，以太网透传模块采用通用的单个串口转单个以太网口的透传模块。
进一步地，作为一种优选实施方式，以太网接口采用rj45以太网接口连接后台主机。
下面就本实用新型的具体工作过程做详细的说明：
如图2所示，a针对通讯从机控制器:
通讯从机控制器初始化，主要初始化时钟、输入输出口、flash、ad、串口等基本功能。进而，采集单元实行数据的采集计算以及温控器的控制。通讯从机控制器负责定时向各以太网广播采集的数据，定时时间由需要交互的通讯数据量决定。本实用新型约定平常广播的时候以太网单片机不需要回包给采集单片机，只有后台有数据的需要控制时候，以太网单片机才回包。当有来自总线上的报文时，通讯从机控制器进行接收总线的报文，接收到的报文通过以太网单片机的地址区分，这里约定以太网单片机1、2、3、4的地址为1、2、3、4。报文处理完报文后，等待指定周期后采集单元执行下次采集流程。
如图3所示，b针对以太网控制器的工作流程：
b1:以太网控制器初始化部分，初始化时钟、输入输出口、flase、串口等硬件。
b2:当以太网控制器在中断里接收来自采集单片机的广播数据时，接收的数据放在数据缓存里。当后台没有下传控制标识时，以太网控制器不回包，继续接收广播数据。
当后台下传控制标识且总线忙时，以太网控制器进行延时等待，延时的时间单元是依据规约下传部分数据长度配合定时周期决定的，不同的以太网单片机延时时间不同，以太网的单片机1、2、3、4分别延时1、2、3、4个时间单元，以太网延时起点时间为接收完来自采集单片机的广播数据后，如此来实现对多个后台主机同时下发控制数据访问。
当后台下传控制标识且总线空隙时，以太网控制器将采集数据组包回传，同时把总线口线在传输过程中拉低，传输完成后释放。以太网控制器来自广播的接收数据放在数据缓存处理最终传给后台。
b3:当以太网控制器在中断里接收来自后台的以太网报文时，当后台主机要下传控制从机的报文时，以太网控制器接收来自后台的控制下传数据和标志；当后台主机没有下传控制从机的报文时，以太网控制器将缓存数据组包回复以太网处理，处理完返回等待中断接收来自后台的以太网报文。
本实用新型采用以上技术方案，具有如下有益效果：1．采用市面通用单个串口转单个以太网口透传模块，配合单片机实现降低成本。2．核心处理技术由通讯从机控制器整体实现，以太网控制器只是透传实现技术内部可控。3．利用单串口的单片机实现模块化方案，降低开发难度，易于维护。4.通过额外的电路配合单片机软件实现总线仲裁，支持后台独立和同时访问以太网口。5．通讯从机控制器作为通讯系统的从机实现温控器的数据采集和控制，进而为以太网提供基本数据。通讯从机控制器同时处理以太网的数据，实现以太网的独立回包和工业以太网的基本通讯功能。本实用新型在干式变压器温控器仪表上，实现多个以太网同时独立访问作为从机的单个微控制器，低成本并且可靠的通讯装置。
显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
1.支持多台主机同时独立访问的以太网通讯的交换装置，其特征在于：其包括通讯从机控制器以及与通讯从机控制器连接的采集单元，通讯从机控制器连接两条以上的以太网通讯线路，通讯从机控制器定时向各以太网广播采集的数据，每条以太网通讯线路包括以太网控制器，以太网控制器通过ttl串口连接通讯从机控制器，以太网控制器通过一透传模块连接一以太网接口，以太网控制器负责与采集单元交换数据，并进行协议转换处理，同时与以太网透传模块进行数据交换；以太网透传模块负责以太网电平转换和电磁隔离，以太网接口对外接入后台主机。
2.根据权利要求1所述的支持多台主机同时独立访问的以太网通讯的交换装置，其特征在于：采集单元包括温控器和温控控制回路，温控器实时采集装置的环境温度，温控控制回路触发外围温控设备工作。
3.根据权利要求1所述的支持多台主机同时独立访问的以太网通讯的交换装置，其特征在于：通讯从机控制器为单片机。
4.根据权利要求1所述的支持多台主机同时独立访问的以太网通讯的交换装置，其特征在于：通讯从机控制器通过一个i/o口指示总线空闲状态。
5.根据权利要求1所述的支持多台主机同时独立访问的以太网通讯的交换装置，其特征在于：通讯从机控制器的总线指示i/o口通过一上拉电阻连接电源vcc，上拉为高电平，高电平为空闲状态。
6.根据权利要求1所述的支持多台主机同时独立访问的以太网通讯的交换装置，其特征在于：两条以上的以太网通讯线路并接于通讯从机控制器上。
7.根据权利要求1所述的支持多台主机同时独立访问的以太网通讯的交换装置，其特征在于：每条以太网通讯线路的以太网控制器的ttl串口上串接一限流电阻，限流电阻用以防止过电流烧坏单片机以及减弱外部电磁干扰对串口的影响。
8.根据权利要求1所述的支持多台主机同时独立访问的以太网通讯的交换装置，其特征在于：以太网透传模块采用通用的单个串口转单个以太网口的透传模块。
9.根据权利要求1所述的支持多台主机同时独立访问的以太网通讯的交换装置，其特征在于：以太网接口采用rj45以太网接口连接后台主机。
技术总结