一種高集成度的knx傳輸控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高集成度的KNX傳輸控制裝置，包括順次連接的KNX總線接口模塊、KNX收發(fā)器模塊、KNX控制器模塊；KNX收發(fā)器模塊包括順次連接的KNX串口收發(fā)單元、KNX轉(zhuǎn)串口橋單元、KNX總線收發(fā)單元；所述KNX總線接口模塊一端與KNX總線連接，另一端與KNX總線收發(fā)單元連接。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，供電與通訊復(fù)用總線，無需額外供電電源，采用高集成度的KNX實(shí)現(xiàn)電路和高性能的控制器，極大地提高了系統(tǒng)的集成度、擴(kuò)展性和信號(hào)的處理能力，具有較高的經(jīng)濟(jì)回報(bào)率。
【專利說明】一種高集成度的KNX傳輸控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信息【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高集成度的KNX傳輸控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]KNX是Konnex的縮寫。1999年5月，歐洲三大總線協(xié)議EIB、BatiBus和HlSA合并成立了 Konnex協(xié)會(huì)，提出了 KNX協(xié)議。該協(xié)議以EIB為基礎(chǔ)，兼顧了 BatiBus和HlSA的物理層規(guī)范，并吸收了 BatiBus和HlSA中配置模式等優(yōu)點(diǎn)，提供了家庭、樓宇自動(dòng)化的完整解決方案。
[0003]KNX總線是獨(dú)立于制造商和應(yīng)用領(lǐng)域的系統(tǒng)。通過所有的總線設(shè)備連接到KNX介質(zhì)上(這些介質(zhì)包括雙絞線、射頻、電力線或IP/Ethernet),它們可以進(jìn)行信息交換。
[0004]目前，業(yè)內(nèi)對(duì)于KNX的具體實(shí)現(xiàn)，均采用西門子提供的實(shí)施方案(KNX系統(tǒng)收發(fā)電路+KNX系統(tǒng)協(xié)議處理電路)，且控制器普遍采用片內(nèi)資源不夠豐富的ATMEL公司AVR單片機(jī)和TI公司MSP430系列單片機(jī)，這導(dǎo)致電路形式復(fù)雜、集成度不高，且當(dāng)代碼量較大時(shí)局限性較大，極不利于產(chǎn)品的功能擴(kuò)展和小型化發(fā)展。
[0005]因此，如何提供一種更高集成度的KNX實(shí)現(xiàn)電路，如何提供一種高主頻、大內(nèi)存空間、資源更加豐富、更易于擴(kuò)展的KNX傳輸控制裝置，成為目前急需解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種高集成度的KNX傳輸控制裝置，包括順次連接的KNX總線接口模塊、KNX收發(fā)器模塊、KNX控制器模塊；
KNX收發(fā)器模塊包括順次連接的KNX串口收發(fā)單元、KNX轉(zhuǎn)串口橋單元、KNX總線收發(fā)單元；
所述KNX總線接口模塊一端與KNX總線連接，另一端與KNX總線收發(fā)單元連接；
KNX控制器模塊包括順次連接的控制器串口收發(fā)單元、處理器內(nèi)核單元，以及時(shí)鐘單元、復(fù)位單元、ROM單元、RAM單元,所述時(shí)鐘單元、復(fù)位單元、ROM單元、RAM單元分別與處理器內(nèi)核單元連接；KNX串口收發(fā)單元與控制器串口收發(fā)單元連接；
所述KNX總線接口模塊實(shí)現(xiàn)本裝置對(duì)KNX總線通訊供電的復(fù)用；
所述KNX收發(fā)器模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)KNX總線電壓、工作溫度、通訊的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及電平轉(zhuǎn)換、信號(hào)的發(fā)送和接收；其中，KNX串口收發(fā)單元用于把串口報(bào)文發(fā)送到控制器或者接收到控制器發(fā)送的串口報(bào)文；KNX轉(zhuǎn)串口橋單元用于KNX解碼后的數(shù)據(jù)及串口報(bào)文的相互轉(zhuǎn)換；KNX總線收發(fā)單元在接收方式下，負(fù)責(zé)從KNX總線接收到KNX指令包然后解碼成數(shù)據(jù)包格式，在發(fā)送方式下，則把數(shù)據(jù)包格式編碼成KNX指令包文件通過KNX總線發(fā)送到KNX總線上的其它設(shè)備；
所述KNX控制器模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)KNX收發(fā)器中寄存器的配置。
[0007]進(jìn)一步的，所述KNX總線接口模塊包括防雷保護(hù)單元，KNX總線接口單元，所述KNX總線收發(fā)單元、防雷保護(hù)單元順次連接，防雷保護(hù)單元與KNX總線收發(fā)單元連接。
[0008]進(jìn)一步的，所述KNX總線接口模塊還包括電流保護(hù)單元，KNX總線接口單元、防雷保護(hù)單元、電流保護(hù)單元順次連接，電流保護(hù)單元與KNX總線收發(fā)單元連接。
[0009]進(jìn)一步的，所述KNX總線接口模塊還包括防靜電保護(hù)單元，KNX總線接口單元、防雷保護(hù)單元、電流保護(hù)單元、防靜電保護(hù)單元順次連接，防靜電保護(hù)單元與KNX總線收發(fā)單元連接。
[0010]進(jìn)一步的，KNX收發(fā)器模塊內(nèi)置有20伏穩(wěn)壓器及兩個(gè)高能效直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中一個(gè)直流-直流轉(zhuǎn)換器提供3.3 V固定輸出電壓，而另一個(gè)直流-直流轉(zhuǎn)換器提供在3.3 V至21 V之間可調(diào)節(jié)的輸出電壓。
[0011]進(jìn)一步的，所述KNX控制器模塊內(nèi)部集成高能效直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器提供電源。
[0012]進(jìn)一步的，所述的KNX控制器模塊采用CorteX-M4系列處理器。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，供電與通訊復(fù)用總線，無需額外供電電源，采用高集成度的KNX實(shí)現(xiàn)電路和高性能的控制器，極大地提高了系統(tǒng)的集成度、擴(kuò)展性和信號(hào)的處理能力，具有較高的經(jīng)濟(jì)回報(bào)率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明所述高集成度的KNX傳輸控制裝置包含有順次連接的KNX總線接口模塊、KNX收發(fā)器模塊、KNX控制器模塊。所述KNX傳輸控制裝置通過所述的KNX總線接口模塊與KNX總線相連。
[0016]所述KNX總線接口模塊實(shí)現(xiàn)本裝置對(duì)KNX總線通訊供電的復(fù)用。
[0017]所述的KNX控制器模塊采用可編程的CorteX-M4系列處理器，實(shí)現(xiàn)對(duì)KNX收發(fā)器中寄存器的配置。內(nèi)部集成高能效直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器提供電源。具有高效的信號(hào)處理功能、低功耗、低成本和易于使用的優(yōu)點(diǎn)，最高主頻可達(dá)120MHz，其擁有充沛的存儲(chǔ)空間和豐富的各類資源，既解決了復(fù)雜應(yīng)用時(shí)普遍存在的ROM和RAM短缺的問題，又解決了系統(tǒng)持續(xù)改進(jìn)和功能擴(kuò)展的問題。
[0018]所述的KNX收發(fā)器模塊采用半雙工異步通信，工作于串口模式，實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換及信號(hào)的發(fā)送和接收。所述的KNX收發(fā)器模塊與KNX控制器的具有中斷功能的GP1腳相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)總線電壓、工作溫度、通訊的實(shí)時(shí)監(jiān)控。所述KNX收發(fā)器模塊集成度極高，支持在雙絞線網(wǎng)絡(luò)(TP1-256)總線上發(fā)射及接收數(shù)據(jù)，其內(nèi)置有20伏(V)穩(wěn)壓器及兩個(gè)高能效直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器。其中一個(gè)直流轉(zhuǎn)換器能提供3.3 V固定輸出電壓，而另一直流轉(zhuǎn)換器個(gè)提供在3.3 V至21 V之間可調(diào)節(jié)的輸出電壓。因此，所述的KNX傳輸控制裝置由KNX總線供電，所述的KNX控制器模塊則無需額外供電電源。所述KNX控制器模塊通過KNX收發(fā)器模塊將處理數(shù)據(jù)發(fā)送到KNX總線上。
[0019]下面對(duì)各個(gè)模塊的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
[0020]1.KNX總線接口模塊 KNX總線接口模塊包括順次連接的KNX總線接口單元、防雷保護(hù)單元、電流保護(hù)單元、防靜電保護(hù)單元。
[0021]KNX總線接口單元:采用KNX總線EIB公頭端子接入到KNX總線公頭端子。
[0022]防雷保護(hù)單元:保護(hù)KNX總線通信電路防接觸雷及感應(yīng)雷保護(hù)，避免元器件在雷擊高壓情況下?lián)p壞。
[0023]電流保護(hù)單元:由于KNX總線被雷擊或接到高壓等情況下，保護(hù)KNX總線通信電路，避免元器件在大電流情況下?lián)p壞。
[0024]防靜電保護(hù)單元:由于KNX總線被人體接觸或者其它靜電情況下，保護(hù)KNX總線通信電路，避免元器件在靜電情況下?lián)p壞。
[0025]2.KNX收發(fā)器模塊
KNX收發(fā)器模塊包括順次連接的KNX總線收發(fā)單元、KNX轉(zhuǎn)串口橋單元、KNX串口收發(fā)單元。
[0026]KNX總線收發(fā)單元:KNX收發(fā)單元采用半雙工通信工作方式，在接收方式下，負(fù)責(zé)從KNX總線接收到KNX指令包然后解碼成數(shù)據(jù)包格式，在發(fā)送方式下，則把數(shù)據(jù)包格式編碼成KNX指令包文件通過KNX總線發(fā)送到KNX總線上的其它設(shè)備。
[0027]KNX轉(zhuǎn)串口橋單元:把KNX解碼后的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成串口報(bào)文，或者把串口報(bào)文轉(zhuǎn)換成KNX解碼后的數(shù)據(jù)包。
[0028]KNX串口收發(fā)單元:通過KNX串口發(fā)送單元把串口報(bào)文發(fā)送到控制器串口收發(fā)單元的串口接收單元，或者KNX串口接收單元接收到控制器的串口發(fā)送單元發(fā)送的串口報(bào)文。
[0029]3.KNX控制器模塊
包括順次連接的控制器串口收發(fā)單元、處理器內(nèi)核單元，所述處理器內(nèi)核單元還與時(shí)鐘單元、復(fù)位單元、ROM單元、RAM單元連接。
[0030]控制器串口收發(fā)單元:通過控制器串口發(fā)送單元把串口報(bào)文發(fā)送到KNX的串口接收單元，或者控制器串口接收單元接收到KNX的串口發(fā)送單元發(fā)送的串口報(bào)文。
[0031]處理器內(nèi)核單元:通過處理器串口接收單元進(jìn)行KNX指令算法處理，或者把算法指令通過處理器發(fā)送單元發(fā)送指令。
[0032]時(shí)鐘單元:負(fù)責(zé)為處理器提供時(shí)鐘，處理器在獲取到時(shí)鐘后，驅(qū)動(dòng)處理器內(nèi)部各單元進(jìn)行流水線工作。
[0033]復(fù)位單元:負(fù)責(zé)為處理器提供復(fù)位時(shí)序，處理后在獲取到復(fù)位時(shí)序信號(hào)后，驅(qū)動(dòng)處理器內(nèi)部各單元進(jìn)行流水線工作。
[0034]ROM單元:負(fù)責(zé)處理器對(duì)KNX數(shù)據(jù)保存及控制裝載軟件代碼的存儲(chǔ)。
[0035]RAM單元:負(fù)責(zé)對(duì)控制器軟件代碼的運(yùn)行處理。
[0036]所述防靜電保護(hù)單元與KNX總線收發(fā)單元連接，所述KNX串口收發(fā)單元與控制器串口收發(fā)單元連接。
[0037]下面對(duì)本發(fā)明的工作原理進(jìn)行說明。
[0038]接收狀態(tài):KNX總線接口單元從KNX總線接收指令包數(shù)據(jù)后通過防雷保護(hù)單元、電流保護(hù)單元、防靜電保護(hù)單元進(jìn)行電路保護(hù)后，又送到KNX總線收發(fā)單元的接收單元后解碼成數(shù)據(jù)包格式后送到KNX轉(zhuǎn)串口橋單元，所述KNX轉(zhuǎn)串口橋單元把KNX數(shù)據(jù)包文件轉(zhuǎn)換成串口報(bào)文后送到KNX串口收發(fā)單元，通過KNX串口發(fā)送單元把串口報(bào)文發(fā)送到KNX控制器串口收發(fā)單元的控制器串口接收單元后，又送到處理器內(nèi)核單元進(jìn)行指令算法處理及邏輯處理。
[0039]發(fā)送狀態(tài):處理器內(nèi)核單元在調(diào)用ROM單元代碼后在RAM單元進(jìn)行算法處理及邏輯處理，處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到控制器串口收發(fā)單元的發(fā)送單元，KNX串口收發(fā)單元的接收單元接收到數(shù)據(jù)后，又發(fā)送到KNX轉(zhuǎn)串口橋單元進(jìn)行把串口報(bào)文文件轉(zhuǎn)換為KNX數(shù)據(jù)包文件，KNX總線收發(fā)單元在發(fā)送模式下把KNX數(shù)據(jù)包文件編碼成KNX指令包文件后，又分別通過防靜電保護(hù)單元、電流保護(hù)單元、防雷保護(hù)單元對(duì)KNX總線電路進(jìn)行保護(hù)后，通過KNX總線接口單元發(fā)送KNX指令包數(shù)據(jù)到KNX總線上。
[0040]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，供電與通訊復(fù)用總線，無需額外供電電源，采用高集成度的KNX實(shí)現(xiàn)電路和高性能的控制器，極大地提高了系統(tǒng)的集成度、擴(kuò)展性和信號(hào)的處理能力，具有較高的經(jīng)濟(jì)回報(bào)率。
【權(quán)利要求】
1.一種高集成度的KNX傳輸控制裝置，其特征在于，包括順次連接的KNX總線接口模塊、KNX收發(fā)器模塊、KNX控制器模塊； KNX收發(fā)器模塊包括順次連接的KNX串口收發(fā)單元、KNX轉(zhuǎn)串口橋單元、KNX總線收發(fā)單元； 所述KNX總線接口模塊一端與KNX總線連接，另一端與KNX總線收發(fā)單元連接； KNX控制器模塊包括順次連接的控制器串口收發(fā)單元、處理器內(nèi)核單元，以及時(shí)鐘單元、復(fù)位單元、ROM單元、RAM單元,所述時(shí)鐘單元、復(fù)位單元、ROM單元、RAM單元分別與處理器內(nèi)核單元連接；KNX串口收發(fā)單元與控制器串口收發(fā)單元連接； 所述KNX總線接口模塊實(shí)現(xiàn)本裝置對(duì)KNX總線通訊供電的復(fù)用； 所述KNX收發(fā)器模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)KNX總線電壓、工作溫度、通訊的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及電平轉(zhuǎn)換、信號(hào)的發(fā)送和接收；其中，KNX串口收發(fā)單元用于把串口報(bào)文發(fā)送到控制器或者接收到控制器發(fā)送的串口報(bào)文；KNX轉(zhuǎn)串口橋單元用于KNX解碼后的數(shù)據(jù)及串口報(bào)文的相互轉(zhuǎn)換；KNX總線收發(fā)單元在接收方式下，負(fù)責(zé)從KNX總線接收到KNX指令包然后解碼成數(shù)據(jù)包格式，在發(fā)送方式下，則把數(shù)據(jù)包格式編碼成KNX指令包文件通過KNX總線發(fā)送到KNX總線上的其它設(shè)備； 所述KNX控制器模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)KNX收發(fā)器中寄存器的配置。
2.如權(quán)利要求1所述的高集成度的KNX傳輸控制裝置，其特征在于，所述KNX總線接口模塊包括防雷保護(hù)單元，KNX總線接口單元，所述KNX總線收發(fā)單元、防雷保護(hù)單元順次連接，防雷保護(hù)單元與KNX總線收發(fā)單元連接。
3.如權(quán)利要求2所述的高集成度的KNX傳輸控制裝置，其特征在于，所述KNX總線接口模塊還包括電流保護(hù)單元，KNX總線接口單元、防雷保護(hù)單元、電流保護(hù)單元順次連接，電流保護(hù)單元與KNX總線收發(fā)單元連接。
4.如權(quán)利要求3所述的高集成度的KNX傳輸控制裝置，其特征在于， 所述KNX總線接口模塊還包括防靜電保護(hù)單元，KNX總線接口單元、防雷保護(hù)單元、電流保護(hù)單元、防靜電保護(hù)單元順次連接，防靜電保護(hù)單元與KNX總線收發(fā)單元連接。
5.如權(quán)利要求1所述的高集成度的KNX傳輸控制裝置，其特征在于，KNX收發(fā)器模塊內(nèi)置有20伏穩(wěn)壓器及兩個(gè)高能效直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中一個(gè)直流-直流轉(zhuǎn)換器提供3.3 V固定輸出電壓，而另一個(gè)直流-直流轉(zhuǎn)換器提供在3.3 V至21 V之間可調(diào)節(jié)的輸出電壓。
6.如權(quán)利要求5所述的高集成度的KNX傳輸控制裝置，其特征在于，所述KNX控制器模塊內(nèi)部集成高能效直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器提供電源。
7.如權(quán)利要求1所述的高集成度的KNX傳輸控制裝置，其特征在于，所述的KNX控制器模塊采用Cortex-M4系列處理器。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK104391461SQ201410566244
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】王小強(qiáng) 申請(qǐng)人:四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司