CN112327722A - 一种多接口通信控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多接口通信控制装置和方法，控制芯片可通过多个通信接口同时向多个子级控制模块发送控制命令，以使每个子级控制模块分别执行接收到的控制指令，适用于各类具有子级控制模块的设备如相控阵天线，能满足对相控阵天线等设备进行分布式控制的需求，且当需要控制新的子级控制模块时，将该新的子级控制模块连接通信接口即可实现控制，简单方便，第二芯片还接收并处理从至少一个通信接口所返回的数据，将处理后的数据发送至控制芯片，以降低控制芯片的单位时间内的数据处理量，进一步保证控制芯片能及时向各子级控制模块分发控制指令，而且本发明的一种多接口通信控制装置可做成PCB板，体积小，不会增大相控阵天线等设备的体积。

Description

一种多接口通信控制装置和方法

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种多接口通信控制装置和方法。

背景技术

目前，相控阵天线应用原来越广泛，且随着相控阵天线越来越大型化，其天线单元也逐渐增多，***复杂度也越来越高，一般而言，相控阵天线多采用集中式的控制组合，通过控制组合来控制多个天线单元，但随着天线单元数量的日益增多，其控制组合的体积越来越大，相控阵天线内很难找到一个完整的空间来安装，若强行安装控制组合后，会导致相控阵天线的体积越来越大，而且，控制组合需根据每个相控阵天线的需要进行针对性设置，不符合目前对相控阵天线进行分布式控制的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种多接口通信控制装置和方法。

本发明的一种多接口通信控制装置的技术方案如下：

包括控制芯片、第二芯片和多个用于连接子级控制模块的通信接口；

所述控制芯片用于通过任一通信接口向该通信接口连接的子级控制模块发送控制指令，以使该子级控制模块执行所述控制指令；

所述第二芯片用于接收并处理从至少一个通信接口所返回的数据，并将处理后的数据发送至所述控制芯片。

本发明的一种多接口通信控制装置的有益效果如下：

控制芯片可通过多个通信接口同时向多个子级控制模块发送控制命令，以使每个子级控制模块分别执行接收到的控制指令，适用于各类具有子级控制模块的设备如相控阵天线，能满足对相控阵天线等设备进行分布式控制的需求，且当需要控制新的子级控制模块时，将该新的子级控制模块连接通信接口即可实现控制，简单方便，其中，第二芯片还接收并处理从至少一个通信接口所返回的数据，将处理后的数据发送至控制芯片，以降低控制芯片的单位时间内的数据处理量，进一步保证控制芯片能及时向各子级控制模块分发控制指令，而且本发明的一种多接口通信控制装置可做成PCB板，体积小，不会增大相控阵天线等设备的体积。

在上述方案的基础上，本发明的一种多接口通信控制装置还可以做如下改进。

进一步，所述控制芯片还用于：在通过任一通信接口向该通信接口连接的子级控制模块发送控制指令之前，向该子级控制模块发送测试包，当接收到该子级控制模块发送的反馈信息后，向该子级控制模块发送控制指令。

采用上述进一步方案的有益效果是：在通过任一通信接口向该通信接口连接的子级控制模块发送控制指令之前，控制芯片通过发送测试包的方式，以确定通信接口与子级控制模块之间的通信链路是否正常，以便于子级控制模块能接收到控制指令，更好地实现对子级控制模块的控制。

进一步，当任一子级控制模块在预设时间内没有接收到控制指令时，所述控制芯片还用于控制该子级控制模块进行休眠状态。

采用上述进一步方案的有益效果是：当任一子级控制模块在预设时间内没有接收到控制指令时，控制芯片控制该子级控制模块进行休眠状态，降低能耗。

进一步，所述控制芯片还用于按照预设频率向每个处于休眠状态的子级控制模块发送心跳包。

采用上述进一步方案的有益效果是：控制芯片通过发送心跳包以确定控制芯片分别至每个处于休眠状态的子级控制模块之间的通信链路是否可靠，以便于处于休眠状态的子级控制模块能及时被唤醒。

进一步，所述控制芯片还用于：在所述控制芯片向任一处于休眠状态的子级控制模块发送控制指令之前，将唤醒命令发送至该处于休眠状态的子级控制模块。

采用上述进一步方案的有益效果是：在在所述控制芯片向任一处于休眠状态的子级控制模块发送控制指令之前，先将处于休眠状态的子级控制模块唤醒，以便于接收控制芯片发送的控制指令。

进一步，所述多个通信接口包括光纤接口、网线接口、串口和FMC连接器。

进一步，还包括温度传感器和湿度传感器，所述控制芯片还用于接收所述温度传感器所采集的温度数据，以及接收所述湿度传感器所采集的湿度数据。

本发明的一种多接口通信控制方法应用于上述第一种多接口通信控制装置，其技术方案如下：

S1、所述控制芯片通过任一通信接口向该通信接口连接的子级控制模块发送控制指令，以使该子级控制模块执行所述控制指令；

S2、所述第二芯片接收并处理从至少一个通信接口所返回的数据，并将处理后的数据发送至所述控制芯片。

本发明的一种多接口通信控制方法的有益效果如下：

控制芯片可通过多个通信接口同时向多个子级控制模块发送控制命令，以使每个子级控制模块分别执行接收到的控制指令，适用于各类具有子级控制模块的设备如相控阵天线，能满足对相控阵天线等设备进行分布式控制的需求，且当需要控制新的子级控制模块时，将该新的子级控制模块连接通信接口即可实现控制，简单方便，其中，第二芯片还接收并处理从至少一个通信接口所返回的数据，将处理后的数据发送至控制芯片，以降低控制芯片的单位时间内的数据处理量，进一步保证控制芯片能及时向各子级控制模块分发控制指令。

本发明的一种多接口通信控制方法应用于上述的多接口通信控制装置，其技术方案如下：

S01、所述控制芯片在通过任一通信接口向该通信接口连接的子级控制模块发送控制指令之前，向该子级控制模块发送测试包，当接收到该子级控制模块发送的反馈信息后，向该子级控制模块发送控制指令，以使该子级控制模块执行所述控制指令；

S02、所述第二芯片接收并处理从至少一个通信接口所返回的数据，并将处理后的数据发送至所述控制芯片。

本发明的一种多接口通信控制方法的有益效果如下：

控制芯片可通过多个通信接口同时向多个子级控制模块发送控制命令，以使每个子级控制模块分别执行接收到的控制指令，适用于各类具有子级控制模块的设备如相控阵天线，能满足对相控阵天线等设备进行分布式控制的需求，且当需要控制新的子级控制模块时，将该新的子级控制模块连接通信接口即可实现控制，简单方便，其中，第二芯片还接收并处理从至少一个通信接口所返回的数据，将处理后的数据发送至控制芯片，以降低控制芯片的单位时间内的数据处理量，进一步保证控制芯片能及时向各子级控制模块分发控制指令，而且，在通过任一通信接口向该通信接口连接的子级控制模块发送控制指令之前，控制芯片通过发送测试包的方式，以确定通信接口与子级控制模块之间的通信链路是否正常，以便于子级控制模块能接收到控制指令，更好地实现对子级控制模块的控制。

附图说明

图1为本发明实施例的一种多接口通信控制装置的结构示意图之一；

图2为本发明实施例的一种多接口通信控制装置的结构示意图之二；

图3为本发明实施例的一种多接口通信控制方法的流程示意图之一；

图4为本发明实施例的一种多接口通信控制方法的流程示意图之二。

具体实施方式

如图1所示，本发明实施例的一种多接口通信控制装置，包括控制芯片100、第二芯片110和多个用于连接子级控制模块的通信接口；

所述控制芯片100用于通过任一通信接口向该通信接口连接的子级控制模块发送控制指令，以使该子级控制模块执行所述控制指令；

所述第二芯片110用于接收并处理从至少一个通信接口所返回的数据，并将处理后的数据发送至所述控制芯片100。

控制芯片100可通过多个通信接口同时向多个子级控制模块发送控制命令，以使每个子级控制模块分别执行接收到的控制指令，适用于各类具有子级控制模块的设备如相控阵天线，能满足对相控阵天线等设备进行分布式控制的需求，且当需要控制新的子级控制模块时，将该新的子级控制模块连接通信接口即可实现控制，简单方便，其中，第二芯片110还接收并处理从至少一个通信接口所返回的数据，将处理后的数据发送至控制芯片100，以降低控制芯片100的单位时间内的数据处理量，进一步保证控制芯片100能及时向各子级控制模块分发控制指令，而且本发明的一种多接口通信控制装置可做成PCB板，体积小，不会增大相控阵天线等设备的体积。

其中，子级控制模块可理解其用于控制相控阵天线的任一天线单元的控制器或控制端等，以三个通信接口以及三个子级控制模块为例进行说明，具体地：

三个通信接口分别为第一通信接口120、第二通信接口130和第三通信接口140，三个子级控制模块分别为第一子级控制模块150、第二子级控制模块160和第三子级控制模块170，其中，控制模块分别连接第一通信接口120、第二通信接口130和第三通信接口140，第一通信接口120连接第一子级控制模块150，第二通信接口130连接第二子级控制模块160，第三通信接口140连接第三子级控制模块170，第三通信接口140还连接第二芯片110，第二芯片110连接控制芯片100，那么：

控制芯片100通过第一通信接口120向第一子级控制模块150发送控制指令，第一子级控制模块150执行该控制指令，即控制天线单元等做成相应的动作如旋转等，或获取天线单元等的数据例如角度等；同理，控制芯片100通过第二通信接口130向第二子级控制模块160发送控制指令，控制芯片100通过第三通信接口140向第三子级控制模块170发送控制指令，第二子级控制模块160和第三子级控制模块170执行各自接收到的控制指令，其中，控制芯片100的控制指令可由用户直接发出，或者，控制芯片100接收并转发上一层芯片或上一层服务器所发出的控制指令；

可以理解的是，当子级控制模块执行控制命令时，有时需要向控制芯片100反馈数据，例如，当第一子级控制模块150接收控制指令时，可将已接收到控制命令的消息反馈至控制芯片100，此时，控制芯片100可确认第一子级控制模块150已接收控制指令；再例如，第三子级控制模块170接收控制命令并根据该控制指令控制天线单元旋转5°，那么第三子级控制模块170将控制天线单元已旋转5°的消息数据发送至控制芯片100，但是：

若存在大量数据要反馈至控制芯片100时，会增加控制芯片100在单位时间内的数据处理量，因此，第三子级控制模块170接收第三子级控制模块170将控制天线单元已旋转5°的消息数据，并对该消息数据进行解析等处理后，再将解析处理后的工作发送至控制芯片100，降低控制芯片100的单位时间内的数据处理量，进一步保证控制芯片100能及时向各子级控制模块分发控制指令，可以理解的是，控制芯片100可将控制指令发送至第二芯片110，通过第二芯片110转发至相应的子级控制模块。

将本申请的一种多接口通信控制装置可印制在尺寸为190mm×80mm的高速电路板上，将高速电路板进行封装后的尺寸为200mm×200×35mm，体积小，不会增大相控阵天线等设备的体积，便于应用，且根据实际情况，可制作成更小体积。

其中，控制芯片100和第二芯片110可采用具有ARM内核的Zynq-7000系列Soc，可裸核工作也可安装linux或者vxworks操作***工作，编程可采用C语言，大大简化了用户的开发过程，提高开发效率。

其中，所述多个通信接口包括光纤接口、网线接口、串口和FMC连接器206。

其中，所述多个通信接口包括光纤接口、网线接口、串口和FMC连接器206。具体地：

1)控制芯片100和/或第二芯片110通过光纤接口接收子级控制模块通过光网络返回的数据，控制芯片100和/或第二芯片110通过光纤接口，并利用光网络向子级控制模块发送控制指令，光网络采用标准网络协议，可以连接光路由器，方便组网；

2)控制芯片100和/或第二芯片110通过网线接口接收子级控制模块通过电网络返回的数据，控制芯片100和/或第二芯片110通过光纤接口，并利用电网络向子级控制模块发送控制指令；

其中，电网络可为2路或多路千兆网络，可实现高速电网络通信；

3)控制芯片100和/或第二芯片110通过串口例如同步串口和异步串口接收子级控制模块返回的数据，控制芯片100和/或第二芯片110通过串口向子级控制模块发送控制指令；

其中，同步串口或者异步串口有2组或多组，可以与一些不要高速传输数据的设备连接；

4)控制芯片100和/或第二芯片110通过FMC连接器206接收子级控制模块返回的数据，控制芯片100和/或第二芯片110通过FMC连接器206向子级控制模块发送控制指令；

较优地，在上述技术方案中，还包括温度传感器和湿度传感器，所述控制芯片100还用于接收所述温度传感器所采集的温度数据，以及接收所述湿度传感器所采集的湿度数据；

较优地，在上述技术方案中，还包括电压传感器和电压监测芯片，其中，电压传感器的数量可设置多个，分别连接不同的通信接口等，将各通信接口的电压值发送至电压监测芯片，当电压监测芯片监测到有异常的电压值时，向用户进行提醒。

如图2所示，在另外一个实施例中，多个通信接口包括串口200、多个网络接口201、第一光纤接口202、第二光纤接口204、第三光纤接口205和FMC连接器206，还包括三个传感器，分别为第一传感器207、第二传感器208和第三传感器209，具体地：

第二芯片110分别连接串口和控制芯片100，其中，网线接口201依次连接第一变换器212、第一以太网收发器210和控制芯片100，和/或，网线接口201依次连接第二变换器213、第二以太网收发器211和控制芯片100，其中，第一光纤接口202通过第二以太网收发器211连接到控制芯片100，第二光纤接口204直接连接控制芯片100，第三光纤接口205直接连接控制芯片100，或，第三光纤接口205通过I2C总线连接I2CHUB后，再连接至控制芯片100，FMC连接器206直接连接控制芯片100，或，FMC连接器206通过I2C总线连接I2CHUB，第一传感器207通过I2CHUB连接至控制芯片100，第二传感器208和第三传感器209直接连接控制芯片100；

其中，串口200的型号为J30V2-25，网线接口的型号为HJ30J-24，第一变换器212和第二变换器213的型号均为HX5084FN，第一以太网收发器210和第二以太网收发器211的型号均为88E1512，FMC连接器206为FMC接口扩展插座，有4路GTX和100HR自定义IO，第一传感器201为温湿度传感器，第二传感器208为温度传感器，第三传感器209为电压传感器，也可根据实际情况进行调整。

较优地，在上述技术方案中，所述控制芯片100还用于：在通过任一通信接口向该通信接口连接的子级控制模块发送控制指令之前，向该子级控制模块发送测试包，当接收到该子级控制模块发送的反馈信息后，向该子级控制模块发送控制指令。

在通过任一通信接口向该通信接口连接的子级控制模块发送控制指令之前，控制芯片100通过发送测试包的方式，以确定通信接口与子级控制模块之间的通信链路是否正常，以便于子级控制模块能接收到控制指令，更好地实现对子级控制模块的控制。

较优地，在上述技术方案中，当任一子级控制模块在预设时间内没有接收到控制指令时，所述控制芯片100还用于控制该子级控制模块进行休眠状态。

当任一子级控制模块在预设时间内没有接收到控制指令时，控制芯片100控制该子级控制模块进行休眠状态，降低能耗。

较优地，在上述技术方案中，所述控制芯片100还用于按照预设频率向每个处于休眠状态的子级控制模块发送心跳包。

控制芯片100通过发送心跳包以确定控制芯片100分别至每个处于休眠状态的子级控制模块之间的通信链路是否可靠，当处于休眠状态的子级控制模块向控制芯片100发送反馈数据时，则通信链路可靠，以便于处于休眠状态的子级控制模块能及时被唤醒。

较优地，在上述技术方案中，所述控制芯片100还用于：在所述控制芯片100向任一处于休眠状态的子级控制模块发送控制指令之前，将唤醒命令发送至该处于休眠状态的子级控制模块。

在在所述控制芯片100向任一处于休眠状态的子级控制模块发送控制指令之前，先将处于休眠状态的子级控制模块唤醒，以便于接收控制芯片100发送的控制指令。

如图3所示，本发明实施例的一种多接口通信控制方法，包括如下步骤：

S1、所述控制芯片100通过任一通信接口向该通信接口连接的子级控制模块发送控制指令，以使该子级控制模块执行所述控制指令；

S2、所述第二芯片110接收并处理从至少一个通信接口所返回的数据，并将处理后的数据发送至所述控制芯片100。

控制芯片100可通过多个通信接口同时向多个子级控制模块发送控制命令，以使每个子级控制模块分别执行接收到的控制指令，适用于各类具有子级控制模块的设备如相控阵天线，能满足对相控阵天线等设备进行分布式控制的需求，且当需要控制新的子级控制模块时，将该新的子级控制模块连接通信接口即可实现控制，简单方便，其中，第二芯片110还接收并处理从至少一个通信接口所返回的数据，将处理后的数据发送至控制芯片100，以降低控制芯片100的单位时间内的数据处理量，进一步保证控制芯片100能及时向各子级控制模块分发控制指令。

如图4所示，本发明实施例的一种多接口通信控制方法，包括如下步骤：

S01、所述控制芯片100在通过任一通信接口向该通信接口连接的子级控制模块发送控制指令之前，向该子级控制模块发送测试包，当接收到该子级控制模块发送的反馈信息后，向该子级控制模块发送控制指令，以使该子级控制模块执行所述控制指令；

S02、所述第二芯片110接收并处理从至少一个通信接口所返回的数据，并将处理后的数据发送至所述控制芯片100。

控制芯片100可通过多个通信接口同时向多个子级控制模块发送控制命令，以使每个子级控制模块分别执行接收到的控制指令，适用于各类具有子级控制模块的设备如相控阵天线，能满足对相控阵天线等设备进行分布式控制的需求，且当需要控制新的子级控制模块时，将该新的子级控制模块连接通信接口即可实现控制，简单方便，其中，第二芯片110还接收并处理从至少一个通信接口所返回的数据，将处理后的数据发送至控制芯片100，以降低控制芯片100的单位时间内的数据处理量，进一步保证控制芯片100能及时向各子级控制模块分发控制指令，而且，在通过任一通信接口向该通信接口连接的子级控制模块发送控制指令之前，控制芯片100通过发送测试包的方式，以确定通信接口与子级控制模块之间的通信链路是否正常，以便于子级控制模块能接收到控制指令，更好地实现对子级控制模块的控制。

在上述各实施例中，虽然对步骤进行进行了编号S1、S2等，但只是本申请给出的具体实施例，本领域的技术人员可根据实际情况对调整S1、S2等的执行顺序，此也在本发明的保护范围内，可以理解，在一些实施例中，可以包含如上述各实施方式中的部分或全部。

在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种多接口通信控制装置，其特征在于，包括控制芯片、第二芯片和多个用于连接子级控制模块的通信接口；

所述控制芯片用于通过任一通信接口向该通信接口连接的子级控制模块发送控制指令，以使该子级控制模块执行所述控制指令；

所述第二芯片用于接收并处理从至少一个通信接口所返回的数据，并将处理后的数据发送至所述控制芯片。

2.根据权利要求1所述的一种多接口通信控制装置，其特征在于，所述控制芯片还用于：在通过任一通信接口向该通信接口连接的子级控制模块发送控制指令之前，向该子级控制模块发送测试包，当接收到该子级控制模块发送的反馈信息后，向该子级控制模块发送控制指令。

3.根据权利要求2所述的一种多接口通信控制装置，其特征在于，当任一子级控制模块在预设时间内没有接收到控制指令时，所述控制芯片还用于控制该子级控制模块进行休眠状态。

4.根据权利要求3所述的一种多接口通信控制装置，其特征在于，所述控制芯片还用于按照预设频率向每个处于休眠状态的子级控制模块发送心跳包。

5.根据权利要求4所述的一种多接口通信控制装置，其特征在于，所述控制芯片还用于：在向任一处于休眠状态的子级控制模块发送控制指令之前，将唤醒命令发送至该处于休眠状态的子级控制模块。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种多接口通信控制装置，其特征在于，所述多个通信接口包括光纤接口、网线接口、串口和FMC连接器。

7.根据权利要求1至5任一项所述的一种多接口通信控制装置，其特征在于，还包括温度传感器和湿度传感器，所述控制芯片还用于接收所述温度传感器所采集的温度数据，以及接收所述湿度传感器所采集的湿度数据。

8.一种多接口通信控制方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的一种多接口通信控制装置，包括：

S1、所述控制芯片通过任一通信接口向该通信接口连接的子级控制模块发送控制指令，以使该子级控制模块执行所述控制指令；

S2、所述第二芯片接收并处理从至少一个通信接口所返回的数据，并将处理后的数据发送至所述控制芯片。

9.一种多接口通信控制方法，其特征在于，应用于权利要求2至7任一项所述的一种多接口通信控制装置，包括：

S01、所述控制芯片在通过任一通信接口向该通信接口连接的子级控制模块发送控制指令之前，向该子级控制模块发送测试包，当接收到该子级控制模块发送的反馈信息后，向该子级控制模块发送控制指令，以使该子级控制模块执行所述控制指令；

S02、所述第二芯片接收并处理从至少一个通信接口所返回的数据，并将处理后的数据发送至所述控制芯片。

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