[發(fā)明專利]串行通信網(wǎng)關(guān)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010102053.6
• 申請(qǐng)日: 2010-01-28
• 公開（公告）號(hào): CN101895462A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁亞軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 袁亞軍
• 主分類號(hào): H04L12/56
• 分類號(hào): H04L12/56;H04L29/12;H04L12/66
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 金碎平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通信網(wǎng)關(guān)，尤其涉及一種串行通信網(wǎng)關(guān)。

背景技術(shù)

以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)串行總線是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域常用的通信方式，實(shí)際上，無論是場(chǎng)總線還是工業(yè)以太網(wǎng)，都已經(jīng)形成了多標(biāo)準(zhǔn)并存的局面，目前世界上存在著大約四十余種現(xiàn)場(chǎng)總線，如法國(guó)的FIP，英國(guó)的ERA，德國(guó)西門子公司Siemens的ProfiBus，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemounr公司的HART，CarloGarazzi公司的Dupline，丹麥ProcessData公司的P-net，PeterHans公司的F-Mux，以及ASI(ActraturSensorInterface)，MODBus，SDS，Arcnet，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織-基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF：FieldBusFoundat?ion，WorldFIP，BitBus，美國(guó)的DeviceNet與ControlNet等等。這些現(xiàn)場(chǎng)總線大都用于過程自動(dòng)化、醫(yī)藥領(lǐng)域、加工制造、交通運(yùn)輸、國(guó)防、航天、農(nóng)業(yè)和樓宇等領(lǐng)域，在協(xié)議轉(zhuǎn)換、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接入過程中，網(wǎng)關(guān)起著重要作用。

目前常用的串行通信網(wǎng)關(guān)包括連接上位機(jī)的以太網(wǎng)通信端口和連接下位機(jī)的串行通信端口，串行通信網(wǎng)關(guān)一般都是根據(jù)目的站地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，由于常用的工控協(xié)議繁多，采用數(shù)據(jù)透明轉(zhuǎn)發(fā)，串行通信網(wǎng)關(guān)只需要對(duì)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)串行總線作簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)端口轉(zhuǎn)換，不需要具體解析數(shù)據(jù)，因此可以連接各種現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，保證網(wǎng)關(guān)具有良好的擴(kuò)展功能。

上述的串行通信網(wǎng)關(guān)，由于以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)串行總線的傳輸速率一般不匹配，整個(gè)通信網(wǎng)關(guān)的速率受限于傳輸速率最慢的的通信端口，為了保證數(shù)據(jù)不丟包，串行通信網(wǎng)關(guān)一般都要使用消息隊(duì)列做緩沖。隨著通信要求的不斷提高，在保證網(wǎng)關(guān)具有良好的擴(kuò)展功能的同時(shí)，有必要提供常用通信數(shù)據(jù)的快速交換。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種串行通信網(wǎng)關(guān)，既能擴(kuò)展支持多種協(xié)議，又能保證常用數(shù)據(jù)的快速交換。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種串行通信網(wǎng)關(guān)，包括連接上位機(jī)的以太網(wǎng)通信端口和連接下位機(jī)的串行通信端口，其中，所述網(wǎng)關(guān)和所述下位機(jī)統(tǒng)一編號(hào)，所述網(wǎng)關(guān)包括配置模塊，提供網(wǎng)關(guān)地址、本地?cái)?shù)據(jù)區(qū)和目的站/串行端口路徑配置；數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，收發(fā)以太網(wǎng)通信端口和串行通信端口的數(shù)據(jù)包，所述數(shù)據(jù)包包括目的站地址、數(shù)據(jù)地址和數(shù)據(jù)值；預(yù)解析模塊，提取數(shù)據(jù)包中的目的站地址；數(shù)據(jù)透明轉(zhuǎn)發(fā)模塊，若數(shù)據(jù)包中的目的站地址不是網(wǎng)關(guān)地址，根據(jù)數(shù)據(jù)包中的目的站地址和端口路徑配置轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包至相應(yīng)端口；數(shù)據(jù)解析模塊，若數(shù)據(jù)包中的目的站地址是網(wǎng)關(guān)地址，根據(jù)數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)地址和本地?cái)?shù)據(jù)區(qū)處理該數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)值。

上述的串行通信網(wǎng)關(guān)，其中，所述本地?cái)?shù)據(jù)區(qū)為所述配置模塊提供的靜態(tài)配置數(shù)據(jù)區(qū)。

上述的串行通信網(wǎng)關(guān)，其中，所述本地?cái)?shù)據(jù)區(qū)為所述配置模塊提供的動(dòng)態(tài)配置數(shù)據(jù)區(qū)，所述預(yù)解析模塊提取數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)地址，若所述數(shù)據(jù)地址不屬于本地?cái)?shù)據(jù)區(qū)，暫存該數(shù)據(jù)包，在一定閾值內(nèi)，若收齊不同端口對(duì)該數(shù)據(jù)地址的讀寫請(qǐng)求，則動(dòng)態(tài)分配該數(shù)據(jù)地址至本地?cái)?shù)據(jù)區(qū)。

上述的串行通信網(wǎng)關(guān)，其中，若數(shù)據(jù)包中的目的站地址同時(shí)指定所述串行通信網(wǎng)關(guān)和下位機(jī)，所述數(shù)據(jù)透明轉(zhuǎn)發(fā)模塊轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)包至消息隊(duì)列，當(dāng)消息隊(duì)列長(zhǎng)度超過閾值時(shí)，所述數(shù)據(jù)解析模塊依次采用本地?cái)?shù)據(jù)區(qū)處理消息隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包直至消息隊(duì)列長(zhǎng)度小于閾值。

上述的串行通信網(wǎng)關(guān)，其中，所述本地?cái)?shù)據(jù)區(qū)為內(nèi)存數(shù)據(jù)區(qū)，所述網(wǎng)關(guān)定時(shí)備份本地?cái)?shù)據(jù)區(qū)至固定存儲(chǔ)設(shè)備，重啟后從固定存儲(chǔ)設(shè)備恢復(fù)本地?cái)?shù)據(jù)區(qū)。

本發(fā)明對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果：本發(fā)明提供的串行通信網(wǎng)關(guān)，通過數(shù)據(jù)透明轉(zhuǎn)發(fā)模塊擴(kuò)展支持多種協(xié)議，通過本地?cái)?shù)據(jù)區(qū)又能保證常用數(shù)據(jù)的快速交換，兼顧了協(xié)議擴(kuò)展和快速數(shù)據(jù)交換。此外，本發(fā)明的串行通信網(wǎng)關(guān)還可以同時(shí)使用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊和本地?cái)?shù)據(jù)交換功能并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信速率自動(dòng)調(diào)整數(shù)據(jù)交換方式。

附圖說明

圖1是本發(fā)明串行通信網(wǎng)關(guān)連接示意圖；

圖2是本發(fā)明串行通信網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是本發(fā)明串行通信網(wǎng)關(guān)主流程圖；

圖4是本發(fā)明串行通信網(wǎng)關(guān)動(dòng)態(tài)分配本地?cái)?shù)據(jù)區(qū)流程圖；

圖5是本發(fā)明利用本地?cái)?shù)據(jù)區(qū)快速交換數(shù)據(jù)示意圖；

圖6是本發(fā)明利用數(shù)據(jù)透明轉(zhuǎn)發(fā)模塊交換數(shù)據(jù)示意圖。

圖中：

11上位機(jī)???????????????12串行通信網(wǎng)關(guān)

13下位機(jī)???????????????21配置模塊