[發明專利]網關協議、網關設備及電氣設備控制系統

有效

• 申請號: 201210088257.8
• 申請日: 2012-03-29
• 公開（公告）號: CN103368908A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 葉華;陳春偉
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L12/66
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張天舒

技術領域

本發明涉及電氣設備控制技術領域，特別涉及一種網關協議、網關設備及電氣設備控制系統。

背景技術

在電氣設備控制系統中，為減少系統接線并提高系統的可靠性，通常采用設備網(DeviceNet)連接系統中的各設備節點。圖1為一種電氣設備控制系統的網絡拓撲結構的示意圖，如圖1所示，網絡拓撲結構包括：上位機、設備網集線器(DeviceNet?Hub)、設備網設備和串口設備，上位機作為設備網的主站節點，其余設備作為設備網的從站節點。在實際使用過程中，由于部分設備不含設備網接口，例如：串口設備，因此為了方便這些不含設備網接口的設備能夠連接到設備網中，需要在不含設備網接口的設備與設備網之間添加網關設備，通過該網關設備完成網關協議的轉換。其中，網關設備可以為可編程邏輯控制器(Programmable?Logic?Controller，簡稱：PLC)或者嵌入式設備。

為了保證設備網和串口設備之間能夠進行正常的協議轉換，需要制定網關協議以保證協議轉換的正確。圖2為RS232協議和設備網協議轉換的示意圖，如圖2所示，當上位機有數據需要發送給串口設備時，上位機先向網關設備發送設備網輸出報文，該設備網輸出報文包括ID字段、數據長度字段、串口輸出數據字段和結束符字段。其中ID字段為報文流水號，數據長度字段用于表示實際輸出數據的長度，串口輸出數據字段為輸出給串口設備的實際輸出數據，結束符字段為數據結束的標志。網關設備在接收到設備網輸出報文后，將ID字段、數據長度字段和結束符字段去除得到RS232輸出數據，并將RS2323輸出數據通過RS232網絡發送到串口設備，其中，該RS232輸出數據包括串口輸出數據字段。串口設備在返回應答數據時，通過RS232網絡將RS232輸入數據發送到網關設備，該RS232輸入數據包括串口輸入數據字段。網關設備在接收到RS232輸入數據之后，在串口輸入數據字段的頭部加上ID字段和數據長度字段以及在串口輸入數據字段的尾部加上結束符字段得到設備網輸入報文，并通過設備網將設備網輸入報文發送給上位機，其中，串口輸入數據字段為輸入給上位機的實際輸入數據。

圖3為圖2中RS232協議和設備網協議轉換的一種實例的示意圖，如圖3所示，上位機通過設備網向網關設備發送設備網輸出報文①，設備網輸出報文的ID字段為03、數據長度字段為06、串口輸出數據字段為53434F313030以及結束符字段為FF。網關設備在接收到設備網輸出報文后，將設備網輸出報文的ID字段、數據長度字段和結束符字段去除得到RS232輸出數據②，并將RS232輸出數據②發送給串口設備，其中，該RS232輸出數據包括串口輸出數據字段，串口輸出數據字段為53434F313030。串口設備在接收到RS232輸出數據②后通過RS232將RS232輸入數據③發送給網關設備，其中，RS232輸入數據③包括串口輸入數據字段，該串口輸入數據字段為53434F。網關設備在接收到RS232輸入數據③后，在RS232輸入數據③中的串口輸入數據字段頭部加上ID字段03和數據長度字段03以及在串口輸入數據的尾部加上結束符字段FF得到設備網輸入報文④，并通過設備網將設備網輸入報文④發送給上位機，其中，設備網輸入報文④為030353434FFF。上位機在接收到串口設備的回復后，將ID字段更新為04，并發送下一個設備網輸出報文⑤，該設備網輸出報文⑤為0406534354323030FF。其中，串口輸出數據字段中的53434F為輸出指令字段以及313030為輸出數據字段，串口輸入數據字段中的53434F為輸入指令字段。

串口輸入數據字段和串口輸出數據字段需要采用ASCII字符來表示，即：每個串口輸入數據字段和串口輸出數據字段均由多位ASCII字符構成，例如圖3中的串口輸出數據字段53434F313030由6位ASCII字符構成，并且串口輸入數據字段和串口輸出數據字段均是不定長度的。而根據設備網協議的要求，在通信過程中通過設備網傳輸的設備網輸出報文和設備網輸入報文都必須是定長的，因此為了滿足設備網協議的要求，串口輸出數據字段的字段長度必須設置為大于或者等于最長串口輸出數據字段的字段長度，串口輸入數據字段的字段長度也必須設置為大于或者等于最長串口輸入數據字段的字段長度，而且，設備網輸出報文和設備網輸入報文都是采用ASCII碼表示。這就造成設備網輸入報文和設備網輸出報文的長度變得非常的冗長，特別是當一個網關設備下掛多個串口設備時，容易導致通過設備網傳輸的報文的長度成倍增加，使設備網通信的數據量增大，從而引起設備網通信時間變長、通信效率降低以及設備網的實時性降低。

發明內容