[發(fā)明專利]一種基于DeviceNet-Modbus的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210160775.6
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN102710622A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳在平;賈超
• 申請（專利權(quán)）人: 天津理工大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06
• 代理公司: 天津佳盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)自動控制與數(shù)據(jù)通訊技術(shù)領(lǐng)域，涉及到兩種工業(yè)通訊協(xié)議DeviceNet和Modbus之間協(xié)議轉(zhuǎn)換的裝置，適用于Modbus設(shè)備接入DeviceNet網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。

背景技術(shù)

現(xiàn)場總線技術(shù)滿足了工業(yè)控制系統(tǒng)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化的要求，并且以其開放性、高效率與高可靠性引起了越來越多的現(xiàn)場總線用戶和自動化設(shè)備廠商的密切關(guān)注，多家公司和機構(gòu)推出了各自的現(xiàn)場總線協(xié)議，并且均占有一定的市場份額。然而，各個現(xiàn)場總線之間是互不兼容的，這給用戶和生產(chǎn)商對現(xiàn)場總線技術(shù)的推廣應(yīng)用帶來了很大的負面影響。

近年來，已經(jīng)有好多機構(gòu)嘗試推出一種統(tǒng)一的現(xiàn)場總線標準或者將某一種現(xiàn)場總線標準作為統(tǒng)一標準的計劃，但是由于每種現(xiàn)場總線都有一個或者幾個大公司在背后支持，這些公司為了各自的商業(yè)利益，都把自己提出的現(xiàn)場總線協(xié)議當做優(yōu)先的標準。因此，提出一種統(tǒng)一的現(xiàn)場協(xié)議標準逐漸成為理論上的可能。

目前國際上有40多種開放型的現(xiàn)場總線標準，但只有少數(shù)幾種優(yōu)異的現(xiàn)場總線獲得了較廣泛的應(yīng)用，這其中就包括DeviceNet和Modbus。

近年來，國內(nèi)工業(yè)現(xiàn)場的許多設(shè)備都具有RS-232、RS-485或者是RS-422串行通信硬件接口，采用自定義的簡單通信協(xié)議或者Modbus協(xié)議來實現(xiàn)通信功能，但其中多數(shù)并不具備作為DeviceNet從站進行通信的功能。所以研究設(shè)計一種把Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換成DeviceNet協(xié)議的裝置具有重要的研究意義和應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是解決如何將帶有Modbus接口設(shè)備接入DeviceNet網(wǎng)絡(luò)中，使之具有作為DeviceNet從站通信功能的問題，提出一種實時、高速、高效可實現(xiàn)DeviceNet總線與Modbus總線間報文轉(zhuǎn)換的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置。

本發(fā)明提供的基于DeviceNet-Modbus的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，包括：

DeviceNet接口電路：用于接收、發(fā)送并分析處理DeviceNet主站和DeviceNet接口電路中的微處理器轉(zhuǎn)換過來的DeviceNet數(shù)據(jù)信息；

Modbus接口電路：用于接收DeviceNet接口電路中的微處理器轉(zhuǎn)換后發(fā)送來的Modbus命令，并且發(fā)送Modbus設(shè)備響應(yīng)報文給DeviceNet接口電路中的微處理器；

參數(shù)設(shè)置電路：用于設(shè)置通信裝置的通信波特率及總線節(jié)點號，并實時反映通信裝置的工作狀態(tài)及通信狀態(tài)；

其中，所述的DeviceNet接口電路部分包括：

微處理器：用于向Modbus接口電路發(fā)送Modbus命令并且回應(yīng)Modbus命令給DeviceNet接口電路，接收參數(shù)設(shè)置電路中的撥碼開關(guān)電路所提供的數(shù)據(jù)，并控制參數(shù)設(shè)置電路中的模塊與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)電路的指示燈狀態(tài)；初始化通信對象并有效處理報文信息，解析所接收的DeviceNet總線報文并對將要發(fā)送的報文打包，以符合DeviceNet協(xié)議規(guī)范；

獨立式CAN控制器：與微處理器雙向連接，用于接收總線報文并向總線發(fā)送符合CAN協(xié)議的報文；按照CAN規(guī)范對總線數(shù)據(jù)進行和過濾，提高本裝置的通信效率。

CAN總線收發(fā)器：通過光耦與獨立式CAN控制器雙向連接，用于實現(xiàn)通信裝置與總線電平之間的轉(zhuǎn)換；

數(shù)據(jù)擴展存儲器：與微處理器雙向連接，用于存儲大量的通信過程數(shù)據(jù)及I/O數(shù)據(jù)。

所述的Modbus接口電路部分包括：

RS-485總線收發(fā)器SN75LBC184：與DeviceNet接口電路中的微處理器通過TXD和RXD雙向連接，用于接收DeviceNet接口電路中的微處理器發(fā)送來的Modbus命令，并且發(fā)送Modbus設(shè)備響應(yīng)報文給DeviceNet接口電路中的微處理器以便進行協(xié)議的轉(zhuǎn)換。

所述的參數(shù)設(shè)置電路包括：

撥碼開關(guān)電路：與DeviceNet接口電路中的微處理器雙向連接，用于設(shè)置通信裝置的通信波特率及總線節(jié)點號；

模塊與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)電路：與DeviceNet接口電路中的微處理器雙向連接，用于實時反映通信裝置的工作狀態(tài)及通信狀態(tài)。

其中所述的基于DeviceNet-Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置：提出了協(xié)議轉(zhuǎn)換工作的總體流程，并且提出了訪問協(xié)議轉(zhuǎn)換應(yīng)用對象的顯式報文處理方法和處理由于兩種總線通信速率不同導(dǎo)致的節(jié)點頻繁超時的軟件設(shè)計方法，并基于該方法設(shè)計了軟件功能塊，使本裝置可以可靠的實現(xiàn)兩種協(xié)議的轉(zhuǎn)換。

本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果：