[實用新型]工業以太網協議轉換器

有效

• 申請號: 201220722060.0
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN203135924U
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 陸儉國;任世彬;劉國興;李奎;王麗麗;張軍;韓松;張添琦;陳思敏
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L29/08;H04L12/40
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 胡安朋

技術領域

本實用新型的技術方案涉及數字信息傳輸的數據開關網絡，具體地說是工業以太網協議轉換器。

背景技術

網絡技術的迅猛發展引發了自動控制領域的深刻技術變革，以現場總線和工業以太網技術為代表的網絡控制技術是現代自動控制技術與信息網絡技術相結合的產物，是信息化帶動工業化的重點研發方向。目前網絡控制技術正從傳統的現場總線網絡控制技術向工業以太網網絡控制技術方向發展。利用以太網一系列現成的協議，并在應用層加上工業通信需要的協議，滿足了現今工業通信的要求。

CN200510027275.5公開了“一種Modbus與DeviceNet間的協議轉換方法”，給出了一種Modbus與DeviceNet間的協議轉換方法。CN200720063832.3披露了“一種通用串口到CAN總線接口的轉化器”，給出了一種CAN接口設備和串口設備互聯通信的方法。在上述現有技術中涉及將Modbus網絡與Devicenet網絡和CAN總線網絡互聯的方法，但Devicenet網絡和CAN總線網絡通信速率低、接入節點數受限，不能滿足Modbus網絡上現場設備高速和實時通信的要求。CN201639591U報道了一種嵌入式協議轉換器功能的工業以太網交換機，該機體安裝空間大、成本高和安裝不便。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是：提供工業以太網協議轉換器，將Modbus?RTU網絡與以太網網絡互聯，利用以太網的優點實現了Modbus?RTU網絡上現場設備高速和實時通信，同時克服了現有技術安裝空間大、成本高和安裝不便的缺點。

本實用新型解決該技術問題所采用的技術方案是：工業以太網協議轉換器，包括硬件和軟件兩部分，其中硬件部分由MCU模塊、電源模塊、RS485串行接口模塊、以太網接口模塊、外擴存儲器、通信狀態指示模塊和復位及晶振電路構成；上述部件的電路連接關系是：電源模塊連接到MCU模塊和RS485串行接口模塊；MCU模塊又分別與RS485串行接口模塊、以太網接口模塊、外擴存儲器、通信狀態指示模塊和復位及晶振電路互連；其中軟件部分包括在單片機內嵌入的OpenTCP協議棧和在單片機內嵌入的HTTP網頁協議兩部分；上述硬件部分以MCU為核心器件，通過RS485串行接口模塊實現與Modbus網絡的連接，通過以太網接口模塊實現與工業以太網的連接，所有硬件部分相互配合使Modbus網絡與工業以太網信息相通。

上述工業以太網協議轉換器，所述電源摸塊，包括作為電源主輸入的DC24V輸入、DC24V-DC5V隔離電源和DC5V-DC3.3V穩壓芯片。

上述工業以太網協議轉換器，所述RS485串行接口模塊，包括RS485收發芯片和RS485端子。

上述工業以太網協議轉換器，所述以太網接口模塊，包括以太網網絡變壓器和RJ45接口。

上述工業以太網協議轉換器，所述外擴存儲器，其類型是EEPROM。

上述工業以太網協議轉換器，所述通信狀態指示模塊，包括狀態/電源、速率/連接、以太網收發和485收發四個雙色狀態指示燈。

上述工業以太網協議轉換器，所述的復位及晶振電路，其中包括單片機內部自帶上電復位模塊及軟件復位模塊，晶振電路選用25.000M晶振為單片機提供所需主頻時鐘。

上述工業以太網協議轉換器，所述軟件部分中的軟件程序的總流程是：開始→中斷初始化→串口及以太網初始化→主芯片初始化→建立OpenTCP協議棧→以太網端是否收到數據？啟動以太網轉Modbus模塊→同否；Modbus端是否收到數據？啟動Modbus轉以太網模塊→同否；是否觸發參數配置中斷？進入配置模式→同否；返回以太網端是否收到數據？

上述工業以太網協議轉換器，所述軟件部分中的軟件程序的總流程中的啟動以太網轉Modbus模塊的流程是：

開始→建立TCP連接→本協議轉換器偵聽502端口→上位機是否發來數據？返回本協議轉換器繼續偵聽502端口；以太網中斷→解析數據包→是否為TCP報文類型？丟棄收到的報文→返回本協議轉換器繼續偵聽502端口；MCU處理TCP報文，提取PDU→MCU串口中斷，發送Modbus?RTU幀至下位機→結束。

上述工業以太網協議轉換器，所述軟件部分中的軟件程序的總流程中的進入配置模式的流程是：

開始→讀取或修改串口及以太網各參數？讀取EEPROM中各參數→將各參數值返回至上位機→結束；擦除EEPROM中參數，將修改值存入其中→重新初始化串口及以太網→結束。