專利名稱：一種MODBUS/TCP與DeviceNet的協(xié)議轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換器，具體是 MODBUS/TCP工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議與DeviceNet現(xiàn)場總線協(xié)議的轉(zhuǎn)換。
背景技術(shù)：
近20多年來，隨著通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(3C技術(shù))的飛速 發(fā)展，工業(yè)自動化控制領(lǐng)域也得到了迅速的促進(jìn)和改革。如何將現(xiàn)代通信技術(shù) 成功地應(yīng)用到工業(yè)自動化控制領(lǐng)域，是目前控制々面的熱點(diǎn)問題。
隨著控制技術(shù)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是Intemet技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使 得現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)與企業(yè)信息網(wǎng)集成實(shí)現(xiàn)工廠監(jiān)控一體化成為大 勢所趨。將以太網(wǎng)技術(shù)與現(xiàn)場總線技術(shù)相結(jié)合，可以避免現(xiàn)場總線技術(shù)游離于 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展主流之外，使現(xiàn)場總線技術(shù)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主流技 術(shù)很好地結(jié)合起來，形成現(xiàn)場總線技術(shù)和.一般計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相互促進(jìn)的局面。
現(xiàn)場總線是應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場、在微機(jī)化測量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行多 節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的系統(tǒng)，也被稱為開放式、數(shù)字化、多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。 現(xiàn)場總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)多種多樣，國際電工委員會(IEC)于2000年公布通過了 IEC61158現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，容納了8種互不兼容的控制層協(xié)議和三種設(shè)備級現(xiàn)場 總線標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)場總線具有實(shí)時性好、穩(wěn)定性f等優(yōu)點(diǎn)，但是普遍通信速率較低， 如DeviceNet(設(shè)備網(wǎng))現(xiàn)場總線的最高通信速率只能達(dá)到500kbps。這在通常的 工業(yè)控制場合還可以滿足應(yīng)用的需要，但是要想進(jìn)一步提高控制系統(tǒng)的性能， 如傳輸視頻、音頻等多媒體數(shù)據(jù)時，就成為發(fā)展的瓶頸。為此，人們考慮采用 一種統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來解決這些問題。以太網(wǎng)是商業(yè)領(lǐng)域里普遍采用的局域網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合TCP/IP協(xié)議，構(gòu)成了因特
網(wǎng)的基礎(chǔ)，成為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，.其通信速率最低也可達(dá)到10Mbps， 并且具有廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。于是以太網(wǎng)在實(shí)時控制中的應(yīng)用一時成為了研究熱 點(diǎn)，很多大公司和科研機(jī)構(gòu)紛紛推出了各自的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議。工業(yè)以太網(wǎng)有 其自身的優(yōu)勢，但是用在底層設(shè)備中還存在著諸如實(shí)時性、本質(zhì)安全性等問題, 所以目前主要還是應(yīng)用在企業(yè)信息管理層。而在底層還是采用現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)， 這就存在著設(shè)備層和信息層的銜接問題。，
各個大公司為了維護(hù)自身利益，搶占市場份額，都推出了與自身協(xié)議兼容 的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，如美國Rockwdl公司基于控制與信息協(xié)議(CIP)推出了DeviceNet、 Controlnet、 Ethemet/IP的三層體系結(jié)構(gòu)。法國施耐德公司推出"透明工廠"的 概念，在底層采用MODBUS現(xiàn)場總線呵絡(luò)，在信息層采用MODBUS/TCP工業(yè) 以太網(wǎng)，層次間基于相同的功能碼連接。這些體系結(jié)構(gòu)雖然實(shí)現(xiàn)了工業(yè)以太網(wǎng) 和現(xiàn)場總線間的互連，但是各個層次的通信網(wǎng)絡(luò)都是基于自身相同的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。 這種封閉的狀況給用戶帶來了很大的不便，在系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)改造時受到了許 多的限制。若能實(shí)現(xiàn)不同協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)換， 既能滿足底層設(shè)備網(wǎng)絡(luò)實(shí)時性等要求，又能滿足信息層網(wǎng)絡(luò)高速率、大容量的 需要，還可以解決不同協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的通信網(wǎng)絡(luò)的兼容性問題，將會具有非常大的 實(shí)際意義。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，考慮到目前企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為 infranet-intrenet-internet結(jié)構(gòu)，而工業(yè)以太網(wǎng)主要應(yīng)用在intrenet層，在底層仍采 用現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，通過本實(shí)用新型提供一種MODBUS/TCP與DeviceNet的協(xié)議 轉(zhuǎn)換器，能實(shí)現(xiàn)不同協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)換，達(dá)到對工業(yè)控制領(lǐng)域不同層次網(wǎng)絡(luò)相互通信尚rt速率、實(shí)時性、兼容性的目的。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是， 一種MODBUS/TCP與 DeviceNet的協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其包括如下部分
工業(yè)以太網(wǎng)接口模塊其內(nèi)部包括有與以太網(wǎng)連接的以太網(wǎng)接口，用來處 理工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的協(xié)議處理單元，雙端口存儲器及網(wǎng)卡隔離部分，其中雙端 口存儲器被分成輸入?yún)^(qū)、輸出區(qū)和郵箱區(qū)；
現(xiàn)場總線通訊適配器模塊其內(nèi)部包括有與DeviceNet現(xiàn)場總線連接的現(xiàn) 場總線接口，用來處理DeviceNet現(xiàn)場總線協(xié)議的協(xié)議處理單元，雙端口存儲 器及光耦合部分，其中雙端口存儲器被分成輸入?yún)^(qū)、輸出區(qū)和郵箱區(qū)，在輸入 區(qū)和輸出區(qū)中建立與各個從節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的映射區(qū)；
協(xié)議轉(zhuǎn)換微處理器(主控部分)其釆用DSP信號處理芯片，在此采用 TI公司的定點(diǎn)芯片TMS320VC5509，分別與工業(yè)以太網(wǎng)接口模塊和現(xiàn)場總線通 訊適配器接口模塊連接，負(fù)責(zé)與工業(yè)以太網(wǎng)接口模塊和現(xiàn)場總線通訊適配器模 塊通訊，并負(fù)責(zé)兩種協(xié)議應(yīng)用層的轉(zhuǎn)換工作；
靜態(tài)存儲器(RAM):用來作為數(shù)據(jù)存儲器存儲從節(jié)點(diǎn)的過程數(shù)據(jù)；
所述協(xié)議轉(zhuǎn)換微處理器通過串行外曙境口連接帶有看門狗功能的電可擦除 存儲器(EEPROM):用來存儲微處理器內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)、DeviceNet網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)信 息和節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息；
所述協(xié)議轉(zhuǎn)換微處理器、工業(yè)以太網(wǎng)接口模塊、現(xiàn)場總線通訊適配器模塊 和靜態(tài)存儲器之間通過內(nèi)部總線連接。
作為優(yōu)選方案，現(xiàn)場總線通訊適配器模塊以SJA IOOO為現(xiàn)場總線協(xié)議處理 單元，工業(yè)以太網(wǎng)接口模塊以RTL8019為工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議處理單元。本實(shí)用新型的工作原理是，由于DeviceNet是一種面向?qū)ο蟮膽?yīng)用層協(xié)議， 而Modbus僅是一種數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，它們在物理層采用不同的規(guī)范，在數(shù)據(jù) 鏈路層采用不同的介質(zhì)訪問方式。為了實(shí)現(xiàn)兩種協(xié)議的轉(zhuǎn)換，協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置需 要滿足兩種協(xié)議物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的要求。因此協(xié)議轉(zhuǎn)換器既要實(shí)現(xiàn) DeviceNet主節(jié)點(diǎn)的功能，又要實(shí)現(xiàn)MODBUS/TCP工業(yè)以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)功能，即分 別采用能夠?qū)崿F(xiàn)DeviceNet主節(jié)點(diǎn)功能的現(xiàn)場總線通訊適配器模塊和能夠?qū)崿F(xiàn) MODBUS/TCP服務(wù)器(Server)功能的工業(yè)以太網(wǎng)接口模塊來實(shí)現(xiàn)這兩種功能。 綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了不同協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò) 之間的轉(zhuǎn)換，滿足了底層設(shè)備網(wǎng)絡(luò)實(shí)時性要求和信息層網(wǎng)絡(luò)高速率、大容量的 需要，同時也解決了不同協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的通信網(wǎng)絡(luò)的兼容性問題，對控制領(lǐng)域的現(xiàn) 場設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通訊起到了一定的功能上的提高。本實(shí)用新型達(dá)到了 MODBUS/TCP和DeviceNet協(xié)議轉(zhuǎn)換的實(shí)時性、高速率和兼容性的要求。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和工作原理作詳細(xì)的描述

圖1是實(shí)施例所述協(xié)議轉(zhuǎn)換器的總體硬件結(jié)構(gòu)示意圖2是實(shí)施例所述協(xié)議轉(zhuǎn)換器的硬件原理圖3是實(shí)施例所述統(tǒng)一報文模型；
圖4是協(xié)議轉(zhuǎn)換方法的原理框圖5是協(xié)議轉(zhuǎn)換的軟件實(shí)現(xiàn)流程圖6是實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具體實(shí)施方式
參照圖l，為了滿足通訊實(shí)時性要求，協(xié)議轉(zhuǎn)換微處理器CPU選用TI公司的高速信號處理芯片DSP 5509，負(fù)責(zé)與工業(yè)以太網(wǎng)接口模塊和現(xiàn)場總線通訊適 配器模塊通訊，并負(fù)責(zé)兩種協(xié)議應(yīng)用層的轉(zhuǎn)換工作。工業(yè)以太網(wǎng)接口模塊處理 MODBUS/TCP工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，現(xiàn)場總線通訊適配器模塊處理DeviceNet現(xiàn)場 總線協(xié)議。協(xié)議轉(zhuǎn)換微處理器、工業(yè)以太網(wǎng)接口模塊、現(xiàn)場總線通訊適配器模 塊、靜態(tài)存儲器之間通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部總線連接。采用帶有看門狗功能的 電可擦除存儲器(EEPROM)存儲協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置的運(yùn)行參數(shù)、DeviceNe倆絡(luò)的組 網(wǎng)信息和節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息。靜態(tài)存儲器(RAM)作為數(shù)據(jù)存儲器存儲從節(jié)點(diǎn)的過程 數(shù)據(jù)。
其中本實(shí)施例中DeviceNet主節(jié)點(diǎn)接口模塊以SJA 1000為CAN協(xié)議處理芯 片，實(shí)現(xiàn)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能。在應(yīng)用層封裝了DeviceNet對象模型，可實(shí) 現(xiàn)主節(jié)點(diǎn)的大部分功能。模塊提供標(biāo)準(zhǔn)DeviceNet現(xiàn)場總線接口，協(xié)議轉(zhuǎn)換器可 通過該接口與DeviceNet現(xiàn)場總線連接。模塊內(nèi)部的DeviceNet協(xié)議處理單元可 實(shí)現(xiàn)DeviceNet協(xié)議。模塊提供了雙端口存儲器與協(xié)議轉(zhuǎn)換微處理器接口，雙端 口存儲器被分成輸入?yún)^(qū)、輸出區(qū)和郵箱區(qū)，在輸入?yún)^(qū)和輸出區(qū)中可建立與各個 從節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的映射區(qū)，微處理器可通過輸入?yún)^(qū)向各個從節(jié)點(diǎn)寫入過程輸出數(shù)據(jù)， 通過輸出區(qū)獲得各從節(jié)點(diǎn)的過程輸入數(shù)據(jù)，通過郵箱區(qū)設(shè)置現(xiàn)場總線接口模塊 的運(yùn)行參數(shù)，對DeviceNet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組網(wǎng)彩奪，讀取各個從節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)。
工業(yè)以太網(wǎng)接口模塊提供標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口 ，協(xié)議轉(zhuǎn)換器可通過該接口與以 太網(wǎng)連接。模塊內(nèi)部以芯片RTL8019為工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議處理單元，可實(shí)現(xiàn) MODBUS/TCP工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議。模塊提供了雙端口存儲器與微處理器接口，雙 端口存儲器被分成輸入?yún)^(qū)、輸出區(qū)和郵箱區(qū)，微處理器可通過輸入?yún)^(qū)向接口模 塊寫入各個從節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)和過程數(shù)瑪，可通過輸出區(qū)獲得以太網(wǎng)信息層發(fā) 送的各類型報文，可通過郵箱區(qū)設(shè)置接口模塊運(yùn)行參數(shù)，讀取其運(yùn)行狀態(tài)。參照圖2，為協(xié)議轉(zhuǎn)換器的整體具體硬件實(shí)施電路圖，以主芯片DSP5509、 SJA 1000和RTL8019為主要的硬件電路，將工業(yè)以太網(wǎng)接口模塊和現(xiàn)場總線通 訊適配器模塊連接在以DSP5509為處理器的電路中，以達(dá)到通過RJ45傳上來的 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)和通過82C250收發(fā)器傳上來的CAN總線數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和流通。在電 路的設(shè)計中同時考慮到了以太網(wǎng)控制器與RJ45的隔離，以及CAN控制器與 CAN總線的光耦合等。
首先，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通過RJ45下傳(或數(shù)據(jù)經(jīng)此上傳至以太網(wǎng))，經(jīng)20F001 網(wǎng)卡隔離變壓器(將網(wǎng)卡芯片送出來的差分信號用差模耦合的線圈耦合濾波以 增強(qiáng)信號)隔離后聯(lián)至網(wǎng)絡(luò)控制芯片RTL8019進(jìn)行協(xié)議處理，再將處理后的數(shù) 據(jù)送到微處理器DSP 5509，完成這一部分的協(xié)議轉(zhuǎn)換，其中RTL8019采用+SV 供電，選用20MHz晶振提供基準(zhǔn)時鐘，芯片地址信號使能引腳AEN與主處理 器5509片選引腳TCK相連，電路選擇以16位數(shù)據(jù)總線寬度與主處理器通信，芯 片數(shù)據(jù)總線D0:D15接主處理器數(shù)據(jù)總線D0:D15，芯片地址總線A0:A5接主處理 器地址總線A0:A5， RST復(fù)位接處理器GPI02，此外，中斷端接至5509的INT1 進(jìn)行中斷處理。
另外，DSP5509接至CAN處理芯片SJA 1000，進(jìn)行DeviceNet協(xié)議處理，
其功能是在建立統(tǒng)一的報文格式基礎(chǔ)上，完成兩種協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換。通過光耦 合6N137使適配器內(nèi)部與外部隔離，經(jīng)過CAN收發(fā)器82C250和CAN協(xié)議芯片實(shí) 現(xiàn)DeviceNet的協(xié)議接收和發(fā)送。芯片SJA IOOO是專門的CAN控制芯片，多路地 址/數(shù)據(jù)總線接至出處理器的AO: A7， ALE接5509的TCK，片選引腳CS接至5509 的GPIOl，同時用DSP 5509的INT0做中斷時用。
參照圖3，因在應(yīng)用層上，DeviceNet協(xié)議采用基于對象模型的描述，而 MODBUS/TCP工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議基于功能碼實(shí)現(xiàn)命令，為了實(shí)現(xiàn)基于不同協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS/TCP工業(yè)以太網(wǎng)和DeviceNet現(xiàn)場總線間應(yīng)用層協(xié)議的轉(zhuǎn)換，協(xié) 議轉(zhuǎn)換器需要建立統(tǒng)一的報文模型，保證各種報文有效通訊。
參照圖4、 5所示，協(xié)議轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)流程為首先利用預(yù)定義主/從連接組， 將協(xié)議轉(zhuǎn)換器作為DeviceNet的一個從站，另一方面又作為MODBUS/TCP的 主站。軟件由頭文件、初始化程序、功能子程序和主程序組成。軟件對與硬件 接口的部分進(jìn)行了比較獨(dú)立的設(shè)計，而主程序和功能子程序主要用來實(shí)現(xiàn)協(xié)議 的實(shí)現(xiàn)及格式相互轉(zhuǎn)化，為將來的硬件改型和可能的協(xié)議修改提供了較大的便 利。
軟件整體結(jié)構(gòu)如圖5所示。包括如下步驟
(1) 讀取電可擦除存儲器中運(yùn)行參數(shù)，對協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置初始化；
(2) 等待工業(yè)以太網(wǎng)模塊產(chǎn)生中斷，獲得DeviceNet網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)信息，對DeviceNet 網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)；
(3) 讀取DeviceNet網(wǎng)絡(luò)中各個從節(jié)點(diǎn)工作狀態(tài)；
(4) 等待中斷，判斷中斷類別
如果是工業(yè)以太網(wǎng)接口模塊產(chǎn)生中斷，調(diào)用中斷處理子程序，根據(jù)報文標(biāo) 識符判斷報文類型，分別進(jìn)行處理；
如果是現(xiàn)場總線模塊產(chǎn)生中斷，讀取從節(jié)點(diǎn)過程數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)寫入工業(yè) 以太網(wǎng)接口模塊；
如果是定時中斷，讀取各從節(jié)點(diǎn)工作狀態(tài)并更新電可擦除存儲器中的節(jié)點(diǎn) 工作狀態(tài)標(biāo)識區(qū)；
(5) 重復(fù)步驟(3)和(4)，循環(huán)運(yùn)行。
DSP 5509從工業(yè)以太網(wǎng)模塊接收的報文分為六種，以不同的報文標(biāo)識 (message ID)識別報文類型(1)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)配置報文中包含了針對DeviceNet網(wǎng)絡(luò)中各個從節(jié)點(diǎn)的 配置信息。包含從節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)地址(MAC1D)、廠商號(vendor)、產(chǎn)品類型(product type)、產(chǎn)品碼(productcode)、與主節(jié)點(diǎn)的通訊方式、在現(xiàn)場總線接口模塊雙端 口存儲器輸入、輸出區(qū)中開辟映射區(qū)的大小等參數(shù)。每一幀報文針對一個從節(jié) 點(diǎn)配置信息，在最后一幀報文的末尾加上報文結(jié)束標(biāo)識符，以便于DSP5509判 斷處理。
(2)裝置運(yùn)行參數(shù)報文中包含了裝置鄰玲化時需要的參數(shù)。包括DSP5509與 工業(yè)以太網(wǎng)接口模塊間的雙端口存儲器中輸入?yún)^(qū)和輸出區(qū)的大小，對工業(yè)以太 網(wǎng)接口模塊的初始化參數(shù),DSP5509與現(xiàn)場總線接口模塊間的雙端口存儲器中 輸入?yún)^(qū)和輸出區(qū)的大小，對現(xiàn)場總線接口模塊初始化參數(shù)，定時器中斷的定時
周期等參數(shù)。
(3) 節(jié)點(diǎn)開/關(guān)報文用來通知DSP5509關(guān)甲某些節(jié)點(diǎn)或重新啟動某些節(jié)點(diǎn)。 節(jié)點(diǎn)MACID標(biāo)志區(qū)中有8個字節(jié)，共64位，當(dāng)某一位是l時表示關(guān)閉該位對應(yīng) MAC ID地址的節(jié)點(diǎn)。當(dāng)某一位是O時表示重新啟動該位對應(yīng)MAC ID地址的節(jié)點(diǎn)。
(4) 讀節(jié)點(diǎn)狀態(tài)報文用來通知DSP 5509上傳某個或某些從節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀 態(tài)。節(jié)點(diǎn)MACID標(biāo)志區(qū)中有8個字節(jié)，共64位，當(dāng)某一位是l時表示需要讀取該 位對應(yīng)MAC ID地址的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)。
(5) 讀過程數(shù)據(jù)報文用來通知DSP 5509上傳某個或某些從節(jié)點(diǎn)的過程數(shù) 據(jù)。節(jié)點(diǎn)MACID標(biāo)志區(qū)中有8個字節(jié)，共64位，當(dāng)某一位是l時表示需要讀取該 位對應(yīng)MAC ID地址節(jié)點(diǎn)的過程數(shù)據(jù)。
(6) 寫過程數(shù)據(jù)報文用來通知DSP5509向某個從節(jié)點(diǎn)寫入過程數(shù)據(jù)。MAC ID標(biāo)識要寫入的從節(jié)點(diǎn)的地址，然后是要寫入的數(shù)據(jù)，最后是表示數(shù)據(jù)結(jié)束的標(biāo)識符。
DSP 5509向工業(yè)以太網(wǎng)接口模塊可寫入兩類報文 (l)從節(jié)點(diǎn)狀態(tài)上傳報文用來上傳各個從節(jié)點(diǎn)的工作狀態(tài)。節(jié)點(diǎn)狀態(tài)標(biāo)志
區(qū)中有8個字節(jié)，共64位，當(dāng)某一位是O時表示該位對應(yīng)MACID地址的節(jié)點(diǎn)狀 態(tài)正常，當(dāng)某一位是1時表示該位對應(yīng)MAC ID地址的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)異常。
(2)從節(jié)點(diǎn)過程數(shù)據(jù)上傳報文用來上傳某個從節(jié)點(diǎn)的過程數(shù)據(jù)。MACID標(biāo) 識從節(jié)點(diǎn)的地址，然后是要上傳的數(shù)據(jù)，最后是表示數(shù)據(jù)結(jié)束的標(biāo)識符。
為了驗(yàn)證協(xié)議轉(zhuǎn)換器的可行性，構(gòu)建如圖6所示的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)計算機(jī)內(nèi)的組 態(tài)軟件采用美國GE公司的iFIX組態(tài)軟件，使用該軟件內(nèi)嵌的MODBUS/TCP工 業(yè)以太網(wǎng)驅(qū)動程序MBE (Modbus Ethemet)來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置和管理，支持I/0數(shù)據(jù) 的通訊。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中掛接了兩個MODBUS/TCP工業(yè)以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和兩個 DeviceNet現(xiàn)場總線從站節(jié)點(diǎn)。系統(tǒng)運(yùn)行正常，上述協(xié)議轉(zhuǎn)換器中的各種報文和 各個節(jié)點(diǎn)I/0數(shù)據(jù)都能夠正常通訊，充分驗(yàn)證了MODBUS/TCP工業(yè)以太網(wǎng)和 DeviceNet現(xiàn)場總線間協(xié)議轉(zhuǎn)換器的可行性。
ii
權(quán)利要求1、一種MODBUS/TCP與DeviceNet的協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其特征是包括如下部分工業(yè)以太網(wǎng)接口模塊其內(nèi)部包括有與以太網(wǎng)連接的以太網(wǎng)接口，用來處理工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的協(xié)議處理單元，雙端口存儲器及網(wǎng)卡隔離部分；現(xiàn)場總線通訊適配器模塊其內(nèi)部包括有與DeviceNet現(xiàn)場總線連接的現(xiàn)場總線接口，用來處理DeviceNet現(xiàn)場總線協(xié)議的協(xié)議處理單元，雙端口存儲器及光耦合部分；協(xié)議轉(zhuǎn)換微處理器其采用DSP信號處理芯片TMS320VC5509，分別與工業(yè)以太網(wǎng)接口模塊和現(xiàn)場總線通訊適配器接口模塊連接；用來作為數(shù)據(jù)存儲器存儲從節(jié)點(diǎn)的過程數(shù)據(jù)的靜態(tài)存儲器；所述協(xié)議轉(zhuǎn)換微處理器、工業(yè)以太網(wǎng)接口模塊、現(xiàn)場總線通訊適配器模塊和靜態(tài)存儲器之間通過內(nèi)部總線連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述MODBUS/TCP與DeviceNet的協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其特 征是所述協(xié)議轉(zhuǎn)換微處理器通過串行外圍接口連接帶有帶看門狗功能的電可擦 除存儲器EEPROM。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述MODBUS/TCP與DeviceNet的協(xié)議轉(zhuǎn)換器， 其特征是所述現(xiàn)場總線通訊適配器模塊以芯片SJA 1000為其協(xié)議處理單元，工 業(yè)以太網(wǎng)接口模塊以RTL8019芯片為其協(xié)議處理單元。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種MODBUS/TCP和DeviceNet的協(xié)議轉(zhuǎn)換器，包括工業(yè)以太網(wǎng)接口模塊、現(xiàn)場總線通訊適配器模塊和協(xié)議轉(zhuǎn)換微處理器，所述協(xié)議轉(zhuǎn)換微處理器、工業(yè)以太網(wǎng)接口模塊、現(xiàn)場總線通訊適配器模塊和靜態(tài)存儲器之間通過內(nèi)部總線連接；其中工業(yè)以太網(wǎng)接口模塊包括有以太網(wǎng)接口，工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議處理單元、雙端口存儲器等；其中現(xiàn)場總線通訊適配器模塊包括有現(xiàn)場總線接口、現(xiàn)場總線協(xié)議處理單元、雙端口存儲器等。本實(shí)用新型建立了統(tǒng)一的報文模型，實(shí)現(xiàn)了兩者之間轉(zhuǎn)換的高速、大容量和實(shí)時性，由此提高了控制系統(tǒng)的靈活性和兼容性。
文檔編號H04L29/06GK201323598SQ200820210950
公開日2009年10月7日 申請日期2008年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月15日
發(fā)明者戴瑜興, 露 文, 莉 田, 石俊云, 燎 肖, 浩 陳 申請人:湖南省建筑工程集團(tuán)總公司