工控多協(xié)議通訊轉(zhuǎn)換器的研究與開發(fā).pdf

1、在當今的工業(yè)控制領域中，一個工業(yè)控制網(wǎng)絡中的各個設備的接口往往是比較復雜的，網(wǎng)絡中的設備經(jīng)常使用各種不同的總線接口。與此同時，在各種總線之上又有各種不同的標準或者非標準的應用層協(xié)議。這使得使用不同總線標準的設備，在同一個工業(yè)控制網(wǎng)絡中互相通信變得更加困難。因此，為了滿足不同總線接口、不同協(xié)議規(guī)范的需要，研究具有廣泛兼容性的軟硬件協(xié)議轉(zhuǎn)換器具有現(xiàn)實意義。
　　本文針對傳統(tǒng)RS485轉(zhuǎn)CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換器在響應時間慢、轉(zhuǎn)發(fā)方式單一，難以適

2、應特定的工業(yè)現(xiàn)場的不足，本文提出了三種協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)方式：透明傳輸、數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)、存儲轉(zhuǎn)發(fā)，滿足了不同的應用場景。結(jié)合工業(yè)控制網(wǎng)絡當中經(jīng)常用到的總線標準及其上層應用協(xié)議，本文設計并實現(xiàn)了支持CAN總線和RS485總線的多應用層協(xié)議工控通訊網(wǎng)關。通過對不同總線和應用層協(xié)議的分析，完成了嵌入式通訊網(wǎng)關的軟硬件設計與開發(fā)。該協(xié)議轉(zhuǎn)換器以Cortex-M0系列LPC11C14為控制核心，相繼完成了CAN接口模塊、RS485接口模塊、供電電路模塊等硬件設

3、計。在完成硬件環(huán)境的基礎上，相繼完成了軟件系統(tǒng)的主程序模塊、CAN通訊模塊、RS485通訊模塊等。其中主通訊模塊主要實現(xiàn)了多種協(xié)議的轉(zhuǎn)換功能，以及三種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方式；CAN通訊模塊以硬件協(xié)議、CANopen協(xié)議、iCAN協(xié)議為研究對象，實現(xiàn)了CAN總線的多協(xié)議通訊；RS485通訊模塊以硬件協(xié)議、Modbus-RTU協(xié)議、Modbus-ASCII協(xié)議為研究對象，實現(xiàn)了RS485總線的通訊。完成了對協(xié)議轉(zhuǎn)換器一致性測試，證明了該協(xié)議轉(zhuǎn)換器的可