基于Modbus-TCP協(xié)議的工業(yè)以太網(wǎng)通信適配器的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、我國(guó)智能電網(wǎng)、智慧城市的快速建設(shè)對(duì)工業(yè)自動(dòng)化水平提出了更高的要求，建立統(tǒng)一的通信網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。廣泛使用的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議在兼容性、通信距離及速率方面已經(jīng)不能滿足要求，而以太網(wǎng)的快速發(fā)展為解決這一問(wèn)題提供了新的契機(jī)，借鑒現(xiàn)場(chǎng)總線快速恢復(fù)和安全性高的優(yōu)點(diǎn)解決以太網(wǎng)關(guān)鍵問(wèn)題，使兩種技術(shù)取長(zhǎng)補(bǔ)短，相互融合，最終逐步統(tǒng)一到工業(yè)以太網(wǎng)，這代表了工控系統(tǒng)最新的發(fā)展趨勢(shì)。
　　Modbus/TCP協(xié)議是現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)逐步融合

2、的突出代表，最具有發(fā)展前景。本文致力于解決Modbus串行總線和Modbus/TCP工業(yè)以太網(wǎng)之間的互連、互通問(wèn)題，設(shè)計(jì)并研制了一款基于Modbus/TCP協(xié)議的工業(yè)以太網(wǎng)通信適配器。
　　首先，本文論述了課題研究的背景和意義，介紹了Modbus/TCP工業(yè)以太網(wǎng)通信適配器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)技術(shù)；并對(duì)Modbus現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議及工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的架構(gòu)及通信機(jī)理開展了研究，為后續(xù)工作的開展提供了理論依據(jù)。
　　然后，在理論

3、研究支撐的基礎(chǔ)上，以模塊化設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)了通信適配器的支撐硬件及核心軟件。該適配器硬件以飛思卡爾 HCS12系列16位單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)了MCU模塊電路、電源驅(qū)動(dòng)電路、EIA-485串口驅(qū)動(dòng)電路、以太網(wǎng)接口驅(qū)動(dòng)電路、復(fù)位及晶振電路、通信狀態(tài)指示電路；軟件以C語(yǔ)言為編程語(yǔ)言、以Codewarrior5.1為開發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)了MC9S12NE64初始化模塊、OpenTCP協(xié)議棧模塊、以太網(wǎng)及Modbus串口通信模塊、通信參數(shù)配置模塊。通過(guò)適配器