Modbus與TCP/IP協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)

多功能Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)

以自定義通信協(xié)議儀表上位機(jī)通信需求為背景,設(shè)計(jì)了基于msp430f249單片機(jī)的多功能modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換器。以mrl熱量表為例,介紹了儀表和熱量表間的數(shù)據(jù)通信方法,闡述了modbusrtu通信協(xié)議的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程;為擴(kuò)展系統(tǒng)功能,基于單片機(jī)自帶的12位a/d轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)了8通道的模擬量信號(hào)采集模塊;最后分析了提高系統(tǒng)可靠性、準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性等設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)。測(cè)試表明系統(tǒng)能夠和工業(yè)測(cè)控模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)接,同時(shí)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成modbusrtu格式上傳到上位機(jī)中。

為了實(shí)現(xiàn)rs-232/485通用串口設(shè)備接入modbus總線,設(shè)計(jì)了一種通用串口到modbusrtu的協(xié)議轉(zhuǎn)換器,以iap12c5a60s2單片機(jī)為主控制器;介紹了硬件結(jié)構(gòu)和電路實(shí)現(xiàn)方法,結(jié)合modbusrtu協(xié)議規(guī)范提出了軟件設(shè)計(jì)思想,分析協(xié)議轉(zhuǎn)換關(guān)鍵問(wèn)題并給出了解決辦法;最后,采用串口調(diào)試工具stc-isp和rcp-972儀表對(duì)協(xié)議轉(zhuǎn)換器進(jìn)行測(cè)試和分析,結(jié)果表明主設(shè)備發(fā)出命令幀后100ms內(nèi)收到協(xié)議轉(zhuǎn)換器回傳的數(shù)據(jù)幀,協(xié)議轉(zhuǎn)換器能夠正確實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換和報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)功能。

介紹了devicenet-modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)方法,即利用devicenet和modbus都采用部分iso/osi模型標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn),完成了devicenet和modbus兩種網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián),并介紹了其硬件設(shè)計(jì)和devicenet網(wǎng)絡(luò)基于僅限組2從站設(shè)備的軟件實(shí)現(xiàn)方法。最終測(cè)試證明本設(shè)備可以滿足實(shí)際需求。

傳統(tǒng)的bacnet/modbus網(wǎng)關(guān)只能通過(guò)數(shù)據(jù)共享來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換,無(wú)法在bacnet環(huán)境下直接識(shí)別modbus設(shè)備.研制了一種基于路由功能的bacnet/modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換器,在網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)modbus設(shè)備地址的解析和路由定向,在應(yīng)用層完成對(duì)modbus設(shè)備數(shù)據(jù)值的bacnet封裝,將modbus設(shè)備直接封裝成bacnet設(shè)備.測(cè)試結(jié)果表明,通過(guò)該轉(zhuǎn)換器可直接采用bacnet軟件對(duì)modbus設(shè)備進(jìn)行管理和操作,具有較高的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)吞吐量.

為了實(shí)現(xiàn)modbus設(shè)備接入到devicenet網(wǎng)絡(luò)中,研究設(shè)計(jì)devicenet-modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置,從而實(shí)現(xiàn)兩種總線間的互連具有重要的研究意義。參照modbus和devicenet協(xié)議規(guī)范,介紹了協(xié)議轉(zhuǎn)換器的軟硬件設(shè)計(jì)方法。對(duì)modbus和devicenet協(xié)議轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了分析,提出了基本的解決思路和實(shí)現(xiàn)方法。最后采用dnsdt協(xié)議分析軟件和rockwell公司的主站設(shè)備以及帶有modbus接口的溫度模塊對(duì)協(xié)議轉(zhuǎn)換器進(jìn)行了測(cè)試,并且詳細(xì)分析了試驗(yàn)數(shù)據(jù),證明該協(xié)議轉(zhuǎn)換器完全達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)要求。

網(wǎng)關(guān)(gateway)又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器。網(wǎng)關(guān)在傳輸層上以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，是最復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備， 僅用于兩個(gè)高層協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò)互連。網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)也和路由器類似，不同的是互連層。網(wǎng)關(guān)既可以用于廣 域網(wǎng)互連，也可以用于局域網(wǎng)互連。網(wǎng)關(guān)是一種充當(dāng)轉(zhuǎn)換重任的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或設(shè)備。在使用不同的通信協(xié) 議、數(shù)據(jù)格式或語(yǔ)言,甚至體系結(jié)構(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)之間，網(wǎng)關(guān)是一個(gè)翻譯器。與網(wǎng)橋只是簡(jiǎn)單地傳達(dá) 信息不同，網(wǎng)關(guān)對(duì)收到的信息要重新打包，以適應(yīng)目的系統(tǒng)的需求。同時(shí)，網(wǎng)關(guān)也可以提供過(guò)濾和安全功 能。大多數(shù)網(wǎng)關(guān)運(yùn)行在osi7層協(xié)議的頂層--應(yīng)用層。 大家都知道，從一個(gè)房間走到另一個(gè)房間，必然要經(jīng)過(guò)一扇門。同樣，從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)向另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息， 也必須經(jīng)過(guò)一道“關(guān)口”，這道關(guān)口就是網(wǎng)關(guān)。顧名思義，網(wǎng)關(guān)(gateway)就是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的 “關(guān)口”。 按照不同的分類標(biāo)

針對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)中一些智能設(shè)備因通信協(xié)議不同而無(wú)法通信的問(wèn)題,文章以上位機(jī)與modbus智能設(shè)備通信為例,介紹了一種將rs232協(xié)議轉(zhuǎn)換為modbus協(xié)議的智能協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì),詳細(xì)介紹了該協(xié)議轉(zhuǎn)換器的硬件設(shè)計(jì)及軟件實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該智能協(xié)議轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)處理速度快,能夠有效地實(shí)現(xiàn)modbus設(shè)備與上位機(jī)之間的通信。

針對(duì)目前工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較廣的兩種現(xiàn)場(chǎng)總線can和profibus通信協(xié)議互不相容的問(wèn)題,分別對(duì)其幀結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)傳輸方式進(jìn)行研究,提出一種基于stm32的can-profibus協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì),并在此基礎(chǔ)上,增加了冗余電源電路和存儲(chǔ)電路,保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠工作的同時(shí)還具有數(shù)據(jù)暫存和斷點(diǎn)重發(fā)功能。

協(xié)議轉(zhuǎn)換器是arm嵌入式系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)的關(guān)鍵所在。本文介紹了一種基于usb接口的協(xié)議轉(zhuǎn)換器(emjtag)設(shè)計(jì)思想,并給出了硬件設(shè)計(jì)和固件設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法。

隨著工業(yè)控制的進(jìn)一步發(fā)展,多個(gè)設(shè)備之間的信息共享和數(shù)據(jù)交換成為一種趨勢(shì),而目前常用的工控設(shè)備通信接口有rs-232、rs-485、can和網(wǎng)絡(luò),由于各接口協(xié)議不同,使得異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的操作和信息交換難以進(jìn)行,通過(guò)多協(xié)議轉(zhuǎn)換器可以將不同接口設(shè)備組網(wǎng),實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的互操作。本文介紹了以ds80c400微處理器為核心的多接口協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。針對(duì)系統(tǒng)功能,著重對(duì)軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。并提出利用javaapplet和socket(套接字)實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換器的參數(shù)配置,該協(xié)議轉(zhuǎn)換器已運(yùn)用于某系統(tǒng),試運(yùn)行效果良好。

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng)互連需求研究并設(shè)計(jì)了一個(gè)串口-網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換器。它能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)串口設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和控制,再通過(guò)以太網(wǎng)接口與pc機(jī)相連。從硬件和軟件分為2個(gè)主要部分進(jìn)行研究。硬件部分將μc/os-ⅱ作為嵌入式操作系統(tǒng),選擇lpc2210作為控制器,串口處理模塊采用max3232芯片對(duì)uart進(jìn)行rs232電平轉(zhuǎn)換;以太網(wǎng)控制芯片選用常用的10misa總線接口的rtl8019as。軟件部分主要分為μc/os-ⅱ嵌入式操作系統(tǒng)的移植與串口驅(qū)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

采用嵌入式系統(tǒng)研制一種多協(xié)議轉(zhuǎn)換器,研究了一種基于特征字符集的協(xié)議解析方法,建立了單串口指令序列及序列接收的控制模型,采用特征字符協(xié)議解析法,實(shí)現(xiàn)對(duì)該串口外設(shè)數(shù)據(jù)的自主采集和提取。指令序列和協(xié)議解析方法可選擇、可配置,可滿足對(duì)多種不同協(xié)議的解析和轉(zhuǎn)換。

本文著重介紹了應(yīng)用于工業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場(chǎng)的led屏存在的問(wèn)題,并設(shè)計(jì)了一種解決這一問(wèn)題的單片機(jī)系統(tǒng)。它可以對(duì)變送器和led屏控制器之間的協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,應(yīng)用范圍比較廣泛。

提出一種基于arm9處理器的電力系統(tǒng)通信協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置的設(shè)計(jì)方案。具體闡述該方案的工作原理、主要特點(diǎn)、總體設(shè)計(jì)、硬件電路和軟件設(shè)計(jì)。

根據(jù)汽車電子開發(fā)的需要,設(shè)計(jì)了基于freescal公司mc9s08dz60的usb-can總線協(xié)議轉(zhuǎn)換器,設(shè)計(jì)了協(xié)議轉(zhuǎn)換器的硬件電路和軟件,使用ni-visa編寫了上位機(jī)的usb驅(qū)動(dòng)程序。

介紹基于dsp+arm架構(gòu)協(xié)議轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)組成及其工作原理,給出了dsp通過(guò)emif接口與fpga無(wú)縫連接的接口實(shí)現(xiàn),dsp通過(guò)hpi接口與arm高速接口的實(shí)現(xiàn),以及基于arm的高速以太網(wǎng)接口。簡(jiǎn)要介紹了基于嵌入式操作系統(tǒng)μclinux的網(wǎng)絡(luò)編程,給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

闡述了數(shù)據(jù)通信方式的選擇,異步串行通信的定義及設(shè)置,分析了串行接口的實(shí)現(xiàn),詳細(xì)地介紹了基于單片機(jī)協(xié)議轉(zhuǎn)換器的硬件設(shè)計(jì)及其協(xié)議轉(zhuǎn)換,最后歸納了基于單片機(jī)的協(xié)議轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn),以推廣該轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用。

針對(duì)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際組網(wǎng)過(guò)程中遇到的不同廠家的設(shè)備之間協(xié)議不一致的情況,提出了基于at89c2051單片機(jī)的起協(xié)議轉(zhuǎn)換作用的設(shè)計(jì)方案,并詳細(xì)介紹了協(xié)議轉(zhuǎn)換的原理、通信系統(tǒng)的硬件構(gòu)成以及軟件實(shí)現(xiàn)方法。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的嚴(yán)格實(shí)驗(yàn)運(yùn)行,證明了該方法具有通信可靠、效率高、投資少等優(yōu)點(diǎn)。

討論了一種lin_usb總線協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)。首先分析了lin總線的應(yīng)用現(xiàn)狀并指出了它在實(shí)際應(yīng)用中所面臨的不足,由此提出了以lin_usb總線協(xié)議轉(zhuǎn)換器作為解決方案,并指出了該設(shè)計(jì)方案的優(yōu)越性。然后以stm32l152v8單片機(jī)為中心、tja1020作為lin收發(fā)器論證了該轉(zhuǎn)換器的硬件設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上,利用st公司提供的一般外圍接口和usb固件庫(kù)完成了轉(zhuǎn)換器內(nèi)嵌協(xié)議轉(zhuǎn)換軟件的編寫,利用hid設(shè)備的api函數(shù)庫(kù)在visualc++6.0環(huán)境下完成了pc機(jī)端usb接口軟件的編寫。最后,通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了該協(xié)議轉(zhuǎn)換器能夠滿足設(shè)計(jì)要求。

e1作為我國(guó)和歐洲電信傳輸網(wǎng)一次群使用的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，v．35是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)中使用非常廣泛的接口標(biāo)準(zhǔn)。以el—v．35接口轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)為依托，建立了以在系統(tǒng)可編程邏輯器件eplc6為核心處理器，以lxt360、am26sl31／32為外圍輔助電路的系統(tǒng)模型。

為了集成不同的應(yīng)用程序,企業(yè)服務(wù)總線需要對(duì)服務(wù)和請(qǐng)求所對(duì)應(yīng)協(xié)議進(jìn)行解析.協(xié)議轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)了將一個(gè)應(yīng)用程序所對(duì)應(yīng)協(xié)議轉(zhuǎn)換為另一個(gè)應(yīng)用程序所對(duì)應(yīng)協(xié)議的功能.提出了以xml作為內(nèi)部統(tǒng)一消息格式的方法,首先把收到的由不同協(xié)議封裝的消息轉(zhuǎn)換為內(nèi)部統(tǒng)一的消息,然后再將內(nèi)部消息轉(zhuǎn)換為服務(wù)請(qǐng)求方或服務(wù)提供方所需要的協(xié)議格式的消息,并采用并行xml解析的方法快速處理內(nèi)部消息,從而實(shí)現(xiàn)協(xié)議的透明性.