專利名稱：一種現(xiàn)場總線通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換接口模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種現(xiàn)場總線通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換接口模塊，更確切地說涉及一種ModBus-TCP/IP現(xiàn)場總線通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換接口模塊，屬于現(xiàn)場總線技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景目前，在中國國內(nèi)和國際上使用工業(yè)控制類可通訊產(chǎn)品大多使用ModBus通訊協(xié)議，由于該協(xié)議是一種比較簡單的串口通訊協(xié)議，不能滿足日益高速和數(shù)據(jù)傳輸量的通訊網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。TCP/IP協(xié)議是廣泛使用的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，具有傳輸速率高數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)。應(yīng)用TCP/IP協(xié)議于工控現(xiàn)場總線領(lǐng)域已是總線通訊發(fā)展的趨勢(shì)。通過使用該產(chǎn)品可使原有的帶ModBus通訊協(xié)議的工控產(chǎn)品接入以太網(wǎng)從而便于組建性能優(yōu)越的以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。該產(chǎn)品在提高通訊性能增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的等方面均具有新穎性。
當(dāng)前，ModBus-TCP/IP國外和臺(tái)灣地區(qū)有類似產(chǎn)品，如臺(tái)灣MOXA公司有類似產(chǎn)品，功能也較強(qiáng)，但需要用戶自編程序以配合具體應(yīng)用，也就是要求串口通訊協(xié)議需要用戶編寫載入。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供了一種將帶有ModBus接口的產(chǎn)品方便地接入以太網(wǎng)的方法，從而擴(kuò)大了監(jiān)控系統(tǒng)的范圍，克服了ModBus總線通信距離短的缺點(diǎn)；上位機(jī)采用了基于WEB的人機(jī)界面實(shí)時(shí)刷新顯示，提供了便利的監(jiān)控環(huán)境；而且體積小便于安裝。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是在硬件方面以串口和以太網(wǎng)通訊接口，包括集成RS-485串行通訊接口和以太網(wǎng)通訊接口以及協(xié)議轉(zhuǎn)換微處理器，去實(shí)現(xiàn)RS-485串行通訊和以太網(wǎng)通訊接口的連接，為了達(dá)到協(xié)議的成功轉(zhuǎn)換，本實(shí)用新型還嵌入了通訊軟件和上位機(jī)監(jiān)控軟件，從而實(shí)現(xiàn)了兩類網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)對(duì)接，上位機(jī)監(jiān)控軟件提供了友好的人機(jī)界面。
本實(shí)用新型的有益效果該通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換接口模塊，解決了ModBus通訊接口設(shè)備聯(lián)入以太網(wǎng)，通過以太網(wǎng)監(jiān)控，也適用于個(gè)人PC或工控機(jī)監(jiān)控ModBus網(wǎng)絡(luò)，具有廣泛的使用范圍，其效益是顯而易見的。


圖1為實(shí)用新型應(yīng)用于ModBus-TCP/IP通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換接口模塊的監(jiān)控系統(tǒng)的電氣線路框圖；圖2為圖1框圖的線路框圖；圖3為圖1框圖的軟件原理框圖；圖4為圖1實(shí)際線路示意圖；圖5為本實(shí)用新型的通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換接口模塊的主程序流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作比較詳細(xì)說明。
參照?qǐng)D1，這是本實(shí)用新型的系統(tǒng)原理圖，有以下幾個(gè)部分組成。其中PC客戶端既可以在INTERNET的范圍內(nèi)也可在ETHERNET局域網(wǎng)的范圍內(nèi)和ModBus-TCP/IP通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊通信，通過ModBus-TCP/IP模塊來間接地監(jiān)測控制現(xiàn)場設(shè)備；ModBus-TCP/IP模塊可以將帶有ModBus通信接口的現(xiàn)場設(shè)備方便了接入以太網(wǎng)，通過Ethernet接口來接收客戶端發(fā)來的含有監(jiān)控指令的TCP/IP數(shù)據(jù)幀，取出其中的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)組成Modbus數(shù)據(jù)幀，通過Modbus接口發(fā)送給現(xiàn)場設(shè)備，然后再將現(xiàn)場設(shè)備反饋回來的信息發(fā)送到客戶端人機(jī)界面。
參照?qǐng)D2，這是本實(shí)用新型的電氣原理框圖。電氣包括微處理器MCU1、以太網(wǎng)控制器2、E2PROM3、RS485接口4、RJ45接口5、ModBus網(wǎng)絡(luò)6、以太網(wǎng)7，其中以太網(wǎng)控制器RTL8019AS、RJ45構(gòu)成了10MbpsEthernet接口，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層功能；E2PROM可以用來存儲(chǔ)象網(wǎng)頁之類的文件；RS485接口芯片(例如M75176P芯片)實(shí)現(xiàn)了Modbus通信接口；MCU主要用來執(zhí)行TCP/IP協(xié)議、Modbus協(xié)議以及兩者之間的轉(zhuǎn)換程序。
參照?qǐng)D3，這是本實(shí)用新型的軟件原理框圖。軟件程序有三個(gè)模塊組成，第一部分是實(shí)現(xiàn)在Ethernet構(gòu)架上使用TCP/IP通信協(xié)議的數(shù)據(jù)幀的收發(fā)和實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議；第二部分是實(shí)現(xiàn)Modbus數(shù)據(jù)幀的收發(fā)；第三部分是實(shí)現(xiàn)TCP/IP數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換成Modbus數(shù)據(jù)幀或?qū)odbus數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換成TCP/IP數(shù)據(jù)幀。
參照?qǐng)D4，這是本實(shí)用新型硬件中Modbus接口電路、TCP/IP接口電路和主CPU、ROM、RAM電路原理圖。
參照?qǐng)D5，這是本實(shí)用新型的通訊轉(zhuǎn)換模塊的主程序流程圖。流程按附圖4步驟進(jìn)行，這里不再說明。
權(quán)利要求1.一種現(xiàn)場總線通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換接口模塊，其特征在于它包括集成RS-485串行通訊接口和以太網(wǎng)通訊控制器、E2PROM、以太網(wǎng)硬件接口以及協(xié)議轉(zhuǎn)換微處理器MCU，所述的接口模塊實(shí)現(xiàn)了RS-485串行通訊和以太網(wǎng)通訊接口的連接，為了達(dá)到協(xié)議的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)兩類數(shù)據(jù)的對(duì)接，在MCU微處理器里還嵌入了通訊軟件及上位機(jī)監(jiān)控軟件。
2.如權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場總線通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換接口模塊，其特征在于所述的同一接口模塊上集成了兩種不同的通訊接口，即MODBUS接口和TCP/IP接口。
3.如權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場總線通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換接口模塊，其特征在于一片八位芯片上實(shí)現(xiàn)了ModBus-TCP/IP兩種相對(duì)獨(dú)立的通訊協(xié)議，達(dá)到了數(shù)據(jù)交換的目的。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種MODBUS－TCP/IP現(xiàn)場總線通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換接口模塊。該接口模塊在硬件方面以串行通訊接口和以太網(wǎng)通訊接口，包括集成RS－485和以太網(wǎng)接口以及協(xié)議轉(zhuǎn)換微處理器去實(shí)現(xiàn)RS－485串行接口和以太網(wǎng)接口的連接，為了達(dá)到協(xié)議的成功轉(zhuǎn)換，還嵌入了通訊軟件和上位機(jī)監(jiān)控軟件，從而實(shí)現(xiàn)了兩類網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)對(duì)接，并提供了友好的上位機(jī)人機(jī)界面便于用戶對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。該種形式通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換接口模塊適用于具有ModBus通訊接口設(shè)備聯(lián)入以太網(wǎng)，通過以太網(wǎng)監(jiān)控；也適用于個(gè)人PC或工控機(jī)監(jiān)控ModBus網(wǎng)絡(luò)或具有ModBus通訊接口的設(shè)備，具有很好的推廣應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)H04L29/06GK2705957SQ20042002346
公開日2005年6月22日 申請(qǐng)日期2004年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月7日
發(fā)明者朱文灝, 胡景泰, 陳春 申請(qǐng)人:上海電器科學(xué)研究所(集團(tuán))有限公司