專利名稱：一種Ethernet/IP通信網(wǎng)關(guān)及其實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信網(wǎng)關(guān)及其實(shí)現(xiàn)方法，特別是涉及一種可達(dá)到Ethernet/IP信 息層網(wǎng)絡(luò)訪問和監(jiān)控Modbus現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)目的的一種Ethernet/IP通信網(wǎng)關(guān)及其實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
Ethernet/IP基于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議，在應(yīng)用層加上CIP協(xié)議便 成為了 Ethernet/IP。 Ethernet/IP在商業(yè)以太網(wǎng)中引入的CIP是專為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的應(yīng) 用層協(xié)議，提供了訪問數(shù)據(jù)和控制設(shè)備操作的服務(wù)集。運(yùn)行在EIP上的CIP可以與運(yùn)行在 標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP傳輸層上的任何其他協(xié)議同時(shí)存在。EIP可以與任何一個(gè)基于CIP的網(wǎng)絡(luò)(如 DeviceNet禾口 ControlNet)共存。 鑒于目前工業(yè)現(xiàn)場存在大量的串行口設(shè)備，它們支持簡單易用的Modbus協(xié)議，但 是Modbus協(xié)議只能支持短距離的傳輸，而且各設(shè)備廠家對Modbus協(xié)議的實(shí)現(xiàn)方式也不完 全相同。為了保護(hù)投資企業(yè)的現(xiàn)有設(shè)備還能繼續(xù)使用，而又要實(shí)現(xiàn)信息層對現(xiàn)場設(shè)備層的 數(shù)據(jù)管理和控制，因此有必要開發(fā)新的產(chǎn)品。 搜索到上海電器科學(xué)研究所(集團(tuán))有限公司申請的申請專利號為 200710043281. 9，題目為"嵌入式Ethernet/IP掃描器"的發(fā)明專利申請，該專利涉及一種 嵌入式Ethernet/IP主站技術(shù)，即掃描器，該發(fā)明專利涉及掃描器的硬件模塊組成，掃描器 軟件實(shí)現(xiàn)方法，但是并沒有提及Ethernet/IP網(wǎng)絡(luò)與Modbus網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換和互相訪問的問 題。 搜索到申請人為上海大學(xué)，申請專利號為200410093010. 0的發(fā)明專利"Modbus/ TCP工業(yè)以太網(wǎng)和Profibus-DP現(xiàn)場總線間的協(xié)議轉(zhuǎn)換方法和裝置"；搜索到申請人為 上海大學(xué)，專利號為CN03129417. O，題目為"Modbus/TCP工業(yè)以太網(wǎng)和設(shè)備網(wǎng)現(xiàn)場總 線間的協(xié)議轉(zhuǎn)換方法和裝置"的發(fā)明專利；搜索到申請人為上海大學(xué)，專利申請?zhí)枮?200510025262. 4，題目為"Modbus/TCP工業(yè)以太網(wǎng)與設(shè)備網(wǎng)現(xiàn)場總線和Profibus-DP現(xiàn) 場總線間的多協(xié)議轉(zhuǎn)換方法和裝置"的發(fā)明專利申請，這三個(gè)發(fā)明專利或?qū)＠暾埳婕?Profibus協(xié)議和設(shè)備網(wǎng)協(xié)議到Modbus/TCP協(xié)議的轉(zhuǎn)化方法和裝置，而且三種協(xié)議的實(shí)現(xiàn) 均采用現(xiàn)有的Anybus公司現(xiàn)成產(chǎn)品模塊，模塊與CPU之間通過雙端口 RAM數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn) 了協(xié)議之間的簡單兩兩轉(zhuǎn)化，但是都沒有涉及Ethernet/IP和Modbus協(xié)議的相互轉(zhuǎn)化，也 沒有提及網(wǎng)關(guān)技術(shù)。 又搜索到上海電器科學(xué)研究所(集團(tuán))有限公司申請的申請?zhí)枮?200610118794. 7，題目為"通用工業(yè)協(xié)議以太網(wǎng)適配器及其軟件"的發(fā)明專利申請；又搜 索到上海電器科學(xué)研究所(集團(tuán))有限公司申請的申請?zhí)枮?00710171777. 4，題目為 "多協(xié)議工業(yè)以太網(wǎng)適配器"的發(fā)明專利申請；這兩個(gè)發(fā)明都提供了 Ethernet/IP協(xié)議和 Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換的裝置，但是并沒有涉及Modbus網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)關(guān)的技術(shù)，沒有涉及Modbus 分段數(shù)據(jù)打包傳輸，沒有涉及通過以太網(wǎng)接口進(jìn)行參數(shù)配置。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的主要目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種可達(dá)到 Ethernet/IP信息層網(wǎng)絡(luò)訪問和監(jiān)控Modbus現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)的目的的一種Ethernet/IP通信網(wǎng)關(guān) 及其實(shí)現(xiàn)方法。 本發(fā)明是通過以下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的本發(fā)明實(shí)現(xiàn)該方案的硬件 包括電源模塊、CPU模塊、存儲器模塊、以太網(wǎng)接口模塊、串口接口模塊、指示燈電路模塊， 復(fù)位電路晶振調(diào)試電路模塊，所述CPU模塊連接所述的電源模塊、存儲器模塊、以太網(wǎng)接口 模塊、串口接口模塊、指示燈電路模塊、復(fù)位電路晶振調(diào)試電路模塊，同時(shí)電源模塊也連接 到存儲器模塊、以太網(wǎng)接口模塊、串口接口模塊、指示燈電路模塊、復(fù)位電路晶振調(diào)試電路 模塊上。 其中，所述Ethernet/IP通信網(wǎng)關(guān)用來互聯(lián)Ethernet/IP網(wǎng)絡(luò)禾P Modbus網(wǎng)絡(luò)。
上述技術(shù)方案的硬件的具體實(shí)施包括 電源電路它是整個(gè)設(shè)備正常工作的基礎(chǔ)。為了降低產(chǎn)品的功耗，在設(shè)計(jì)中，我們
選用3. 3V作為產(chǎn)品的主電源，選用的各種芯片包括CPU、FLASH、SRAM、以太網(wǎng)芯片等都使用
3. 3V電源，而5V電源只使用在RS485接口電路中，4路RS485電路是相互隔離的。 時(shí)鐘和復(fù)位模塊這部分對電路的穩(wěn)定工作至關(guān)重要。選用11. 0592M晶振來產(chǎn)生
CPU芯片所需要的主時(shí)鐘頻率，同時(shí)選用專門的復(fù)位芯片支持自動復(fù)位和手動復(fù)位。 CPU模塊本項(xiàng)目產(chǎn)品軟件需要運(yùn)行嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)及TCP/IP、 Ethernet/IP
協(xié)議棧等，為了保證整個(gè)系統(tǒng)軟件的高實(shí)時(shí)性及可靠性，因此選用了高性能的ARM9芯片。 以太網(wǎng)和串口電路CPU芯片自己帶有10M/100M自適應(yīng)的以太網(wǎng)MAC控制器，通
過MII接口外接物理層芯片，網(wǎng)絡(luò)變壓器和RJ45接頭，構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)電路模塊。CPU芯片自己帶有4個(gè)獨(dú)立的UART接口 ，因此外接4個(gè)獨(dú)立的RS485電路模塊即
可構(gòu)成4個(gè)串口，該串口電路穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)。 其它模塊主要包括撥碼開關(guān)，指示燈電路和存儲器電路，其中撥碼開關(guān)用于產(chǎn)品 配置與運(yùn)行狀態(tài)的選擇，指示燈用于指示產(chǎn)品的各種狀態(tài)，存儲器用于固化程序和運(yùn)行代 碼。 上述技術(shù)方案軟件的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)包含了基本的操作系統(tǒng)內(nèi)核，底層芯片 驅(qū)動，高性能的TCP/IP協(xié)議棧和其他操作系統(tǒng)組件。利用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的任務(wù)管理 功能，網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)可建立以下任務(wù)塊，Ethernet/IP從站任務(wù)，Modbus主站任務(wù)，設(shè)備狀態(tài) 指示控制任務(wù)，配置任務(wù)等。 上述軟件實(shí)現(xiàn)中的Ethernet/IP從站軟件實(shí)現(xiàn)了 Ethernet/IP適配器功能，通過 UDP通道實(shí)現(xiàn)IO數(shù)據(jù)的傳輸，TCP通道實(shí)現(xiàn)顯示報(bào)文傳輸。實(shí)現(xiàn)了多個(gè)對象的集合，包括標(biāo) 識對象，組合對象，消息路由對象，鏈接管理對象，以太網(wǎng)鏈路對象，TCP/IP對象，端口對象 和封裝協(xié)議。 Ethernet/IP從站軟件作為一個(gè)獨(dú)立的任務(wù)被循環(huán)調(diào)用，在任務(wù)內(nèi)部它是按照這 樣的步驟執(zhí)行的 (1)初始化協(xié)議棧全局變量和堆?？臻g；
(2)注冊回調(diào)函數(shù)和應(yīng)用對象；
(3)初始化10數(shù)據(jù)連接點(diǎn)參數(shù)；
(4)處理10數(shù)據(jù)和發(fā)送10數(shù)據(jù)； (5)處理顯示報(bào)文請求； (6)更新事件標(biāo)志； (7)重復(fù)上述(4) (6)的步驟。 上述軟件實(shí)現(xiàn)中的Modbus主站模型實(shí)現(xiàn)了 Modbus主站功能，該軟件作為網(wǎng)關(guān)軟
件中操作系統(tǒng)的一個(gè)任務(wù)運(yùn)行，用于實(shí)現(xiàn)Modbus-RTU主站。該軟件(任務(wù))根據(jù)從FLASH
中讀取，放在RAM中的配置信息所創(chuàng)建，然后在獲得系統(tǒng)控制權(quán)的時(shí)候，下面的循環(huán)流程 (1).周期性數(shù)據(jù)讀，分段的讀底層設(shè)備的數(shù)據(jù)； (2)周期性數(shù)據(jù)寫，分段的寫底層設(shè)備的數(shù)據(jù)； (3).檢測是否有非周期請求，如果有響應(yīng)非周期請求。
(4).循環(huán)以上步驟(1) (3)。 4個(gè)串口建立相應(yīng)的4個(gè)收發(fā)功能的獨(dú)立的任務(wù)，每個(gè)串口對應(yīng)一個(gè)任務(wù)，這樣可 以實(shí)現(xiàn)4個(gè)串口并發(fā)處理數(shù)據(jù)而不會相互影響。 上述軟件實(shí)現(xiàn)中的協(xié)議轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)收發(fā)，通過開辟512字節(jié)長度的輸入緩存區(qū)和 512字節(jié)長度的輸出緩存區(qū)的全局變量，Modbus分段讀取命令返回的數(shù)據(jù)去掉Modbus協(xié)議 頭部，將有用數(shù)據(jù)放到輸入緩存區(qū)對應(yīng)的偏移地址處，Modbus寫設(shè)備命令從輸出緩存區(qū)對 應(yīng)的偏移地址處取得有用數(shù)據(jù)寫入Modbus輸出幀，然后發(fā)送出去。以太網(wǎng)側(cè)與Modbus側(cè) 共用這兩個(gè)緩存區(qū)。 上述軟件實(shí)現(xiàn)中的以太網(wǎng)參數(shù)配置程序也是系統(tǒng)中的一個(gè)任務(wù)，通過特定的端口 和UDP途徑，網(wǎng)關(guān)可以上位機(jī)軟件通信從而實(shí)現(xiàn)配置。配置的過程按照如下步驟
(1).啟動上位機(jī)配置軟件，掃描以太網(wǎng)上的設(shè)備；
(2).點(diǎn)擊掃描到的設(shè)備進(jìn)入配置界面； (3).填寫以太網(wǎng)參數(shù)，Modbus分段命令參數(shù)，非周期命令等，保存； (4).下載數(shù)據(jù)到網(wǎng)關(guān)的Flash中，網(wǎng)關(guān)接收完整配置數(shù)據(jù)后自動重新啟動； (5).網(wǎng)關(guān)啟動后根據(jù)配置參數(shù)運(yùn)行對應(yīng)的功能。 上述軟件實(shí)現(xiàn)中的設(shè)備狀態(tài)指示燈也作為一個(gè)任務(wù)運(yùn)行，其優(yōu)先級別是最低的。 一共有4個(gè)指示燈，分別是模塊狀態(tài)指示燈，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)指示燈，配置狀態(tài)燈和Modbus通信狀 態(tài)燈。模塊狀態(tài)指示燈，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)指示燈是CIP協(xié)議規(guī)定的指示燈行為，其實(shí)現(xiàn)方法也根據(jù) 協(xié)議的規(guī)定；配置狀態(tài)燈在正常配置過程顯示穩(wěn)定綠色，出現(xiàn)配置錯誤顯示紅色，未進(jìn)入配 置過程則滅；Modbus狀態(tài)燈在Modbus通信均正常的情況下顯示綠色，如果有一個(gè)端口出現(xiàn) 故障則顯示紅色。 本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于本發(fā)明專利涉及的Ethernet/IP通信網(wǎng)關(guān)通過 Ethernet/IP協(xié)議和Modbus協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換，可以將Modbus串口設(shè)備接入到Ethernet/IP 網(wǎng)絡(luò)，Ethernet/IP網(wǎng)絡(luò)的主站設(shè)備可以掃描和控制Modbus現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)，并且實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交 換。 網(wǎng)關(guān)連接Ethernet/IP網(wǎng)絡(luò)和Modbus網(wǎng)絡(luò)，既實(shí)現(xiàn)了 Ethernet/IP產(chǎn)品層次的適 配器功能，又實(shí)現(xiàn)了 Modbus網(wǎng)絡(luò)中的主站功能。而且Modbus側(cè)網(wǎng)絡(luò)的管理非常靈活和智 能，能夠通過上位機(jī)配置軟件將Modbus命令配置到4個(gè)并發(fā)的串口 ，每個(gè)串口最多能支持8 條Modbus命令，網(wǎng)關(guān)將Modbus側(cè)數(shù)據(jù)打包到一個(gè)數(shù)據(jù)段通過Ethernet/IP協(xié)議傳輸?shù)揭蕴W(wǎng)。同樣，Ethernet/IP下傳的數(shù)據(jù)段也能通過預(yù)先的配置參數(shù)分別寫到每個(gè)串口 。
本網(wǎng)關(guān)不同于一般的以太網(wǎng)轉(zhuǎn)串口透傳數(shù)據(jù)的設(shè)備，透傳設(shè)備不進(jìn)行Ethernet/ IP和Modbus協(xié)議的解析，需要用戶在上位機(jī)編程的時(shí)候處理，增加了用戶的使用難度，而 本網(wǎng)關(guān)只需要根據(jù)Modbus側(cè)設(shè)備的訪問數(shù)據(jù)表進(jìn)行Modbus命令的配置和串口的分配，即 可實(shí)現(xiàn)應(yīng)用目的。 同時(shí)，本網(wǎng)關(guān)也不同于一般的Ethernet/IP和Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，即Ethernet/ IP適配器產(chǎn)品，協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置一般采用輪詢的方式訪問每個(gè)串口設(shè)備，這樣效率和實(shí)時(shí)性 都不理想，而本網(wǎng)關(guān)4個(gè)串口獨(dú)立并行處理，4個(gè)串口互不干擾，處理速度大大得到改善，只 在每個(gè)串口接有多個(gè)設(shè)備的時(shí)候內(nèi)部輪詢訪問。本網(wǎng)關(guān)在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用方便，設(shè)計(jì)創(chuàng)新，具
有廣泛的市場前景。


圖1為本發(fā)明連接結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明硬件原理連接框圖； 圖3為本發(fā)明軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次圖； 圖4為本發(fā)明系統(tǒng)運(yùn)行流程； 圖5為本發(fā)明串口 modbus任務(wù)流程圖； 圖6為本發(fā)明Ethernet/IP從站執(zhí)行步驟流程圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明的技術(shù)方案。 圖1為本發(fā)明連接結(jié)構(gòu)示意圖；如圖1所示，本發(fā)明專利的目的就在于提供一種 Ethernet/IP通信網(wǎng)關(guān)裝置及其實(shí)現(xiàn)方法，可達(dá)到Ethernet/IP信息層網(wǎng)絡(luò)訪問和監(jiān)控 Modbus現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)的目的。本發(fā)明專利涉及的Ethernet/IP通信網(wǎng)關(guān)能夠有效解決這個(gè)問 題。 由于目前多種現(xiàn)場總線協(xié)議和多種工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)并行發(fā)展，而且長期來看，它 們根據(jù)自身的特點(diǎn)在不同的應(yīng)用場合發(fā)揮各自的作用，這種并存的局面還將持續(xù)下去。
參見附圖2所示，本發(fā)明專利涉及的網(wǎng)關(guān)設(shè)備網(wǎng)關(guān)硬件系統(tǒng)的硬件包括電源模 塊、CPU模塊、存儲器模塊、以太網(wǎng)接口模塊、串口接口模塊、指示燈電路模塊，復(fù)位電路晶 振調(diào)試電路模塊，所述CPU模塊連接所述的電源模塊、存儲器模塊、以太網(wǎng)接口模塊、串口
接口模塊、指示燈電路模塊、復(fù)位電路晶振調(diào)試電路模i央，同時(shí)電源模塊也連接到存儲器模
塊、以太網(wǎng)接口模塊、串口接口模塊、指示燈電路模塊、復(fù)位電路晶振調(diào)試電路模塊上。
為了降低產(chǎn)品的功耗，在設(shè)計(jì)中，一般可以選用3.3V作為產(chǎn)品的主電源，CPU芯片 選用ATMEL公司的ARM9芯片RM9200，主頻最高為200MHZ，外部總線擴(kuò)展16M字節(jié)的FLASH, 4M字節(jié)的SDRAM，以太網(wǎng)芯片集成在芯片RM9200內(nèi)部，只需外接物理層芯片和變壓器即可。
采用RSM485CHT隔離收發(fā)器模塊來實(shí)現(xiàn)Modbus物理層鏈路，RSM485CHT集成電源 隔離、電氣隔離、RS-485接口芯片和總線保護(hù)器件。同時(shí)還需要復(fù)位電路，晶振和鎖相環(huán)電 路，和JTAG電路。
圖3為本發(fā)明軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次圖；參見附圖3所示，本發(fā)明專利涉及的網(wǎng)關(guān)設(shè)備 軟件采用分層和分任務(wù)的思路設(shè)計(jì)，采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)及其內(nèi)嵌的TCP/IP協(xié)議棧， 該協(xié)議棧提供了全面的socket編程接口，Modbus/TCP服務(wù)器調(diào)用socket接口實(shí)現(xiàn)協(xié)議解 析和數(shù)據(jù)收發(fā)的功能，底層驅(qū)動也是基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)形成的硬件驅(qū)動庫，硬件資 源和軟件資源都通過操作系統(tǒng)管理。 圖4為本發(fā)明系統(tǒng)運(yùn)行流程；參見圖4所示，本發(fā)明專利涉及的網(wǎng)關(guān)設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行 流程，上電以后先進(jìn)行硬件初始化和操作系統(tǒng)初始化，然后讀取配置信息，指示燈初始化， 然后根據(jù)配置任務(wù)建立以太網(wǎng)任務(wù)，指示燈任務(wù)和各個(gè)串口任務(wù)。 圖5為本發(fā)明串口 modbus任務(wù)流程圖；參見附圖5所示為串口 Modbus任務(wù)流程
圖。Modbus任務(wù)是下面的循環(huán)流程 (1)周期性數(shù)據(jù)讀，分段的讀底層設(shè)備的數(shù)據(jù)； (2)周期性數(shù)據(jù)寫，分段的寫底層設(shè)備的數(shù)據(jù)； (3)檢測是否有非周期請求，如果有響應(yīng)非周期請求。
(4)循環(huán)上述(1) (3)的步驟。 4個(gè)串口建立相應(yīng)的4個(gè)收發(fā)功能的獨(dú)立的任務(wù)，每個(gè)串口對應(yīng)一個(gè)任務(wù)，這樣可 以實(shí)現(xiàn)4個(gè)串口并發(fā)處理數(shù)據(jù)而不會相互影響。 參見附圖6所示為Ethernet/IP從站功能的實(shí)現(xiàn)流程。Ethernet/IP從站軟件作
為一個(gè)獨(dú)立的任務(wù)被循環(huán)調(diào)用，在任務(wù)內(nèi)部它是按照這樣的步驟執(zhí)行的 (1)初始化協(xié)議棧全局變量和堆?？臻g； (2)注冊回調(diào)函數(shù)和應(yīng)用對象； (3)初始化10數(shù)據(jù)連接點(diǎn)參數(shù)； (4)處理10數(shù)據(jù)和發(fā)送10數(shù)據(jù)； (5)處理顯示報(bào)文請求； (6)更新事件標(biāo)志； (7)重復(fù)上述(4) (6)的步驟。 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等效物界定。
權(quán)利要求
一種Ethernet/IP通信網(wǎng)關(guān)，用于實(shí)現(xiàn)Ethernet/IP網(wǎng)絡(luò)和Modbus網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，其特征在于實(shí)現(xiàn)該網(wǎng)關(guān)的硬件包括電源模塊、CPU模塊、存儲器模塊、以太網(wǎng)接口模塊、串口接口模塊、指示燈電路模塊，復(fù)位電路晶振調(diào)試電路模塊，所述CPU模塊連接所述的電源模塊、存儲器模塊、以太網(wǎng)接口模塊、串口接口模塊、指示燈電路模塊、復(fù)位電路晶振調(diào)試電路模塊，同時(shí)電源模塊也連接到存儲器模塊、以太網(wǎng)接口模塊、串口接口模塊、指示燈電路模塊、復(fù)位電路晶振調(diào)試電路模塊上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)關(guān)，其特征在于所述CPU模塊選用高性能的ARM9芯片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)關(guān)，其特征在于所述CPU模塊外接4個(gè)獨(dú)立的RS485接 口電路模塊。
4. 一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ethernet/IP通信網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述 方法包括Ethernet/IP從站功能通過UDP通道實(shí)現(xiàn)10數(shù)據(jù)的傳輸，TCP通道實(shí)現(xiàn)顯式報(bào) 文傳輸，實(shí)現(xiàn)了包括標(biāo)識對象，組合對象，消息路由對象，鏈接管理對象，以太網(wǎng)鏈路對象， TCP/IP對象，端口對象和封裝協(xié)議，Ethernet/IP從站軟件作為一個(gè)獨(dú)立的任務(wù)被循環(huán)調(diào) 用，在任務(wù)內(nèi)部它是按照這樣的步驟執(zhí)行的(1) 初始化協(xié)議棧全局變量和堆棧空間；(2) 注冊回調(diào)函數(shù)和應(yīng)用對象；(3) 初始化IO數(shù)據(jù)連接點(diǎn)參數(shù)；(4) 處理10數(shù)據(jù)和發(fā)送10數(shù)據(jù)；(5) 處理顯示報(bào)文請求；(6) 更新事件標(biāo)志；(7) 重復(fù)以上步驟(4) (6)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ethernet/IP通信網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于Modbus主 站由4個(gè)串口建立相應(yīng)的4個(gè)收發(fā)功能的獨(dú)立的任務(wù)，每個(gè)串口對應(yīng)一個(gè)任務(wù)，這樣可以實(shí) 現(xiàn)4個(gè)串口并發(fā)處理數(shù)據(jù)而不會相互影響，其執(zhí)行步驟為(1) 周期性數(shù)據(jù)讀，分段的讀底層設(shè)備的數(shù)據(jù)；(2) 周期性數(shù)據(jù)寫，分段的寫底層設(shè)備的數(shù)據(jù)；(3) 檢測是否有非周期請求，如果有響應(yīng)非周期請求；(4) 循環(huán)上述(1) (3)的步驟。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ethernet/IP通信網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于通過以太 網(wǎng)接口配置網(wǎng)關(guān)，通過一個(gè)端口和UDP途徑實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)與上位機(jī)軟件通信，配置的過程按照 如下步驟(1) 啟動上位機(jī)配置軟件，掃描以太網(wǎng)上的設(shè)備；(2) 點(diǎn)擊掃描到的設(shè)備進(jìn)入配置界面；(3) 填寫以太網(wǎng)參數(shù)，Modbus分段命令參數(shù)，非周期命令等，保存；(4) 下載數(shù)據(jù)到網(wǎng)關(guān)的Flash中，網(wǎng)關(guān)接收完整配置數(shù)據(jù)后自動重新啟動；(5) 網(wǎng)關(guān)啟動后根據(jù)配置參數(shù)運(yùn)行對應(yīng)的功能。
全文摘要
本發(fā)明專利涉及的Ethernet/IP通信網(wǎng)關(guān)通過Ethernet/IP協(xié)議和Modbus協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換，可以將Modbus串口設(shè)備接入到Ethernet/IP網(wǎng)絡(luò)，Ethernet/IP網(wǎng)絡(luò)的主站設(shè)備可以掃描和控制Modbus現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)，并且實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。本發(fā)明專利涉及的通信網(wǎng)關(guān)和實(shí)現(xiàn)方法不僅實(shí)現(xiàn)Ethernet/IP協(xié)議和Modbus協(xié)議的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和解析，而且實(shí)現(xiàn)了Ethernet/IP適配器和ModbusMaster的功能，Modbus側(cè)能夠管理多達(dá)32個(gè)Modbus Slave設(shè)備，支持Modbus命令的分段發(fā)送，支持Modbus數(shù)據(jù)的打包和分包傳輸，還可通過上位機(jī)對網(wǎng)關(guān)參數(shù)進(jìn)行配置，應(yīng)用非常靈活，具有良好的創(chuàng)新性和實(shí)用性。
文檔編號H04L12/26GK101741770SQ20091020055
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者劉健, 奚培峰, 楊帆, 邱浩 申請人:上海電器科學(xué)研究所(集團(tuán))有限公司