多功能Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換器設計

以自定義通信協(xié)議儀表上位機通信需求為背景,設計了基于msp430f249單片機的多功能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)議的具體實現(xiàn)過程;為擴展系統(tǒng)功能,基于單片機自帶的12位a/d轉(zhuǎn)換器設計了8通道的模擬量信號采集模塊;最后分析了提高系統(tǒng)可靠性、準確性和實時性等設計關鍵技術。測試表明系統(tǒng)能夠和工業(yè)測控模塊實現(xiàn)對接,同時將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成modbusrtu格式上傳到上位機中。

為了實現(xiàn)rs-232/485通用串口設備接入modbus總線,設計了一種通用串口到modbusrtu的協(xié)議轉(zhuǎn)換器,以iap12c5a60s2單片機為主控制器;介紹了硬件結(jié)構和電路實現(xiàn)方法,結(jié)合modbusrtu協(xié)議規(guī)范提出了軟件設計思想,分析協(xié)議轉(zhuǎn)換關鍵問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儀表對協(xié)議轉(zhuǎn)換器進行測試和分析,結(jié)果表明主設備發(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)換器能夠正確實現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換和報文轉(zhuǎn)發(fā)功能。

介紹了devicenet-modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設計方法,即利用devicenet和modbus都采用部分iso/osi模型標準的特點,完成了devicenet和modbus兩種網(wǎng)絡的互聯(lián),并介紹了其硬件設計和devicenet網(wǎng)絡基于僅限組2從站設備的軟件實現(xiàn)方法。最終測試證明本設備可以滿足實際需求。

傳統(tǒng)的bacnet/modbus網(wǎng)關只能通過數(shù)據(jù)共享來實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換,無法在bacnet環(huán)境下直接識別modbus設備.研制了一種基于路由功能的bacnet/modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換器,在網(wǎng)絡層實現(xiàn)modbus設備地址的解析和路由定向,在應用層完成對modbus設備數(shù)據(jù)值的bacnet封裝,將modbus設備直接封裝成bacnet設備.測試結(jié)果表明,通過該轉(zhuǎn)換器可直接采用bacnet軟件對modbus設備進行管理和操作,具有較高的數(shù)據(jù)實時吞吐量.

為了實現(xiàn)modbus設備接入到devicenet網(wǎng)絡中,研究設計devicenet-modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置,從而實現(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)換器的軟硬件設計方法。對modbus和devicenet協(xié)議轉(zhuǎn)換的關鍵問題進行了分析,提出了基本的解決思路和實現(xiàn)方法。最后采用dnsdt協(xié)議分析軟件和rockwell公司的主站設備以及帶有modbus接口的溫度模塊對協(xié)議轉(zhuǎn)換器進行了測試,并且詳細分析了試驗數(shù)據(jù),證明該協(xié)議轉(zhuǎn)換器完全達到了預期設計要求。

網(wǎng)關(gateway)又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器。網(wǎng)關在傳輸層上以實現(xiàn)網(wǎng)絡互連，是最復雜的網(wǎng)絡互連設備， 僅用于兩個高層協(xié)議不同的網(wǎng)絡互連。網(wǎng)關的結(jié)構也和路由器類似，不同的是互連層。網(wǎng)關既可以用于廣 域網(wǎng)互連，也可以用于局域網(wǎng)互連。網(wǎng)關是一種充當轉(zhuǎn)換重任的計算機系統(tǒng)或設備。在使用不同的通信協(xié) 議、數(shù)據(jù)格式或語言,甚至體系結(jié)構完全不同的兩種系統(tǒng)之間，網(wǎng)關是一個翻譯器。與網(wǎng)橋只是簡單地傳達 信息不同，網(wǎng)關對收到的信息要重新打包，以適應目的系統(tǒng)的需求。同時，網(wǎng)關也可以提供過濾和安全功 能。大多數(shù)網(wǎng)關運行在osi7層協(xié)議的頂層--應用層。 大家都知道，從一個房間走到另一個房間，必然要經(jīng)過一扇門。同樣，從一個網(wǎng)絡向另一個網(wǎng)絡發(fā)送信息， 也必須經(jīng)過一道“關口”，這道關口就是網(wǎng)關。顧名思義，網(wǎng)關(gateway)就是一個網(wǎng)絡連接到另一個網(wǎng)絡的 “關口”。 按照不同的分類標

針對工業(yè)控制系統(tǒng)中一些智能設備因通信協(xié)議不同而無法通信的問題,文章以上位機與modbus智能設備通信為例,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)換器的設計,詳細介紹了該協(xié)議轉(zhuǎn)換器的硬件設計及軟件實現(xiàn)。實驗結(jié)果表明,該智能協(xié)議轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)處理速度快,能夠有效地實現(xiàn)modbus設備與上位機之間的通信。

針對目前工業(yè)領域應用較廣的兩種現(xiàn)場總線can和profibus通信協(xié)議互不相容的問題,分別對其幀結(jié)構及數(shù)據(jù)傳輸方式進行研究,提出一種基于stm32的can-profibus協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設計,并在此基礎上,增加了冗余電源電路和存儲電路,保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠工作的同時還具有數(shù)據(jù)暫存和斷點重發(fā)功能。

協(xié)議轉(zhuǎn)換器是arm嵌入式系統(tǒng)調(diào)試技術的關鍵所在。本文介紹了一種基于usb接口的協(xié)議轉(zhuǎn)換器(emjtag)設計思想,并給出了硬件設計和固件設計的實現(xiàn)方法。

隨著工業(yè)控制的進一步發(fā)展,多個設備之間的信息共享和數(shù)據(jù)交換成為一種趨勢,而目前常用的工控設備通信接口有rs-232、rs-485、can和網(wǎng)絡,由于各接口協(xié)議不同,使得異構網(wǎng)絡之間的操作和信息交換難以進行,通過多協(xié)議轉(zhuǎn)換器可以將不同接口設備組網(wǎng),實現(xiàn)設備間的互操作。本文介紹了以ds80c400微處理器為核心的多接口協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設計和實現(xiàn)。針對系統(tǒng)功能,著重對軟件設計進行了分析。并提出利用javaapplet和socket(套接字)實現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換器的參數(shù)配置,該協(xié)議轉(zhuǎn)換器已運用于某系統(tǒng),試運行效果良好。

針對現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)互連需求研究并設計了一個串口-網(wǎng)絡協(xié)議轉(zhuǎn)換器。它能夠?qū)崿F(xiàn)多個串口設備的數(shù)據(jù)采集和控制,再通過以太網(wǎng)接口與pc機相連。從硬件和軟件分為2個主要部分進行研究。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uart進行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)動模塊的設計與實現(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,實現(xiàn)對該串口外設數(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,可滿足對多種不同協(xié)議的解析和轉(zhuǎn)換。

本文著重介紹了應用于工業(yè)實時數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場的led屏存在的問題,并設計了一種解決這一問題的單片機系統(tǒng)。它可以對變送器和led屏控制器之間的協(xié)議進行轉(zhuǎn)換。整個系統(tǒng)結(jié)構簡單,應用范圍比較廣泛。

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

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

介紹基于dsp+arm架構協(xié)議轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)組成及其工作原理,給出了dsp通過emif接口與fpga無縫連接的接口實現(xiàn),dsp通過hpi接口與arm高速接口的實現(xiàn),以及基于arm的高速以太網(wǎng)接口。簡要介紹了基于嵌入式操作系統(tǒng)μclinux的網(wǎng)絡編程,給出了實驗結(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置,分析了串行接口的實現(xiàn),詳細地介紹了基于單片機協(xié)議轉(zhuǎn)換器的硬件設計及其協(xié)議轉(zhuǎn)換,最后歸納了基于單片機的協(xié)議轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點,以推廣該轉(zhuǎn)換器的應用。

針對閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)在實際組網(wǎng)過程中遇到的不同廠家的設備之間協(xié)議不一致的情況,提出了基于at89c2051單片機的起協(xié)議轉(zhuǎn)換作用的設計方案,并詳細介紹了協(xié)議轉(zhuǎn)換的原理、通信系統(tǒng)的硬件構成以及軟件實現(xiàn)方法。通過現(xiàn)場的嚴格實驗運行,證明了該方法具有通信可靠、效率高、投資少等優(yōu)點。

e1作為我國和歐洲電信傳輸網(wǎng)一次群使用的傳輸標準,v.35是數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)中使用非常廣泛的接口標準。e1-v.35接口轉(zhuǎn)換器設計與實現(xiàn)為依托,建立了以在系統(tǒng)可編程邏輯器件ep1c6為核心處理器,以lxt360、am26sl31/32為外圍輔助電路的系統(tǒng)模型。

隨著工業(yè)控制網(wǎng)絡的快速發(fā)展,現(xiàn)場總線技術越來越受到重視,它是面向工廠底層自動化及信息集成的數(shù)字化網(wǎng)絡技術,而can總線是現(xiàn)場總線中運用比較多的一種。為了解決多種不同設備接口連接can總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換問題,需要開發(fā)協(xié)議轉(zhuǎn)換器。而當前協(xié)議轉(zhuǎn)換器種類繁多,價格和質(zhì)量參差不齊。該文提出了一種在現(xiàn)場總線領域中用于can總線通信中的多協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設計,該轉(zhuǎn)換器結(jié)構簡單,成本低廉,還可實現(xiàn)二次開發(fā),支持can總線接口與rs-232接口、rs-485接口設備協(xié)議上進行相互轉(zhuǎn)換實現(xiàn)有效通信,在工控儀表領域經(jīng)過測試后,其性能穩(wěn)定。

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