[实用新型]工业以太网协议转换器

说明书

技术领域

本实用新型的技术方案涉及数字信息传输的数据开关网络，具体地说是工业以太网协议转换器。

背景技术

网络技术的迅猛发展引发了自动控制领域的深刻技术变革，以现场总线和工业以太网技术为代表的网络控制技术是现代自动控制技术与信息网络技术相结合的产物，是信息化带动工业化的重点研发方向。目前网络控制技术正从传统的现场总线网络控制技术向工业以太网网络控制技术方向发展。利用以太网一系列现成的协议，并在应用层加上工业通信需要的协议，满足了现今工业通信的要求。

CN200510027275.5公开了“一种Modbus与DeviceNet间的协议转换方法”，给出了一种Modbus与DeviceNet间的协议转换方法。CN200720063832.3披露了“一种通用串口到CAN总线接口的转化器”，给出了一种CAN接口设备和串口设备互联通信的方法。在上述现有技术中涉及将Modbus网络与Devicenet网络和CAN总线网络互联的方法，但Devicenet网络和CAN总线网络通信速率低、接入节点数受限，不能满足Modbus网络上现场设备高速和实时通信的要求。CN201639591U报道了一种嵌入式协议转换器功能的工业以太网交换机，该机体安装空间大、成本高和安装不便。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供工业以太网协议转换器，将Modbus RTU网络与以太网网络互联，利用以太网的优点实现了Modbus RTU网络上现场设备高速和实时通信，同时克服了现有技术安装空间大、成本高和安装不便的缺点。

本实用新型解决该技术问题所采用的技术方案是：工业以太网协议转换器，包括硬件和软件两部分，其中硬件部分由MCU模块、电源模块、RS485串行接口模块、以太网接口模块、外扩存储器、通信状态指示模块和复位及晶振电路构成；上述部件的电路连接关系是：电源模块连接到MCU模块和RS485串行接口模块；MCU模块又分别与RS485串行接口模块、以太网接口模块、外扩存储器、通信状态指示模块和复位及晶振电路互连；其中软件部分包括在单片机内嵌入的OpenTCP协议栈和在单片机内嵌入的HTTP网页协议两部分；上述硬件部分以MCU为核心器件，通过RS485串行接口模块实现与Modbus网络的连接，通过以太网接口模块实现与工业以太网的连接，所有硬件部分相互配合使Modbus网络与工业以太网信息相通。

上述工业以太网协议转换器，所述电源摸块，包括作为电源主输入的DC24V输入、DC24V-DC5V隔离电源和DC5V-DC3.3V稳压芯片。

上述工业以太网协议转换器，所述RS485串行接口模块，包括RS485收发芯片和RS485端子。

上述工业以太网协议转换器，所述以太网接口模块，包括以太网网络变压器和RJ45接口。

上述工业以太网协议转换器，所述外扩存储器，其类型是EEPROM。

上述工业以太网协议转换器，所述通信状态指示模块，包括状态/电源、速率/连接、以太网收发和485收发四个双色状态指示灯。

上述工业以太网协议转换器，所述的复位及晶振电路，其中包括单片机内部自带上电复位模块及软件复位模块，晶振电路选用25.000M晶振为单片机提供所需主频时钟。

上述工业以太网协议转换器，所述软件部分中的软件程序的总流程是：开始→中断初始化→串口及以太网初始化→主芯片初始化→建立OpenTCP协议栈→以太网端是否收到数据？启动以太网转Modbus模块→同否；Modbus端是否收到数据？启动Modbus转以太网模块→同否；是否触发参数配置中断？进入配置模式→同否；返回以太网端是否收到数据？

上述工业以太网协议转换器，所述软件部分中的软件程序的总流程中的启动以太网转Modbus模块的流程是：

开始→建立TCP连接→本协议转换器侦听502端口→上位机是否发来数据？返回本协议转换器继续侦听502端口；以太网中断→解析数据包→是否为TCP报文类型？丢弃收到的报文→返回本协议转换器继续侦听502端口；MCU处理TCP报文，提取PDU→MCU串口中断，发送Modbus RTU帧至下位机→结束。

上述工业以太网协议转换器，所述软件部分中的软件程序的总流程中的进入配置模式的流程是：

开始→读取或修改串口及以太网各参数？读取EEPROM中各参数→将各参数值返回至上位机→结束；擦除EEPROM中参数，将修改值存入其中→重新初始化串口及以太网→结束。