[发明专利]一种工业总线的分层网络网关控制器

说明书

本发明公开了一种工业总线的分层网络网关控制器，包括负责该工业总线上数据运算的运算单元，以及每一层网络网关控制的网络控制模块、设备监控模块、数据存储模块及路由模块；设备监控模块在实时监控和网络诊断过程中，当检查的设备都是正常使用的，将设备的数据信息和地址均存储在对应的数据存储模块，而当该设备通讯状态为数据包丢失或网络中断时，自动将此信息存储于数据存储模块中，并通过运算单元将信号实时反馈到路由模块和网络控制模块；本发明能够解决工业总线中，使用RS485，RS422，can总线进行分层网络组网问题，相比于传统的单层总线网络+TCP/IP协议组网，本发明能有效降低分层网络成本，提高网络响应速度。

技术领域

本发明涉及一种网关控制器，特别涉及一种工业总线的分层网络网关控制器。

背景技术

现在工业生产中，通过控制器局域网解决工业生产中设备控制端和测试仪器之间的数据交换而应用开发的一种通讯协议；将采用现场总线的方式控制连接；但是现在基本上都是一种机械设备通过一种现场总线连接测试监控端，而其通讯可靠性更高，纠错能力强，抗干扰性能好；故障诊断方便。

而目前基本上采用的现场总线，基本上是在总线的某个节点上增加一路收发器，在该节点的控制程序里加入两个网络间的协议转换子程序， 实现两条现场总线的通讯。这样虽然实现了总线间通讯功能，但功能简单，转发过程中如果接收数据的总线正被其他节点占用就可能导致数据丢失，且无法实时监控总线上各个节点地通讯状态、无法存储各个节点的通讯记录。

因此需要一个网关控制器，通过RS485，RS422或者CAN总线，组成一个通信网络，网关负责该通信网络内部的地址分配、通信管理、设备管理等。同时，此网关控制器作为另外一个网络控制器所组网络的一个通信节点，以此类推，从而形成分层网络结构，从而解决现有控制器局域网的一些弊端。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，提供一种能够解决工业总线中，分层网络通信、网络演示、网络组网等问题的分层网络网关控制器，能够有效的降低工业网络成本。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供一种工业总线的分层网络网关控制器，包括负责该工业总线上数据运算的运算单元，以及每一层网络网关控制的网络控制模块、设备监控模块、数据存储模块及路由模块；

网络控制模块包括数据缓冲器、I/O控制器、状态控制表和地址锁存器，其中运算单元与I/O控制器之间通过数据缓冲器相连，数据缓冲器IO口收发的数据进行存储；且运算单元将运算的网络控制信号及时传递给状态控制表中，状态控制表与I/O控制器对IO口的状态的控制实时显示在状态控制表上，而状态控制表将接收到运算单元上的信号传递给I/O控制器，而IO口的地址通过I/O控制器和运算单元及时反馈到地址锁存器，并通过运算单元存储在数据缓冲器中；

设备监控模块包括记录当前控制器下的所有设备信息的设备控制表、以及所有的设备当前状态的设备状态控制表和设备状态映射的设备状态映射表，设备控制表和设备状态控制表之间通过设备状态映射表相互连接，并通过设备控制表和设备状态控制表将信息传递给运算单元，由运算单元将接收的所有设备信息存储在数据存储模块中；

数据存储模块包括读写控制器、设备数据映射表、地址控制器和存储矩阵；运算单元将接收的数据信息通过读写控制器解读数据后，将设备的地址信号通过地址控制器存储在存储矩阵中，而设备自身的数据信号通过设备数据映射表存储在存储矩阵中；存储矩阵与运算单元相连；

路由模块包括路由地址读写器、路由映射表和路由地址锁存器，运算单元通过设备监控模块监控的地址数据通过内部运算传输给路由地址读写器；通过路由地址读写器对地址信号进行运算提取，一方面发送给路由地址映射的路由映射表中，另一方面将路由地址锁存在路由地址锁存器中。

作为本发明的一种优选技术方案，网络控制模块、设备监控模块、数据存储模块及路由模块内部信号均采用双线传输，可实时更新其内部信号。