[发明专利]同时支持多种通讯总线转换的系统及方法

权利要求书

1.一种同时支持多种通讯总线转换系统，其特征在于，所述系统通过构建一条虚拟总线，根据参数配置模块配置的参数，将读取的多种数据地址位智能判断其所要转换的现场总线，该虚拟总线由硬件平台和软件平台组成，所述硬件平台用于接收、发送外部总件的数据，软件平台用于处理转换由硬件平台接收总线数据。

2.根据权利要求1所述的同时支持多种通讯总线转换系统，其特征在于，所述参数配置模块由通讯驱动参数模块，优先级判断模块，转换协议判断参数模块组成，所述通讯驱动参数模块用于配置驱动程序的初始化参数；所述优先级判断用于配置虚拟总线上的优先级模块运行参数；转换协议判断参数模用于根据数据地址位判断数据帧软件层转换协议及发送到哪个通讯接口。

3.根据权利要求2所述的同时支持多种通讯总线转换系统，其特征在于，所述硬件平台包括ARM处理器、电源模块、数据存储模块、两个RS485收发模块、CAN收发模块、以太网PHY芯片，所述ARM处理器通过外设引脚与数据存储模块、RS485收发模块、CAN收发模块、以太网PHY芯片连接，SPI外设引脚与板上排线座相连，通过排线与其他设备连接，该模块为本设备的主控模块，所述电源模块用于供电；所述数据存储模块用于存储配置和故障信息；所述RS485收发模块一个与现场485总线连接，一个用于连接电脑对该装置进行参数配置；所述CAN收发模块通过CAN接口与现场CAN总线连接；所述以太网PHY芯片通过RJ45网络插座接入以太网。

4.根据权利要求3所述的同时支持多种通讯总线转换系统，其特征在于，所述硬件平台还包括数据缓存模块，所述ARM处理器通过外设引脚连接数据缓存模块，所述数据缓存模块用于虚拟总线数据包的临时存储和转换。

5.根据权利要求3或 4所述的同时支持多种通讯总线转换系统，其特征在于，所述软件系统包括底层软件和上层程序，所述底层软件包含嵌入式实时系统、CAN总线驱动程序、以太网驱动程序以及USART驱动程序，所述上层程序包含TCP/IP协议栈LWIP、MODBUS RTU协议、CANopen协议、ModbusTCP协议、自定义协议、核心虚拟总线程序，嵌入式实时系统为各个软件模块提供必要的编程接口，CAN总线驱动程序、以太网驱动程序、USART驱动程序用于对外设提供配置与使用接口，LWIP提供对以太网IP数据包的支持，MODBUS RTU协议、CANopen协议、ModbusTCP协议、自定义协议提供对应用层协议的支持将各总线接收到的数据解码成本装置设计的虚拟总线协议并放入相应的接收数据缓存中去，同时将发送缓存区的虚拟总线协议数据编码成对应的应用协议数据并发送出去。

6.根据权利要求5所述的同时支持多种通讯总线转换系统，其特征在于，所述各协议模块都含有优先级处理模块使优先级高的数据优先处理优先发送提高总线传输效率,虚拟总线程序处理暂存在数据缓存模块中来自应用层协议解码成的虚拟总线协议的数据帧，数据地址对应的优先级、软件层转换协议和发送接口设置由电脑端软件通过485接口进行配置并存入存储模块。

7.采用权利要求1-6任意一项所述系统的转换方法，其特征在于，所述方法如下，1）将CAN、SPI、RS485、以太网分别接入到现场的总线中去；2）将电脑的485接口与该设备的配置接口连接，并使用配置软件配置各接口数据帧地址位对应的优先级、软件层转换协议和发送接口以及四种通讯接口通讯参数配置比如波特率，主从模式等，并存入存储模块中，每次上电自动加载上次的配置参数；3）当某一个现场总线向接口发送数据时，数据帧通过相应的通讯模块进入ARM处理器、应用层协议模块通过相应的驱动程序取得协议数据帧并解码为虚拟总线协议数据帧并存入自己的接口接收数据缓存区；4）当核心虚拟总线程序模块监测到接收数据缓存区有数据时首先读取接收数据缓存区中数据帧的地址位，根据地址位判断数据帧转换发送到哪个接口，如果同时有多个通讯接口接收到的数据帧发往同一个通讯接口，数据处理模块将根据地址位判断发送优先级，之后处理优先数据帧并放入相应的发送缓存区，应用层协议模块监测到发送缓存区中的数据帧后根据地址位定义将其编码为相应的数据帧格式并将它写入通讯驱动程序中的发送函数发送出去。