多路接口與E1協(xié)議轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

隨著工業(yè)控制的進(jìn)一步發(fā)展,多個(gè)設(shè)備之間的信息共享和數(shù)據(jù)交換成為一種趨勢(shì),而目前常用的工控設(shè)備通信接口有rs-232、rs-485、can和網(wǎng)絡(luò),由于各接口協(xié)議不同,使得異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的操作和信息交換難以進(jìn)行,通過多協(xié)議轉(zhuǎn)換器可以將不同接口設(shè)備組網(wǎng),實(shí)現(xiàn)設(shè)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(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。針對(duì)系統(tǒng)功能,著重對(duì)軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。并提出利用javaapplet和socket(套接字)實(shí)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(yùn)用于某系統(tǒng),試運(yùn)行效果良好。

e1作為我國和歐洲電信傳輸網(wǎng)一次群使用的傳輸標(biāo)準(zhǔn),v.35是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)中使用非常廣泛的接口標(biāo)準(zhǔn)。e1-v.35接口轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)與實(shí)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。

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng)互連需求研究并設(shè)計(jì)了一個(gè)串口-網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換器。它能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)串口設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和控制,再通過以太網(wǎng)接口與pc機(jī)相連。從硬件和軟件分為2個(gè)主要部分進(jìn)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(duì)uart進(jìn)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(dòng)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

協(xié)議轉(zhuǎn)換器是arm嵌入式系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)的關(guān)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(shè)計(jì)思想,并給出了硬件設(shè)計(jì)和固件設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法。

基于sopc平臺(tái),利用niosⅱ處理器,研究gpib和uart協(xié)議的控制器,實(shí)現(xiàn)了gpib-uart接口協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì),為片上集成儀器接口協(xié)議控制器的研制奠定基礎(chǔ),同時(shí)為其他類型的接口協(xié)議轉(zhuǎn)換器的研究建立了基礎(chǔ)性的技術(shù)平臺(tái)。

網(wǎng)關(guān)(gateway)又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器。網(wǎng)關(guān)在傳輸層上以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，是最復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備， 僅用于兩個(gè)高層協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò)互連。網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)也和路由器類似，不同的是互連層。網(wǎng)關(guān)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(guān)是一種充當(dāng)轉(zhuǎn)換重任的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或設(shè)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(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)之間，網(wǎng)關(guān)是一個(gè)翻譯器。與網(wǎng)橋只是簡(jiǎn)單地傳達(dá) 信息不同，網(wǎng)關(guān)對(duì)收到的信息要重新打包，以適應(yīng)目的系統(tǒng)的需求。同時(shí)，網(wǎng)關(guān)也可以提供過濾和安全功 能。大多數(shù)網(wǎng)關(guān)運(yùn)行在osi7層協(xié)議的頂層--應(yīng)用層。 大家都知道，從一個(gè)房間走到另一個(gè)房間，必然要經(jīng)過一扇門。同樣，從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)向另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息， 也必須經(jīng)過一道“關(guān)口”，這道關(guān)口就是網(wǎng)關(guān)。顧名思義，網(wǎng)關(guān)(gateway)就是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的 “關(guān)口”。 按照不同的分類標(biāo)

針對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)中一些智能設(shè)備因通信協(xié)議不同而無法通信的問題,文章以上位機(jī)與modbus智能設(shè)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(shè)計(jì),詳細(xì)介紹了該協(xié)議轉(zhuǎn)換器的硬件設(shè)計(jì)及軟件實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)modbus設(shè)備與上位機(jī)之間的通信。

為實(shí)現(xiàn)采集中興傳輸環(huán)的告警數(shù)據(jù),分析了中興傳輸環(huán)網(wǎng)管系統(tǒng)的通信協(xié)議與數(shù)據(jù)格式,介紹了相應(yīng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。

近20多年來,隨著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展,工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域也得到了迅速的促進(jìn)和改革。如何將現(xiàn)代通信技術(shù)成功地應(yīng)用到工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域,掀起了一股激烈的討論熱潮。本人設(shè)計(jì)了一個(gè)協(xié)議轉(zhuǎn)換器,使遵循modbus協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制器能夠掛到以太網(wǎng)上,完成與pc主機(jī)或者遠(yuǎn)距離的控制器之間的通信。

基于sopc技術(shù)和嵌入式系統(tǒng),利用niosⅱ軟核處理器的優(yōu)異性能和軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的方法完成了gpib、uart和usb接口協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了程控儀器接口gpib與主控計(jì)算機(jī)rs-232、usb接口之間的轉(zhuǎn)換。

為實(shí)現(xiàn)采集中興接入網(wǎng)的告警數(shù)據(jù),分析了中興接入網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)的通信協(xié)議與數(shù)據(jù)格式,介紹了相應(yīng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。

AD轉(zhuǎn)換器及其接口設(shè)計(jì)

介紹了devicenet-modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)方法,即利用devicenet和modbus都采用部分iso/osi模型標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn),完成了devicenet和modbus兩種網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián),并介紹了其硬件設(shè)計(jì)和devicenet網(wǎng)絡(luò)基于僅限組2從站設(shè)備的軟件實(shí)現(xiàn)方法。最終測(cè)試證明本設(shè)備可以滿足實(shí)際需求。

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(shí)現(xiàn)對(duì)該串口外設(shè)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(duì)多種不同協(xié)議的解析和轉(zhuǎn)換。

為實(shí)現(xiàn)modbus設(shè)備到bacnet/mstp現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的集成,提出一種應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)bacnet/mstp現(xiàn)場(chǎng)總線與modbus總線協(xié)議轉(zhuǎn)換方法。分析bacnet協(xié)議和modbus協(xié)議的特點(diǎn),從軟硬件設(shè)計(jì)的角度,提出硬件設(shè)計(jì)方案,詳細(xì)闡述界面配置軟件和嵌入式協(xié)議轉(zhuǎn)換器軟件設(shè)計(jì),通過對(duì)協(xié)議轉(zhuǎn)換器軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,提高了轉(zhuǎn)換器的效率。vts測(cè)試結(jié)果表明,該模塊符合bacnet標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備規(guī)范。

本文著重介紹了應(yīng)用于工業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場(chǎng)的led屏存在的問題,并設(shè)計(jì)了一種解決這一問題的單片機(jī)系統(tǒng)。它可以對(duì)變送器和led屏控制器之間的協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,應(yīng)用范圍比較廣泛。

為解決rs485網(wǎng)絡(luò)傳輸距離不夠理想、不便于組網(wǎng)等問題,根據(jù)can網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)、便于組網(wǎng)等特點(diǎn)。提出了兩種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的折中方案,并設(shè)計(jì)了基于can總線技術(shù)、串行通信技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)的rs485-can協(xié)議轉(zhuǎn)換器,闡述了協(xié)議轉(zhuǎn)換器的工作原理、軟硬件設(shè)計(jì)方法及實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)。該轉(zhuǎn)換器使信號(hào)的傳輸距離達(dá)到10km,通信速率可調(diào),可組成具有多達(dá)110個(gè)節(jié)點(diǎn)的多機(jī)使用網(wǎng)絡(luò),對(duì)rs485網(wǎng)絡(luò)與can網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)及rs485接口設(shè)備的使用有重要意義。

e1作為我國和歐洲電信傳輸網(wǎng)一次群使用的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，v．35是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)中使用非常廣泛的接口標(biāo)準(zhǔn)。以el—v．35接口轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)為依托，建立了以在系統(tǒng)可編程邏輯器件eplc6為核心處理器，以lxt360、am26sl31／32為外圍輔助電路的系統(tǒng)模型。

分析了ptpovere1的原理,繼而提出一種基于ptp時(shí)間同步系統(tǒng)的e1/ethernet協(xié)議轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)方案,通過在時(shí)間報(bào)文中加硬件時(shí)間戳來計(jì)算和調(diào)整時(shí)間,從而消除延時(shí)和抖動(dòng)。利用vhdl及集成電路對(duì)e1/ethernet協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)現(xiàn),并通過測(cè)試證明了e1/ethernet協(xié)議轉(zhuǎn)換器可以實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)別的同步精度。

為實(shí)現(xiàn)采集中興傳輸環(huán)的告警數(shù)據(jù)，分析了中興傳輸環(huán)網(wǎng)管系統(tǒng)的通信協(xié)議與數(shù)據(jù)格式，介紹了相應(yīng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。

為了實(shí)現(xiàn)rs-232/485通用串口設(shè)備接入modbus總線,設(shè)計(jì)了一種通用串口到modbusrtu的協(xié)議轉(zhuǎn)換器,以iap12c5a60s2單片機(jī)為主控制器;介紹了硬件結(jié)構(gòu)和電路實(shí)現(xiàn)方法,結(jié)合modbusrtu協(xié)議規(guī)范提出了軟件設(shè)計(jì)思想,分析協(xié)議轉(zhuǎn)換關(guān)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(duì)協(xié)議轉(zhuǎn)換器進(jìn)行測(cè)試和分析,結(jié)果表明主設(shè)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(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換和報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)功能。

為了實(shí)現(xiàn)modbus設(shè)備接入到devicenet網(wǎng)絡(luò)中,研究設(shè)計(jì)devicenet-modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置,從而實(shí)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(shè)計(jì)方法。對(duì)modbus和devicenet協(xié)議轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵問題進(jìn)行了分析,提出了基本的解決思路和實(shí)現(xiàn)方法。最后采用dnsdt協(xié)議分析軟件和rockwell公司的主站設(shè)備以及帶有modbus接口的溫度模塊對(duì)協(xié)議轉(zhuǎn)換器進(jìn)行了測(cè)試,并且詳細(xì)分析了試驗(yàn)數(shù)據(jù),證明該協(xié)議轉(zhuǎn)換器完全達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)要求。