工控多协议通讯转换器的研究与开发

发布时间：2017-12-02 08:17

  本文关键词：工控多协议通讯转换器的研究与开发

  更多相关文章： 多协议转换 CAN总线 RS485总线 实时性

【摘要】：在当今的工业控制领域中,一个工业控制网络中的各个设备的接口往往是比较复杂的,网络中的设备经常使用各种不同的总线接口。与此同时,在各种总线之上又有各种不同的标准或者非标准的应用层协议。这使得使用不同总线标准的设备,在同一个工业控制网络中互相通信变得更加困难。因此,为了满足不同总线接口、不同协议规范的需要,研究具有广泛兼容性的软硬件协议转换器具有现实意义。针对传统RS485转CAN协议转换器在响应时间慢、转发方式单一,难以适应特定的工业现场的不足,本文提出了三种协议转发方式:透明传输、数据包转发、存储转发,满足了不同的应用场景。结合工业控制网络当中经常用到的总线标准及其上层应用协议,本文设计并实现了支持CAN总线和RS485总线的多应用层协议工控通讯网关。通过对不同总线和应用层协议的分析,完成了嵌入式通讯网关的软硬件设计与开发。该协议转换器以Cortex-M0系列LPC11C14为控制核心,相继完成了CAN接口模块、RS485接口模块、供电电路模块等硬件设计。在完成硬件环境的基础上,相继完成了软件系统的主程序模块、CAN通讯模块、RS485通讯模块等。其中主通讯模块主要实现了多种协议的转换功能,以及三种数据转发方式;CAN通讯模块以硬件协议、CANopen协议、iCAN协议为研究对象,实现了CAN总线的多协议通讯;RS485通讯模块以硬件协议、Modbus-RTU协议、Modbus-ASCII协议为研究对象,实现了RS485总线的通讯。文中完成了对协议转换器一致性测试,证明了该协议转换器的可靠性与有效性。现该协议转换器已经应用到励磁控制系统中去,不但达到了协议转换的目的,而且有效延长了通信距离。
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273

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本文编号：1244234