[实用新型]自动化系统中的一种通信网关

说明书

技术领域

本实用新型涉及对控制系统中不同的智能设备与主系统的通信连接，更具体地说涉及自动化系统中的一种通信网关。

背景技术

在大中型自动化系统，包括变电站自动化系统、水电站自动化系统以及其他工业自动化系统中，往往经常涉及到大量的智能设备实现被测控对象的监控，而这些设备一般通过通信方式采用不同的通信接口与各种标准于非标准通信协议将对象的特性传送到中央控制单元。

由于现场智能设备的制造厂家不同，被监测对象与中心控制单元的距离远近不同，造成通信接口差异性很大，比较常见的工业自动化控制系统通信方式包括有线和无线通信方式，而有线包括光纤以太网通信接口、串行RS485、RS422、RS232以及CAN、LONWORK、PROFIBUS等物理接口，各种智能设备的通信接口需要采用不同的通信速率(通信波特率)进行通信传输，(对于采用串口通信的设备一般情况下距离越远，通信波特率越低)。因此在组成工业控制系统的时候，就要采用相应的方法把不同通信特性的智能设备归纳到中央控制单元可以接受的统一通信平台上。解决这种不同设备之间通信互连的装置就是网关，传统意义上的网关根据复杂程度采用以下几种方式：

其一，透明协议转换。这种方式是把被接入设备的只进行不同设备之间的通信物理接口转换，不涉及协议解析，一般用于系统比较小的场合，需要中央控制单元进行报文解析。

其二，高档微处理芯片单片机基础上的多功能通信网关，一般采用高档的单片微处理器，同时具有多个不同接口，采用通信中断请求处理方式，单任务处理模式，但由于可挂接的设备多样，同时需要具有较高的双向通信处理能力和报文解析能力，因此处理器主频要求比较高，成本比较高。

其三，采用嵌入式处理器和多任务操作系统基础上的高档通信网关，同时具有多个扩展通信接口功能，因为处理器的主频很高，同时采用多任务操作系统，因此处理能力大大加强，可靠性也得到根本的提高。但采用这种方式成本比较高，研制周期也比较长。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，设计一种制造成本低同时可避免高速大容量数据交换时产生数据碰撞现象的自动化系统中的一种通信网关，它由以下技术方案来实现：

包括上位通信模块，双口RAM和下位通信模块，所述上、下位通信模块分别与双口RAM通信连接。

所述上位通信模块包括上位单片机和与之通信连接的上位通信电路；所述下位通信模块包括上位单片机和与之通信连接的下位通信电路。

所述上位单片机及下位单片机分别由上单片机(CPU1)和地址锁存器(UA6)及单片机(CPU2)和地址锁存器(UB6)组成，下单片机(CPU1、CPU2)的数据/地址端口分别与数据总线和地址锁存器(UA6、UB6)的输入端口连接，其地址端口和地址锁存器(UA6)的输出端分别与地址总线连接。

所述上位通信电路采用双冗余结构，它包括CANBUS收发器(UA2、UA2′)、光电耦合隔离器(UA3、UA4、UA3′、UA4′)和CANBUS控制器(UA5、UA5′)，CANBUS收发器(UA2、UA2′)的串行发送端口通过光电耦合隔离器(UA3、UA3′)与CANBUS控制器(UA5、UA5′)的串行接收端口连接，CANBUS收发器(UA2、UA2′)的串行接收端口通过光电耦合隔离器(UA4、UA4′)与CANBUS控制器(UA5、UA5′)的串行发送端口连接，CANBUS控制器(UA5、UA5′)的数据端口(AD0-AD7)与对应的数据总线和地址总线连接。

所述下位通信电路采用双冗余结构，它包括CANBUS收发器(UB2、UB2′)、光电耦合隔离器(UB3、UB4、UB3′、UB4′)和CANBUS控制器(UB5、UB5′)，  CANBUS收发器(UB2、UB2′)的串行发送端口通过光电耦合隔离器(UB3、UB3′)与CANBUS控制器(UB5、UB5′)的串行接收端口连接，CANBUS收发器(UB2、UB2′)的串行接收端口通过光电耦合隔离器(UB4、UB4′)与CANBUS控制器(UB5、UB5′)的串行发送端口连接，CANBUS控制器(UB5、UB5′)的数据端口与对应的数据总线和地址总线连接。