[发明专利]一种基于DeviceNet-Modbus的协议转换装置

说明书

技术领域

本发明属于工业自动控制与数据通讯技术领域，涉及到两种工业通讯协议DeviceNet和Modbus之间协议转换的装置，适用于Modbus设备接入DeviceNet网络的应用。

背景技术

现场总线技术满足了工业控制系统的智能化、网络化的要求，并且以其开放性、高效率与高可靠性引起了越来越多的现场总线用户和自动化设备厂商的密切关注，多家公司和机构推出了各自的现场总线协议，并且均占有一定的市场份额。然而，各个现场总线之间是互不兼容的，这给用户和生产商对现场总线技术的推广应用带来了很大的负面影响。

近年来，已经有好多机构尝试推出一种统一的现场总线标准或者将某一种现场总线标准作为统一标准的计划，但是由于每种现场总线都有一个或者几个大公司在背后支持，这些公司为了各自的商业利益，都把自己提出的现场总线协议当做优先的标准。因此，提出一种统一的现场协议标准逐渐成为理论上的可能。

目前国际上有40多种开放型的现场总线标准，但只有少数几种优异的现场总线获得了较广泛的应用，这其中就包括DeviceNet和Modbus。

近年来，国内工业现场的许多设备都具有RS-232、RS-485或者是RS-422串行通信硬件接口，采用自定义的简单通信协议或者Modbus协议来实现通信功能，但其中多数并不具备作为DeviceNet从站进行通信的功能。所以研究设计一种把Modbus协议转换成DeviceNet协议的装置具有重要的研究意义和应用价值。

发明内容

本发明目的是解决如何将带有Modbus接口设备接入DeviceNet网络中，使之具有作为DeviceNet从站通信功能的问题，提出一种实时、高速、高效可实现DeviceNet总线与Modbus总线间报文转换的协议转换装置。

本发明提供的基于DeviceNet-Modbus的协议转换装置，包括：

DeviceNet接口电路：用于接收、发送并分析处理DeviceNet主站和DeviceNet接口电路中的微处理器转换过来的DeviceNet数据信息；

Modbus接口电路：用于接收DeviceNet接口电路中的微处理器转换后发送来的Modbus命令，并且发送Modbus设备响应报文给DeviceNet接口电路中的微处理器；

参数设置电路：用于设置通信装置的通信波特率及总线节点号，并实时反映通信装置的工作状态及通信状态；

其中，所述的DeviceNet接口电路部分包括：

微处理器：用于向Modbus接口电路发送Modbus命令并且回应Modbus命令给DeviceNet接口电路，接收参数设置电路中的拨码开关电路所提供的数据，并控制参数设置电路中的模块与网络状态电路的指示灯状态；初始化通信对象并有效处理报文信息，解析所接收的DeviceNet总线报文并对将要发送的报文打包，以符合DeviceNet协议规范；

独立式CAN控制器：与微处理器双向连接，用于接收总线报文并向总线发送符合CAN协议的报文；按照CAN规范对总线数据进行和过滤，提高本装置的通信效率。

CAN总线收发器：通过光耦与独立式CAN控制器双向连接，用于实现通信装置与总线电平之间的转换；

数据扩展存储器：与微处理器双向连接，用于存储大量的通信过程数据及I/O数据。

所述的Modbus接口电路部分包括：

RS-485总线收发器SN75LBC184：与DeviceNet接口电路中的微处理器通过TXD和RXD双向连接，用于接收DeviceNet接口电路中的微处理器发送来的Modbus命令，并且发送Modbus设备响应报文给DeviceNet接口电路中的微处理器以便进行协议的转换。

所述的参数设置电路包括：

拨码开关电路：与DeviceNet接口电路中的微处理器双向连接，用于设置通信装置的通信波特率及总线节点号；

模块与网络状态电路：与DeviceNet接口电路中的微处理器双向连接，用于实时反映通信装置的工作状态及通信状态。

其中所述的基于DeviceNet-Modbus协议转换装置：提出了协议转换工作的总体流程，并且提出了访问协议转换应用对象的显式报文处理方法和处理由于两种总线通信速率不同导致的节点频繁超时的软件设计方法，并基于该方法设计了软件功能块，使本装置可以可靠的实现两种协议的转换。

本发明的优点和有益效果：