一种兼容多现场总线协议的工业无线网关装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种兼容多现场总线协议的工业无线网关装置，该装置包括微处理器模块、Profibus

【技术实现步骤摘要】
一种兼容多现场总线协议的工业无线网关装置


[0001]本申请涉及工业通信转换
，尤其是涉及一种兼容多现场总线协议的工业无线网关装置。

技术介绍

[0002]现场总线因其实时性好、稳定性高、智能化等优点在工业通信领域发挥着举足轻重的作用，但当工业环境恶劣或现场设备过于分散，布线困难和传输距离受限成为现场总线不可避免的问题。近几年，ZigBee技术因具备低成本、低功耗、组网灵活等众多优势，已成为工业无线通信技术中备受关注的技术之一，但工业现场的现场总线标准有十多种，其中Profibus
‑
DP总线、CAN总线、Modbus TCP工业以太网使用最为广泛，这些总线之间具有异构性，互操作难度较大等问题，要实现异构总线之间的信息交换，就需要进行协议转换。
[0003]现有技术中，如“一种工业无线网关装置”和“一种ZigBee网络和CAN总线协议转换器”等专利都是设计的ZigBee无线网络向一种现场总线转换，再比如专利“基于无线ZigBee、CAN总线和Modbus TCP的多协议转换设备及其实现方法”，虽然也研究了多种现场总线与无线网络互联的问题，但协议转换的方法是直接将多个单协议网关模型简单组合成多协议网关通信模型，这种协议转换方式效率低下，通信速度慢，当遇到多种现场总线网络同时访问现场终端设备或节点时，会出现通信冲突等问题，因此，本专利技术人认为现有的多种现场总线的协议转换方式还需要进一步改进。

技术实现思路

[0004]为了现有技术的缺陷，本申请提供一种兼容多现场总线协议的工业无线网关装置，能够将ZigBee无线传感器网络与多种现场总线进行协议转换，解决异构网络之间协议不匹配、通信效率低的问题，有助于提高多现场总线的协议转换效率，减少通信冲突。
[0005]第一方面，本申请提供一种兼容多现场总线协议的工业无线网关装置，所述装置包括微处理器模块、Profibus
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DP通信模块、CAN通信模块、Modbus TCP通信模块以及ZigBee通信模块；所述微处理器模块分别与Profibus
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DP通信模块、CAN通信模块、Modbus TCP通信模块以及ZigBee通信模块连接；
[0006]所述Profibus
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DP通信模块用于与预设的Profibus
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DP总线网络通信连接，并用于作为Profibus
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DP主干网络的从节点；
[0007]所述CAN通信模块用于与预设的CAN总线网络通信连接，并用于作为CAN主干网络的从节点；
[0008]所述Modbus TCP通信模块用于与预设的Modbus TCP工业以太网络通信连接，并用于作为Modbus TCP主干网络的从节点；
[0009]所述ZigBee通信模块用于与预设的ZigBee无线传感器网络通信连接并用于作为ZigBee无线传感器网络接入的主节点；
[0010]所述微处理器模块用于采用预设的多协议转换通信模型对Profibus
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DP通信模
块、CAN通信模块、Modbus TCP通信模块以及ZigBee通信模块进行控制，将ZigBee无线传感器网络和多种现场总线网络进行协议转换。
[0011]可选的，所述装置还包括电源模块，所述电源模块分别与所述微处理器模块、Profibus
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DP通信模块、CAN通信模块、Modbus TCP通信模块以及ZigBee通信模块连接，以提供电源。
[0012]可选的，所述Profibus
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DP通信模块包括协议芯片、第一光电隔离电路和驱动器，所述微处理器模块与所述协议芯片连接，所述协议芯片与所述第一光电隔离电路连接，所述第一光电隔离电路与所述驱动器连接，所述驱动器与预设的Profibus
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DP总线网络连接。
[0013]可选的，所述CAN通信模块包括CAN控制器、第二光电隔离电路和CAN总线收发器，所述CAN控制器通过所述第二光电隔离电路与所述CAN总线收发器连接，所述CAN总线收发器与预设的CAN总线网络连接。
[0014]可选的，所述Modbus TCP通信模块包括以太网控制器、以太网物理层接口芯片以及以RJ
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45网络接口，所述以太网控制器与所述以太网物理层接口芯片连接，所述以太网物理层接口芯片与所述RJ
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45网络接口连接，所述RJ
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45网络接口与预设的Modbus TCP工业以太网络连接。
[0015]可选的，所述ZigBee通信模块采用CC2530芯片，所述微处理器模块通过预设的UART串口与所述CC2530芯片连接，所述CC2530芯片连接预设的ZigBee无线传感器网络。
[0016]可选的，所述CAN控制器和以太网控制器内置集成于所述微处理器模块内。
[0017]可选的，所述微处理器模块采用STM32F407ZGT6芯片。
[0018]可选的，所述Profibus
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DP通信模块的协议芯片采用SPC3芯片。
[0019]可选的，所述Profibus
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DP通信模块的驱动器采用RS485型号器件。
[0020]本申请包括以下有益技术效果：
[0021]本申请的无线网关装置在不破坏原网络结构的情况下直接接入，该无线网关装置可以看作为主干网络的从节点和接入网的主节点，实现保护原有网络结构，并且将相对小规模的异构网络集成入主干网络中；对于Profibus
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DP主干网络、CAN主干网络和Modbus TCP主干网络，无线网关装置作为从站点；对于ZigBee无线传感器网络，无线网关装置作为主站点，即ZigBee无线传感网络的协调器，并于将ZigBee终端节点设备通过无线的方式接入Profibus
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DP主干网络、CAN主干网络和Modbus TCP主干网络里，组成可移动的混合工业网络，从而实现了多种现场总线网络与ZigBee无线传感器网络的互联，解决异构网络之间协议不匹配的问题，有助于提高通信效率，减少通信冲突。
附图说明
[0022]图1是本技术提供的兼容多现场总线协议的工业无线网关装置一种实施例的原理框图；
[0023]图2是本技术提供的兼容多现场总线协议的工业无线网关装置另一种实施例的原理框图；
[0024]附图标记说明：1、微处理器模块；2、Profibus
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DP通信模块；21、协议芯片；22、第一光电隔离电路；23、驱动器；3、CAN通信模块；31、CAN控制器；32、第二光电隔离电路；33、CAN总线收发器；4、Modbus TCP通信模块；41、以太网控制器；42、以太网物理层接口芯片；43、
RJ
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45网络接口；5、ZigBee通信模块；6、电源模块。
具体实施方式...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兼容多现场总线协议的工业无线网关装置，其特征在于：所述装置包括微处理器模块、Profibus
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DP通信模块、CAN通信模块、Modbus TCP通信模块以及ZigBee通信模块；所述微处理器模块分别与Profibus
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DP通信模块、CAN通信模块、Modbus TCP通信模块以及ZigBee通信模块连接；所述Profibus
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DP通信模块用于与预设的Profibus
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DP总线网络通信连接，并用于作为Profibus
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DP主干网络的从节点；所述CAN通信模块用于与预设的CAN总线网络通信连接，并用于作为CAN主干网络的从节点；所述Modbus TCP通信模块用于与预设的Modbus TCP工业以太网络通信连接，并用于作为Modbus TCP主干网络的从节点；所述ZigBee通信模块用于与预设的ZigBee无线传感器网络通信连接并用于作为ZigBee无线传感器网络接入的主节点；所述微处理器模块用于采用预设的多协议转换通信模型对Profibus
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DP通信模块、CAN通信模块、Modbus TCP通信模块以及ZigBee通信模块进行控制，将ZigBee无线传感器网络和多种现场总线网络进行协议转换。2.根据权利要求1所述的兼容多现场总线协议的工业无线网关装置，其特征在于：所述装置还包括电源模块，所述电源模块分别与所述微处理器模块、Profibus
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DP通信模块、CAN通信模块、Modbus TCP通信模块以及ZigBee通信模块连接，以提供电源。3.根据权利要求1所述的兼容多现场总线协议的工业无线网关装置，其特征在于：所述Profibus
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DP通信模块包括协议芯片、第一光电隔离电路和驱动器，所述微处理器模块与所述协议芯片连接，所述协议芯片与所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶杨婷，
申请(专利权)人：江汉大学，
类型：新型
国别省市：