針對工業(yè)控制中不同通信協(xié)議之間通信困難的問題,文中對多協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)進行深入研究,建立多協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)通信模型,并基于嵌入式技術(shù)搭建多協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)軟硬件平臺,編寫總線協(xié)議驅(qū)動程序以及應(yīng)用程序。實現(xiàn)LIN總線協(xié)議、CAN總線協(xié)議以及RS485總線協(xié)議設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)互連和信息交互,實驗結(jié)果驗證了多協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的準確可靠性,解決了不同通信協(xié)議之間通信困難的問題。 

【文章來源】：儀表技術(shù)與傳感器. 2020,(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

0 RS485總線協(xié)議接收數(shù)據(jù)

目前國際上有繁多的現(xiàn)場總線標準，不同廠商生產(chǎn)開發(fā)的加工設(shè)備支持不同標準的協(xié)議接口，對不同加工設(shè)備之間的互聯(lián)帶來極大的不便。該問題解決方案可有以下兩種:使管理系統(tǒng)支持多種不同的總線接口以掛接不同的加工設(shè)備;實現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換，管理系統(tǒng)提供單一總線協(xié)議接口，通過協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將多種不同總線協(xié)議轉(zhuǎn)換成管理系統(tǒng)所支持總線協(xié)議，整個加工車間的參數(shù)數(shù)據(jù)通過該總線協(xié)議統(tǒng)一傳輸。第一種方案會加大管理系統(tǒng)的開發(fā)難度，增加資源管理系與各類加工設(shè)備之間的耦合性，不利于系統(tǒng)維護;因而本文實現(xiàn)第二種方案，通過協(xié)議轉(zhuǎn)換將管理系統(tǒng)與加工設(shè)備徹底隔離，利于各個加工設(shè)備的添加、移除或者更換，解決不同協(xié)議通信困難問題。多協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信總體構(gòu)圖如圖1所示。用戶數(shù)據(jù)以某種總線協(xié)議傳輸，即是在用戶數(shù)據(jù)前后加上該協(xié)議的幀頭和幀尾，然后裝載到特定的物理層上以一定的比特流進行發(fā)送，各種總線協(xié)議的不同之處在于幀格式以及在物理總線上的比特流。因而不同總線協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，首先需要具備物理層的支持，以實現(xiàn)比特流的傳輸，在鏈路層，得到一幀數(shù)據(jù)后，需要對幀格式進行轉(zhuǎn)換，去掉該總線協(xié)議的幀頭和幀尾，提取出用戶數(shù)據(jù)，再加上另一種總線的幀頭和幀尾，裝載到物理層上進行傳輸;多協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)則是支持多種總線協(xié)議幀頭和幀尾的拆分以及重組，即可實現(xiàn)多種異構(gòu)協(xié)議之間的相互轉(zhuǎn)換。本文設(shè)計的多協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)一端僅支持RS485總線協(xié)議接口，RS485總線接口簡單，一般計算機設(shè)備均支持，另一端支持CAN總線協(xié)議接口以及LIN協(xié)議接口，實現(xiàn)一對多協(xié)議轉(zhuǎn)換，多協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)總體模型如圖2所示。

通過專用的協(xié)議處理芯片來去掉和添加協(xié)議的幀頭和幀尾，RS485總線協(xié)議數(shù)據(jù)幀進入多協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)后，RS485總線協(xié)議處理芯片去掉RS485總線協(xié)議的幀頭和幀尾，得到帶有“標識頭”的用戶數(shù)據(jù)并寫入RS485總線協(xié)議輸入緩沖區(qū)，標識頭標志著該數(shù)據(jù)接下來要以哪種協(xié)議發(fā)送出去，中央處理模塊以LIN協(xié)議和CAN總線協(xié)議標識頭為依據(jù)，去掉標識頭將數(shù)據(jù)寫入LIN總線協(xié)議和CAN總線協(xié)議的輸出緩沖區(qū)，由其各自的協(xié)議處理芯片加上各自協(xié)議的幀頭和幀尾，發(fā)送到遠端;反向傳輸中，LIN總線協(xié)議和CAN總線協(xié)議數(shù)據(jù)幀進入多協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，去掉幀頭和幀尾得到用戶數(shù)據(jù)寫入各自的輸入緩沖區(qū)，中央處理模塊將其加上各自的標識頭寫入RS485總線協(xié)議輸出緩沖區(qū)，由RS485總線協(xié)議處理芯片加上其幀頭和幀尾發(fā)送至管理系統(tǒng)。2 多協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)計

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于STM32的多通道調(diào)理電路信號顯示與控制[J]. 邵煥杰,夏靜.  機械制造與自動化. 2018(05)
[2]基于RS485的消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 吳曉娜.  測控技術(shù). 2018(10)
[3]融合用戶相似度的影視推薦系統(tǒng)研究[J]. 徐紅艷,趙宏,王嶸冰,付瀚臣,劉逸倫.  遼寧大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(03)
[4]基于STM32的RS485總線多路超聲波測距系統(tǒng)[J]. 鄭昆,侯衛(wèi)國,姚婧,華揚.  儀表技術(shù)與傳感器. 2018(06)
[5]基于S3C2440的新型工業(yè)多協(xié)議轉(zhuǎn)換器設(shè)計[J]. 呂騰超,李由,李陽.  儀表技術(shù)與傳感器. 2017(10)
[6]基于ARM+交換芯片的協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計[J]. 唐琳,方方,羅正華.  計算機測量與控制. 2016(02)
[7]基于CAN/LIN雙總線電動汽車數(shù)字儀表系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 江學(xué)煥,張金亮,樊紅莉,高云,王志虎.  計算機工程與科學(xué). 2015(11)
[8]智能家居中異構(gòu)設(shè)備無縫集成的多協(xié)議網(wǎng)關(guān)設(shè)計[J]. 郭榮佐,郭進,黎明.  小型微型計算機系統(tǒng). 2015(10)
[9]基于電流模的低功耗抗EMI LIN總線接收器[J]. 張正民,寧振球,金星,秦英安.  微電子學(xué)與計算機. 2015(06)

博士論文
[1]面向智能斷路器的多協(xié)議通信技術(shù)研究[D]. 王計波.河北工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號：3136863