基于ARM的串口/以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)

提出一種基于arm9處理器的電力系統(tǒng)通信協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置的設(shè)計(jì)方案。具體闡述該方案的工作原理、主要特點(diǎn)、總體設(shè)計(jì)、硬件電路和軟件設(shè)計(jì)。

介紹基于dsp+arm架構(gòu)協(xié)議轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)組成及其工作原理,給出了dsp通過emif接口與fpga無縫連接的接口實(shí)現(xiàn),dsp通過hpi接口與arm高速接口的實(shí)現(xiàn),以及基于arm的高速以太網(wǎng)接口。簡要介紹了基于嵌入式操作系統(tǒng)μclinux的網(wǎng)絡(luò)編程,給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

針對(duì)現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)互連需求研究并設(shè)計(jì)了一個(gè)串口-網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換器。它能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)串口設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和控制,再通過以太網(wǎng)接口與pc機(jī)相連。從硬件和軟件分為2個(gè)主要部分進(jìn)行研究。硬件部分將μc/os-ⅱ作為嵌入式操作系統(tǒng),選擇lpc2210作為控制器,串口處理模塊采用max3232芯片對(duì)uart進(jìn)行rs232電平轉(zhuǎn)換;以太網(wǎng)控制芯片選用常用的10misa總線接口的rtl8019as。軟件部分主要分為μc/os-ⅱ嵌入式操作系統(tǒng)的移植與串口驅(qū)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

?1994-2010chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsreserved.http://www.cnki.net 第2卷　第4期 2009年8月　 　　　　　 　中國光學(xué)與應(yīng)用光學(xué) chinesejournalofopticsandappliedoptics　 　　　vol.2　no.4 　aug.2009 　　收稿日期:2009204218;修訂日期:2009206223 文章編號(hào)　167422915(2009)0420352206 基于fpga的千兆以太網(wǎng)光纖轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì) 于洪濤1,2,丁鐵夫 1 ,鄭喜鳳 1 ,李　爽 1,2 ,尹柱霞 1,2 (1.中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所,吉林長春13

為了解決千兆以太網(wǎng)5類非屏蔽雙絞線(1000base-t)最長傳輸距離為100m的瓶頸問題,選用了傳輸距離較遠(yuǎn)的光纖取代原有的5類非屏蔽雙絞線。考慮網(wǎng)絡(luò)成本,不改變?cè)邪l(fā)送與接收系統(tǒng)結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了一種千兆以太網(wǎng)光纖轉(zhuǎn)換器。通過基于現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)的光纖端和千兆以太網(wǎng)端數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換及控制模塊的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)雙絞線和光纖兩種介質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)換。將該轉(zhuǎn)換器應(yīng)用于高清晰度led顯示屏的實(shí)時(shí)數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)中,取得了良好的效果,實(shí)現(xiàn)了距離可達(dá)10km的實(shí)時(shí)數(shù)字視頻傳輸,滿足了未來一段時(shí)期內(nèi)用戶的需求,達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)。

網(wǎng)關(guān)(gateway)又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器。網(wǎng)關(guān)在傳輸層上以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，是最復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備， 僅用于兩個(gè)高層協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò)互連。網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)也和路由器類似，不同的是互連層。網(wǎng)關(guān)既可以用于廣 域網(wǎng)互連，也可以用于局域網(wǎng)互連。網(wǎng)關(guān)是一種充當(dāng)轉(zhuǎn)換重任的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或設(shè)備。在使用不同的通信協(xié) 議、數(shù)據(jù)格式或語言,甚至體系結(jié)構(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)之間，網(wǎng)關(guān)是一個(gè)翻譯器。與網(wǎng)橋只是簡單地傳達(dá) 信息不同，網(wǎng)關(guān)對(duì)收到的信息要重新打包，以適應(yīng)目的系統(tǒng)的需求。同時(shí)，網(wǎng)關(guān)也可以提供過濾和安全功 能。大多數(shù)網(wǎng)關(guān)運(yùn)行在osi7層協(xié)議的頂層--應(yīng)用層。 大家都知道，從一個(gè)房間走到另一個(gè)房間，必然要經(jīng)過一扇門。同樣，從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)向另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息， 也必須經(jīng)過一道“關(guān)口”，這道關(guān)口就是網(wǎng)關(guān)。顧名思義，網(wǎng)關(guān)(gateway)就是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的 “關(guān)口”。 按照不同的分類標(biāo)

針對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)中一些智能設(shè)備因通信協(xié)議不同而無法通信的問題,文章以上位機(jī)與modbus智能設(shè)備通信為例,介紹了一種將rs232協(xié)議轉(zhuǎn)換為modbus協(xié)議的智能協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì),詳細(xì)介紹了該協(xié)議轉(zhuǎn)換器的硬件設(shè)計(jì)及軟件實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該智能協(xié)議轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)處理速度快,能夠有效地實(shí)現(xiàn)modbus設(shè)備與上位機(jī)之間的通信。

采用嵌入式系統(tǒng)研制一種多協(xié)議轉(zhuǎn)換器,研究了一種基于特征字符集的協(xié)議解析方法,建立了單串口指令序列及序列接收的控制模型,采用特征字符協(xié)議解析法,實(shí)現(xiàn)對(duì)該串口外設(shè)數(shù)據(jù)的自主采集和提取。指令序列和協(xié)議解析方法可選擇、可配置,可滿足對(duì)多種不同協(xié)議的解析和轉(zhuǎn)換。

為實(shí)現(xiàn)modbus設(shè)備到bacnet/mstp現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的集成,提出一種應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)bacnet/mstp現(xiàn)場總線與modbus總線協(xié)議轉(zhuǎn)換方法。分析bacnet協(xié)議和modbus協(xié)議的特點(diǎn),從軟硬件設(shè)計(jì)的角度,提出硬件設(shè)計(jì)方案,詳細(xì)闡述界面配置軟件和嵌入式協(xié)議轉(zhuǎn)換器軟件設(shè)計(jì),通過對(duì)協(xié)議轉(zhuǎn)換器軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,提高了轉(zhuǎn)換器的效率。vts測試結(jié)果表明,該模塊符合bacnet標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備規(guī)范。

闡述了數(shù)據(jù)通信方式的選擇,異步串行通信的定義及設(shè)置,分析了串行接口的實(shí)現(xiàn),詳細(xì)地介紹了基于單片機(jī)協(xié)議轉(zhuǎn)換器的硬件設(shè)計(jì)及其協(xié)議轉(zhuǎn)換,最后歸納了基于單片機(jī)的協(xié)議轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn),以推廣該轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用。

介紹一種基于rc7883和rc7240fasic芯片設(shè)計(jì)的匯聚型以太網(wǎng)接口轉(zhuǎn)換器,用來替換在營運(yùn)商的中心端傳統(tǒng)采用的集中型轉(zhuǎn)換器。以解決采用集中型機(jī)架式轉(zhuǎn)換器時(shí)所帶來的接口多、走線復(fù)雜,難以維護(hù)和管理等諸多問題。

隨著工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展,現(xiàn)場總線技術(shù)越來越受到重視,它是面向工廠底層自動(dòng)化及信息集成的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù),而can總線是現(xiàn)場總線中運(yùn)用比較多的一種。為了解決多種不同設(shè)備接口連接can總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換問題,需要開發(fā)協(xié)議轉(zhuǎn)換器。而當(dāng)前協(xié)議轉(zhuǎn)換器種類繁多,價(jià)格和質(zhì)量參差不齊。該文提出了一種在現(xiàn)場總線領(lǐng)域中用于can總線通信中的多協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì),該轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,還可實(shí)現(xiàn)二次開發(fā),支持can總線接口與rs-232接口、rs-485接口設(shè)備協(xié)議上進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)有效通信,在工控儀表領(lǐng)域經(jīng)過測試后,其性能穩(wěn)定。

本文著重介紹了應(yīng)用于工業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場的led屏存在的問題,并設(shè)計(jì)了一種解決這一問題的單片機(jī)系統(tǒng)。它可以對(duì)變送器和led屏控制器之間的協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,應(yīng)用范圍比較廣泛。

目前在工業(yè)控制領(lǐng)域,單片機(jī)系統(tǒng)主要通過rs232、rs485和can總線協(xié)議通信,它們無法直接與互聯(lián)網(wǎng)連接,因此該系統(tǒng)處于與互聯(lián)網(wǎng)隔絕的狀態(tài)。這些系統(tǒng)廣泛采用低成本8位單片機(jī),而這種單片機(jī)一般只具有rs232異步串行通信接口,要接入到互聯(lián)網(wǎng)必須進(jìn)行通信接口改造,這種改造不僅是接口的物理改造,更關(guān)鍵是數(shù)據(jù)格式的改造和通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換。本文提出一種rs232串行通信接口與rj45以太網(wǎng)接口轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)方案,已有的單片機(jī)系統(tǒng)可以通過該轉(zhuǎn)換器接入到以太網(wǎng),進(jìn)一步接入互聯(lián)網(wǎng)。

技術(shù)參數(shù) 以太網(wǎng)接口rj45 以太網(wǎng)接口速率10/100mbps 電纜接口bnc（75ω） 最遠(yuǎn)傳輸距離200mrg6sample(5.0db/100m) （傳輸距離與電纜性能有關(guān)） 電氣參數(shù) 輸入電源（主機(jī)）poe/dc24v/dc48v 輸出電源（從機(jī)）poe/dc12v（視頻輸入電壓及線纜損 耗而定） 功耗1w 環(huán)境參數(shù) 工作溫度0℃～+50℃ 儲(chǔ)存溫度-30℃～+75℃ 相對(duì)濕度0%～95%（無冷凝） 結(jié)構(gòu)參數(shù) 材質(zhì)鋁合金 重量100g 尺寸規(guī)格長70mm×寬38mm×高30mm vec100是基于同軸電纜傳輸以太網(wǎng)數(shù)據(jù) 和電源的設(shè)備。用戶前端設(shè)備從模擬攝像機(jī)升 級(jí)到ip攝像機(jī)時(shí)，通過加入vec100即可沿 用已有的同軸電纜資源而無需重新布線。該產(chǎn) 品可廣泛應(yīng)用于銀行系統(tǒng)、城市交通、冶金礦 山、安防監(jiān)控等眾多

本文提出了一種rs232串口與rj45以太網(wǎng)接口轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)方案,給出了轉(zhuǎn)換器的總體結(jié)構(gòu)和硬件電路以及工作過程和程序流程,該轉(zhuǎn)換器成功應(yīng)用于風(fēng)機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)的改造項(xiàng)目。

為實(shí)現(xiàn)采集通信網(wǎng)動(dòng)力環(huán)境設(shè)備的告警數(shù)據(jù),分析了合廣動(dòng)力環(huán)境網(wǎng)管系統(tǒng)的通信協(xié)議與數(shù)據(jù)格式,介紹了相應(yīng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。

為了實(shí)現(xiàn)高速usb與千兆以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)換連接,采用usb3.0/千兆以太網(wǎng)專用轉(zhuǎn)換控制芯片ax88179設(shè)計(jì)了usb/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器,并在充分說明ax88179芯片特性的基礎(chǔ)上,給出了其以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器的硬件電路設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)。

為了實(shí)現(xiàn)rs-232/485通用串口設(shè)備接入modbus總線,設(shè)計(jì)了一種通用串口到modbusrtu的協(xié)議轉(zhuǎn)換器,以iap12c5a60s2單片機(jī)為主控制器;介紹了硬件結(jié)構(gòu)和電路實(shí)現(xiàn)方法,結(jié)合modbusrtu協(xié)議規(guī)范提出了軟件設(shè)計(jì)思想,分析協(xié)議轉(zhuǎn)換關(guān)鍵問題并給出了解決辦法;最后,采用串口調(diào)試工具stc-isp和rcp-972儀表對(duì)協(xié)議轉(zhuǎn)換器進(jìn)行測試和分析,結(jié)果表明主設(shè)備發(fā)出命令幀后100ms內(nèi)收到協(xié)議轉(zhuǎn)換器回傳的數(shù)據(jù)幀,協(xié)議轉(zhuǎn)換器能夠正確實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換和報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)功能。

為實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息網(wǎng)對(duì)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,需要采用以太網(wǎng)can總線轉(zhuǎn)換器在以太網(wǎng)和can網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)換器中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)或者數(shù)據(jù)過載會(huì)嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)換器的實(shí)時(shí)性能,為確保轉(zhuǎn)換器的實(shí)時(shí)性能,分析了該轉(zhuǎn)換器的延時(shí)特性,針對(duì)影響轉(zhuǎn)換器延時(shí)的因素設(shè)計(jì)了減少轉(zhuǎn)換器延時(shí)的數(shù)據(jù)包拆分組裝算法和隊(duì)列管理機(jī)制,并通過實(shí)際平臺(tái)開發(fā)該以太網(wǎng)can總線轉(zhuǎn)換器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該轉(zhuǎn)換器能在兩個(gè)異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。

提出了一種w7100a網(wǎng)絡(luò)微處理器+can控制器sja1000的can-以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)方案,闡述了具體的硬件設(shè)計(jì)與通信軟件設(shè)計(jì)。采用w7100a不需要tcp/ip協(xié)議集的編寫,降低了開發(fā)難度并能縮短開發(fā)周期,can總線電路采用磁隔離技術(shù)(icoupler)。模塊能自動(dòng)更新目標(biāo)ip地址,設(shè)置以太網(wǎng)配置參數(shù),實(shí)現(xiàn)can網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)雙向數(shù)據(jù)傳輸,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

根據(jù)汽車電子開發(fā)的需要,設(shè)計(jì)了基于freescal公司mc9s08dz60的usb-can總線協(xié)議轉(zhuǎn)換器,設(shè)計(jì)了協(xié)議轉(zhuǎn)換器的硬件電路和軟件,使用ni-visa編寫了上位機(jī)的usb驅(qū)動(dòng)程序。