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现场总线在三十几年中得到了快速发展并出现多种总线,而各总线有其不同的应用领域和技术特点,因此短期内多总线并存的局面很难改变,这就造成各现场总线之间的互连、互通与互操作难题。本文基于上述背景,针对应用较为广泛的DeviceNet、CANopen、Modbus三种协议之间的互连问题,提出了一种集成DeviceNet/CANopen-Modbus网关的解决方案,该解决方案可将Modbus设备通过所设计的网关实现DeviceNet或CANopen通信。同时设计一种经济可靠的Modbus I/O模块来满足工业现场的要求,该模块不仅可以单独作为Modbus从节点使用,而且还可与所设计的网关组成一个网络系统,是网关强大功能的一个简单应用实例。本文首先介绍了网关切换转换、地址设定关键技术和Modbus I/O模块地址分配技术以及两者的设计要求,根据要求提出了首先实现系统基本通信的解决方案,设计了以STM32F103单片机为核心的网关和以STC15单片机为核心的Modbus I/O模块的硬件电路。软件设计上,从网关的DeviceNet-Modbus协议转换设计、网关的CANopen-Modbus协议转换设计和ModbusI/O模块软件设计三方面详述了系统的软件设计。然后,搭建实验测试平台,通过抓取并分析实验过程中的数据以及出现的实验现象,验证了系统通信功能的正确性。最后,在实现系统基本通信功能的基础上,对系统电磁兼容性进行了设计,并通过电快速瞬变脉冲群EFT/B试验和射频场感应的传导干扰抗扰度试验得出了系统相应试验的抗干扰等级,验证了系统通信的可靠性。