【摘 要】
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随着企业信息化进程的深入发展,实现企业上层管理网络与现场控制网络的无缝连接显得越来越重要。但多种现场总线标准并存而相互间无法兼容的问题却一直困扰着工业界,因此将工
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随着企业信息化进程的深入发展,实现企业上层管理网络与现场控制网络的无缝连接显得越来越重要。但多种现场总线标准并存而相互间无法兼容的问题却一直困扰着工业界,因此将工业以太网应用到现场控制网络无疑已成为当前研究的热点和未来发展的趋势。Modbus是目前应用最广泛的现场总线协议之一,1999年又推出了在以太网上运行的Modbus/TCP工业以太网协议。本文设计并实现了一种基于嵌入式系统的Modbus/TCP协议转换网关,允许用户通过以太网对Modbus现场总线设备进行监控,实现了以太网与现场总线的互联。本文针对工业控制领域的应用选择了主流的ARM920T内核的32位高性能工业级嵌入式微处理器作为硬件系统的核心,其网络接口速度可达100Mbps。软件系统移植并实现了开放源代码的嵌入式实时操作系统μC/OS-II和轻量级TCP/IP协议栈LwIP。系统总体设计方案在较高性价比的基础上具有最佳的可移植性和可扩展性,同时根据嵌入式系统开发的特点建立了一套高效便捷的软件开发环境。在此基础上进行应用层程序的设计,实现了嵌入式Web服务和Modbus/TCP协议转换功能,并给出了详细的程序设计方法和工作流程,还提供了Web方式下更新网关固件中的配置信息的解决方案。测试结果表明该网关工作稳定可靠。最后给出了实际的应用案例。本文侧重于工程应用问题的解决,重点不在于理论研究。本文实现的嵌入式Modbus/TCP网关对于工业以太网与现场总线互联的深入应用具有较高的参考价值和实际意义。
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