[实用新型]Modbus/TCP-MODBUS通信网关

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种Modbus/TCP-MODBUS通信网关，属于工业以太网技术领域。

背景技术

随着工业现场控制和信息化管理的不断发展，工业以太网技术近年来不断发展。工业以太网是基于IEEE802.3物理层和数据链路层，使用TCP/IP，UDP/IP作为网络层和传输层，利用以太网一系列现成的协议，但在应用层加上工业通信需要的协议，或仅使用以太网的底层，对上层加以改造以满足工业通信的要求。

目前，国际上占主流地位的工业以太网技术是基于标准的TCP/IP协议和标准的以太网层的Modbus TCP和Ethernet/IP技术。这两种技术目前由ODVA组织推行，有施耐德，罗克韦尔等著名的工控领域公司给予产品和技术的支持。

但是工业现场目前存在大量的串行口设备，它们支持简单易用的Modbus协议，但是Modbus协议只能支持短距离的传输，而且各设备厂家对Modbus协议的实现方式也不完全相同。为了保护投资企业的现有设备还能继续使用，而又要实现信息层对现场设备层的数据管理和控制，因此有必要开发新的产品。

如专利号为CN200410093010.0的发明专利“MODBUS/TCP工业以太网和PROFIBUS-DP现场总线间的协议转换方法和装置”，专利号为CN03129417.0的发明专利“MODBUS/TCP工业以太网和设备网现场总线间的协议转换方法和装置”和专利号为CN200510025262.4的发明专利“MODBUS/TCP工业以太网与设备网现场总线和Profibus DP现场总线间的多协议转换方法和装置”，涉及Profibus协议和设备网协议到Modbus/TCP协议的转化方法和装置，而且三种协议的实现均采用现有的Anybus公司现成产品模块，模块与CPU之间通过双端口RAM数据交互，实现了协议之间的简单两两转化。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种Modbus/TCP-Modbus通信网关，该通信网关不仅实现Modbus/TCP协议和Modbus协议的数据转发和解析，而且实现了Modbus/TCP服务器和Modbus Master的功能，Modbus侧能够管理多达32个Modbus Slave设备，支持Modbus命令的分段发送，支持Modbus数据的打包和分包传输，还可通过上位机对网关参数进行配置，应用非常灵活。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：其硬件包括电源模块、CPU模块、存储器模块、以太网接口模块、串口接口模块以及其它模块。

所述的电源模块，选用3.3V作为产品的主电源。选用的各种芯片包括CPU、FLASH、SRAM、以太网芯片等都使用3.3V电源。

选用的5V电源，使用在RS485接口电路中，4路RS485电路是相互隔离的。

时钟和复位模块：这部分对电路的稳定工作至关重要。选用11.0592M晶振来产生CPU芯片所需要的主时钟频率，同时选用专门的复位芯片支持自动复位和手动复位。

所述的CPU模块，本项目产品软件，需要运行嵌入式实时操作系统及TCP/IP、Modbus/TCP协议栈，为了保证整个系统软件的高实时性及可靠性，选用了高性能的ARM9芯片。

所述的以太网串口电路，嵌入式处理器CPU具有10M/100M自适应的以太网MAC控制器，通过MII接口外接物理层芯片，网络变压器和RJ45接头，构成了网络电路模块。嵌入式处理器CPU具有4个独立的UART接口，因此外接4个独立的RS485电路模块即可构成4个串口，该串口电路稳定，抗干扰能力强。

所述的其它模块，主要包括拨码开关，指示灯电路和存储器电路，其中拨码开关用于产品配置与运行状态的选择，指示灯用于指示产品的各种状态，存储器用于固化程序和运行代码。Modbus/TCP通信网关通过Modbus/TCP协议和Modbus协议的相互转换，可以将Modbus串口设备接入到Modbus/TCP网络，并且实现数据的双向交换。网关连接Modbus/TCP网络和Modbus网络，既实现了Modbus/TCP服务器功能，又实现了Modbus主站功能。网关支持Modbus命令的分段发送和Modbus数据的打包和分包，4个硬件串口并发处理Modbus报文，提高了Modbus网络的效率。网关运行参数可以通过以太网接口配置，应用非常灵活。