专利名称：一种工业以太网网关的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工业以太网网关，属于工业控制领域。
背景技术：
EIP在商业以太网中引入的CIP是专为工业控制设计的应用层协议， 提供了访问数据和控制设备操作的服务集(EIP和CIP的协议架构)。在 发送CIP数据包以前，必须对其进行封装。运行在EIP上的CIP可以与运 行在标准TCP/IP传输层上的任何其他协议同时存在。EIP可以与任何一 个基于CIP的网络(如DeviceNet和ControlNet)共存。由于建立在广泛 使用的协议簇之上，EIP首先真正实现了传感器级网络到控制器和企业 级网络的无缝集成CIP是经实践证明的、具有实时性的应用层协议，具 备CIP应用层的以太网才是真正开放的工业以太网产品。
它是基于DeviceNet、 ControlNet、 EIP的通信协议，为DeviceNet、 ControlNet、 EtherNet/IP网络提供公共的应用层和设备描述。CIP建立在 单一的、与介质无关的平台上，为从工业现场到企业管理层提供无缝通 信，使用户可以整合跨越不同网络的有关安全、控制、同步、运动、报 文和组态等方面的信息。它有助于使工程化和现场安装的开销最小化， 使用户获得最大的投资收益。
CIP采用基于非连接的用户数据报文协议/网际协议(UDP/IP)和基 于连接的传输控制协议/网际协议(TCP/IP)分别作为Ethernet网上控制 数据和信息数据的传输协议，允许发送隐式和显式报文(CIP与TCP/IP 层次关系见图3)。其中，隐式报文是对时间有苛刻要求的I/O信息，通 过UDP/IP完成的隐式报文中數据区包含实时I/0数据(CIP的控制部分)；
显式报文是无时间苛刻要求的点对点信息，可由TCP/IP完成(CIP的信 息部分)。CIP是一个基于对象的网络设备的解决方案。作为设备间进行 自动化数据传输的通讯协议，CIP把每一个网络设备看作一系列对象的集 合。每个对象也只是一组设备相关数据的集合，称为属性。它通过设备 描述对网络中的设备进行完整的定义。CIP向终端用户提供了自动化系统 必不可少的控制、组态、数据采集服务功能。
为面向自动化领域提供了以太网上工业自动化设备的互操作性和互 换性。因此需要开发新一代网关。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工业以太网网关，该网关用于一种连接 EtherNet/IP网络和Modbus/TCP网络的设备，具有控制、组态、数据采 集服务功能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是所述的网关其硬件包括电 源、主芯片、FLASH、 SDRAM、以太网口、以太网收发器、RS232串口、 状态灯、拨码；
其连接关系以主芯片为核心，与以太网收发器、RS232串口、状 态灯、拨码、FLASH、 SDRAM、以太网口相互连接并信息相通，电源接 至主芯片；
上述电路成为Ethernet/IP和Modbus/TCP网络中的一个节点，实现 了 Ethernet/IP从站，包括Adapter功能，UCMM报文的收发，接收Classl 连接和进行Classl数据通信，还实现了 Modbus/TCP主站的功能，能够 管理Modbus/TCP网络，发起通信请求的报文-,
在程序处理上，采用嵌入式操作系统Reworks,运行任务包括Webpage 服务器，协议解析和数据转发，EtherNet/IP从站任务，Modbus/TCP主站 任务。
本发明的有益效果本发明的工业以太网网关提供了自动化系统必 不可少的控制、组态、数据采集服务功能的产品，为面向自动化领域提 供了以太网上工业自动化设备的互操作性和互换性，具有一定经济效益。
以下结合附图和实施例对本发明作比较详细说明。
图1为本发明的工业以太网网关结构框图； 图2为本发明的工业以太网网关软件流程图。
具体实施例方式
参照图l，这是本发明的工业以太网网关结构框图。
如图所示，所述的网关包括电源(8)、主芯片(l)、 FLASH(2)、 SDRAM(3)、以太网口(4)、以太网收发器(5)、 RS232串口(6)、状态灯、 拨码(7);以主芯片为核心，与以太网收发器、RS232串口、状态灯、拨 码、FLASH、 SDRAM、以太网口相互连接并信息相通，电源接至主芯片；
上述电路成为Ethernet/IP和Modbus/TCP网络中的一个节点，实现 了Ethemet/IP从站，包括Adapter功能，UCMM报文的收发，接收Class 1 连接和进行Classl数据通信，还实现了 Modbus/TCP主站的功能，能够 管理Modbus/TCP网络，发起通信请求的报文；
在程序处理上，采用嵌入式操作系统Reworks,运行任务包括Webpage 服务器，协议解析和数据转发，EtherNet/IP从站任务，Modbus/TCP主站 任务。
所述的主芯片中的控制器，采用ARM9处理器控制程序指令的执行； 扩展32M大小SDRAM存储器；扩展了 16M大小的Flash存储程序代 码和固化数据。
所述的电源，由24V直流电通过电源降压模块转换得到。
所述的主芯片电路中的晶振，为处理器提供时钟来源；该装置扩展 了串口收发器用于监控数据；同时装置带有状态指示灯和拨码开关。
参照图2，这是本发明的工业以太网网关的软件流程图。
如图所示，采用嵌入式实时操作系统Reworks,操作系统内嵌TCP /IP协议栈，操作系统实现对多个任务，其步骤是系统上电后，Flash 中的u-boot代码启动，初始化硬件寄存器和外围接口，将程序代码重新 映射到片外SDRAM运行，以太网数据的收发，IP数据的解析和收发， TCP/UDP数据的解析和收发由操作系统内嵌的TCP/IP协议栈完成，应 用层利用操作系统的任务管理机制建立了 EtherNet/IP从站任务，MO DBUS/TCP主站任务，Webpage服务器，协议解析和数据转发任务， 任务之间通过信号量机制通信和协调。
权利要求
1.一种工业以太网网关，用于一种连接EtherNet/IP网络和Modbus/TCP网络的设备，其特征在于；所述的网关包括电源(8)、主芯片(1)、FLASH(2)、SDRAM(3)、以太网口(4)、以太网收发器(5)、RS232串口(6)、状态灯、拨码(7)；以主芯片为核心，与以太网收发器、RS232串口、状态灯、拨码、FLASH、SDRAM、以太网口相互连接并信息相通，电源接至主芯片；上述电路成为Ethernet/IP和Modbus/TCP网络中的一个节点，实现了Ethernet/IP从站，包括Adapter功能，UCMM报文的收发，接收Classl连接和进行Class1数据通信，还实现了Modbus/TCP主站的功能，能够管理Modbus/TCP网络，发起通信请求的报文；在程序处理上，采用嵌入式操作系统Reworks，运行任务包括Webpage服务器，协议解析和数据转发，EtherNet/IP从站任务，Modbus/TCP主站任务。
2. 如权利要求l所述的工业以太网网关，其特征在于；所述的主芯 片中的控制器，采用ARM9处理器控制程序指令的执行；扩展32M大 小SDRAM存储器;扩展了 16M大小的Flash存储程序代码和固化数据。
3. 如权利要求1所述的工业以太网网关，其特征在于；所述的电源， 由24V直流电通过电源降压模块转换得到。
4. 如权利要求l所述的工业以太网网关，其特征在于；所述的主芯 片电路中的晶振，为处理器提供时钟来源；该装置扩展了串口收发器用 于监控数据；同时装置带有状态指示灯和拨码开关。
5.如权利要求1所述的工业以太网网关，其特征在于；所述的软件，采用嵌入式实时操作系统Reworks,操作系统内嵌TCP/IP协议栈， 操作系统实现对多个任务，步骤是系统上电后，Flash中的u-boot代 码启动，初始化硬件寄存器和外围接口，将程序代码重新映射到片外SD RAM运行，以太网数据的收发，IP数据的解析和收发，TCP/UDP数据 的解析和收发由操作系统内嵌的TCP/IP协议栈完成，应用层利用操作系 统的任务管理机制建立了 EtherNet/IP从站任务，MODBUS/TCP主站 任务，Webpage服务器，协议解析和数据转发任务，任务之间通过信号 量机制通信和协调。
全文摘要
本发明涉及一种工业以太网网关，包括电源、主芯片、FLASH、SDRAM、以太网口、以太网收发器、RS232串口、状态灯、拨码；以主芯片为核心，与以太网收发器、RS232串口、FLASH、SDRAM、以太网口相互连接并信息相通，电源接至主芯片；上述电路成为Ethernet/IP和Modbus/TCP网络中的一个节点，实现了Ethernet/IP从站和Modbus/TCP主站的功能；程序采用嵌入式操作系统Reworks，包括Webpage服务器，协议解析和数据转发，EtherNet/IP从站和Modbus/TCP主站任务。软件上内嵌TCP/IP协议栈，实现对多个任务的管理。
文档编号H04L12/66GK101179537SQ200710171778
公开日2008年5月14日 申请日期2007年12月5日 优先权日2007年12月5日
发明者徐智穹, 浩 邱 申请人:上海电器科学研究所(集团)有限公司