一种基于Wi-Fi和PROFIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统的制作方法
【专利说明】—种基于W1-Fi和PROFIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统
技术领域
[0001]本发明属于工业自动化(工业通信)领域，涉及一种基于W1-Fi和PROFIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统。
【背景技术】
[0002]目前，大多数工厂的管理人员对于工厂设备的监控操作主要是通过固定于与生产设备相连的过程控制显示面板或显示器实现的。因此，在生产过程中必定将操作人员固定的束缚在显示器前。而通过无线的操作方式能很好的摆脱这种监控束缚，管理人员只要在有无线网络的地方就可以对生产设备的情况进行监控和管理，极大的增强了操作的灵活性。
PROF I BUS (Process Field Bus，过程现场总线)能用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术，可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，其中PROFIBUS-DP是适用于工厂现场设备的PR0FIBUS标准。在Wi_Fi环境下，工厂管理人员可以通过手机，平板电脑或笔记本电脑打开Web页面监视并管理生产系统和现场设备的运行状态和各种参数。因此相关人员不必工作在生产现场的一线即可远程监管设备及生产运行情况，调整设备工作状态，优化生产过程。同时本嵌入式网关设计的SSL安全机制能对PR0FIBUS-DP总线系统传输过程中的数据进行加密，保证数据传输的安全性，防止数据泄密。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是将W1-Fi网络和PR0FIBUS-DP现场总线两种异构网络连接起来，并通过无线终端实现对工业现场设备的监控。企业管理者或用户可以借助W1-Fi网络，使用无线客户端更方便、快捷的对现场设备的参数进行合理配置。用户也可以根据自己的需求对无线客户端的类型进行选择。
[0004]为解决上述问题，本发明是通过如下技术方案实现的:一种基于W1-Fi和PR0FIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统，其特征在于:包括RS-485驱动器、高速光电耦合器、基于Cortex TM-A8内核的S5PV210微处理器模块、网络隔离变压器和无线网卡构成。所述的嵌入式Web网关和通信系统中的PR0FIBUS-DP总线及其设备与RS-485驱动器进行电气连接；而RS-485驱动器与高速光电耦合器进行电气连接；高速光电耦合器又与基于Cortex TM-A8内核的S5PV210微处理器模块进行电气连接；其中S5PV210微处理器模块主要由S5PV210微处理器、USB接口、DDR2 RAM存储器、复位电路、电源控件、串口单元以及NAND FLASH存储器组成，并且USB接口、DDR2 RAM存储器、复位电路、电源控件、串口单元以及NAND FLASH存储器分别和中央处理芯片S5PV210微处理器进行电气连接；而基于Cortex TM-A8内核的S5PV210微处理器模块与网络隔离变压器进行电气连接；网络隔离变压器和无线网卡进行电气连接；无线网卡与W1-Fi网络进行无线连接；W1-Fi网络和无线终端进行无线连接。
[0005]上述的一种基于W1-Fi和PROFIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统，其特征在于:系统软件首先搭建了软件的开发平台，包括Linux操作系统的移植、Appweb服务器的移植、数据库的移植，同时软件设计基于B/S模式的Web无线客户端。
[0006]上述的一种基于W1-Fi和PROFIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统，其特征在于:所述RS-485驱动器采用的型号为AQMD3608BLS。
[0007]上述的一种基于W1-Fi和PROFIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统，其特征在于:所述高速光电耦合器采用的型号为TLP116A。
[0008]上述的一种基于W1-Fi和PROFIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统，其特征在于:所述基于Cortex TM-A8内核的S5PV210微处理器模块采用的是三星公司生产的S5PV210微处理器为核心，加上外围的USB接口、DDR2 RAM存储器、复位电路、电源控件、NAND FLASH存储器以及串口单元组成的中央处理单元。
[0009]上述的一种基于W1-Fi和PR0FIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统，其特征在于:所述网络隔离变压器采用的是PSGLB网络隔离变压器。
[0010]上述的一种基于W1-Fi和PR0FIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统，其特征在于:所述无线网卡采用的是可接入W1-Fi网络的TP-LINK TL-WN823N网卡。
[0011]上述的一种基于W1-Fi和PR0FIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统，其特征在于:与嵌入式Web网关通过W1-Fi相连的无线终端采用的是可以连接W1-Fi的笔记本电脑、平板电脑或手机。
[0012]上述的一种基于W1-Fi和PR0FIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统，其特征在于:与嵌入式Web网关通过RS-485相连的是PR0FIBUS-DP总线，总线上挂载西门子PLC S7-300。
[0013]上述的一种基于W1-Fi和PR0FIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统的软件平台搭建主要包括搭建系统网关Linux环境；移植Appweb服务器；移植SSL (SecureSockets Layer安全套接层)安全协议；移植嵌入式数据库；搭建Web技术环境。
[0014]上述的基于W1-Fi和PR0FIBUS-DP总线的Web嵌入式网关的用户Web浏览器工作原理是:当用户在无线客户端的Web浏览器中输入网关的IP地址后，浏览器页面会自动弹出编写好的用户登录界面。
[0015]本发明的有益效果是:在W1-Fi环境下，无线终端(笔记本电脑或手机)与嵌入式Web网关实现网上连接，嵌入式Web网关又与相关PROFIBUS-DP设备(PLC)相连。用户可以通过无线终端接入W1-Fi网络通过嵌入式Web网关对PROFIBUS-DP总线上的设备进行方便快捷、实时地无线监控。
[0016]本发明的优点在于:
1)本发明可使用无线终端很方便的通过Web浏览器在W1-Fi环境下接入PR0FIBUS-DP总线，通过嵌入式Web网关进而实现W1-Fi和PR0FIBUS-DP总线系统的有效连接，充分利用了现有资源，有效地扩大了监控的灵活性和距离，使对PR0FIBUS-DP设备的监控更加灵活、多样，操作更加方便，人性化。
[0017]2)通过Web浏览器为界面控制系统，便捷地对PROFIBUS-DP现场总线上的设备进行无线实时监控和管理，这也是无线网络工业化应用发展的必然趋势，顺应了工业自动化发展的潮流，有利于进一步推广。
[0018]3)该嵌入式Web网关，能对系统提供一定的安全保障，同时占用资源低，具有广泛的应用价值。
【附图说明】
[0019]通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中:
图1为本发明中嵌入式Web网关及其通信系统的硬件整体结构示意图；
图2为本发明中嵌入式Web网关中央处理单元基于Cortex TM-A8内核的S5PV210微处理器模块硬件结构框图；
图3为本发明中嵌入式Web网关的软件整体结构示意图。
[0020]其中:1-RS-485驱动器，2_高速光电耦合器，3_基于Cortex TM-A8内核的S5PV210微处理器模块，4-网络隔离变压器，5-无线网卡，6-S5PV210微处理器，7-USB接口，8-DDR2 RAM存储器，9-复位电路，10-电源控件，11-串口单元，12-NAND FLASH存储器。
具体实施方案
[0021]为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
[0022]如图1，2所示，一种基于W1-Fi和PROFIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统，其特征在于:包括RS-485驱动器1、高速光电耦合器2、基于Cortex TM-A8内核的S5PV210微处理器模块3、网络隔离变压器4和无线网卡5构成。所述的嵌入式Web网关和通信系统中的PROFIBUS-DP总线及其设备与RS-485驱动器1进行电气连接；而RS-485驱动器1与高速光电耦合器2进行电气连接；高速光电耦合器2又与基于Cortex TM-A8内核的S5PV210微