嵌入式多协议网关的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及嵌入式通信技术领域，具体涉及嵌入式多协议网关。
【背景技术】
[0002]随着传感器、无线通信、工业现在总线、嵌入式系统等技术的发展，物联网已经广泛应用在仓储物流、智能电网、公共安防、智能楼宇等领域，物联网的核心思想就是把任何物体都连到互联网中，这其中起到重要作用的便是网关，嵌入式多协议网关现在在电子市场是一个新兴产品。
[0003]当前网关的选择:市面所能看到的网关都是针对互联网互联所开发的，主要是将不同的局域网(以太网、令牌网等)互联到Internet网络上。没有特定针对工业现场总线开发的网关产品，购买到的USB转CAN模块，USB转RS232/RS485模块等都是单接口转换，简单的实现了硬件接口的匹配问题，缺少与以太网和WIFI网络互转的模块。
[0004]稳定性考虑:没有考虑OSI七层协议，多应用层协议通信，数据缓存，消息阻塞，多实时任务并发执行等问题，稳定性差，易受外部环境因素影响，功能简单。
[0005]因此，为了弥补上述嵌入式网关方面的不足之处。该系统将从整体上解决和改善上述问题。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于，提供一种嵌入式多协议网关，解决以上技术问题中的一个或者多个。
[0007]本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
[0008]嵌入式多协议网关，包括网关主体、以太网接口端子、WIFI接口端子、电源接口端子、调试接口端子、模拟信号检测接口端子、数字信号检测接口端子、RS232接口端子、CAN接口端子、RS485接口端子，其特征在于，所述嵌入式多协议网关还包括主控制器模块、供电模块、以太网PHY模块、RS232收发隔离模块、CAN收发隔离模块、RS485收发隔离模块；
[0009]所述的各项接口端子用于连接同类产品或者有相同通信接口的任意产品，通信方便，只要有其中任何一个通信接口，就可以实现与其他接口的转换，并且WIFI接口、太网接口、CAN接口和RS485接口可以实现总线式的通信模式。
[0010]所述的各项收发隔离模块，具有较高的通信速率、输入和输出的最高耐压值高达上千伏特，EMC电磁兼容性电路设计，提高系统的稳定性和安全性，特别适合应用在大功率、干扰性强的工业场合。
[0011]本实用新型嵌入式多协议网关根据市面上在嵌入式工业网关的不足、空缺和需求，从工程应用角度研发一种基于工业现场总线CAN、RS485/232，无线网络W1-Fi和有线以太网的嵌入式多协议半双工交叉通信的网关产品。研发内容主要包括:网关系统采用高性能ARM处理器，高速运行轻量级TCP/IP、MODBus, CANopen协议，实现嵌入式多协议网关设计，通过W1-Fi和以太网与上位机通信；基于抢占式优先级单处理器动态调度算法的设计，实现多协议半双工交叉通信，解决任务切换、信息缓存、信息阻塞和误码等问题；以CAN或RS485/232接口与网关通信，可设置其传输数据类型、数据长度、传输速率，也可接收网关下传的数据，显示分析。
[0012]所述的主控制器模块，内部高速运行TCP/IP、MODBus, CANopen协议，在上位软件的配置下，可以实现不同的工作模式。在使用MODBus、CANopen应用层协议情况下，实现的通信模式:M0DBus TCP 与 MODBus RTU/ACSII 的互转、MODBus TCP 与 CANopen 互转、MODBusRTU/ACSII与CANopen互转；在没有使用MODBus、CANopen应用层协议情况下，实现的通信方式主要为透明传输模式！Ethernet接口与CAN接口互转、Ethernet接口与RS485/232接口互转、CAN接口与RS485/232接口互转。整个互转流程如图3所示，通过上述功能的实现，可以解决市面上大部分的PLC、HM1、数控电机、具有上述接口的通信设备的产品互联问题。
[0013]所述的上位机软件采用威纶通的组态软件，强大的界面显示组态功能，丰富的图形控件和工况图库，既提供所需的组件，又有界面制作向导。与低层的数据采集设备通信，向上能与管理层通信，实现上位机与下位机的双向通信。有可编程的命令语言，使用户可根据自己的需要编写程序，蹭强图形界面。
[0014]组态液晶屏采用TK8070IH，具有以太网接口、RS485/232接口，可以通过该接口与网关系统进行通信，发送相应的控制指令，实现网关的不同模式的配置。
[0015]所述的调度算法，采用轻量级的QP量子编程系统，以状态机方式实现的事件驱动型框架和传统的实时操作系统RTOS相比有多个更加优异的特征。QP的最简配置可以完全取代RTOS直接运行在裸的微处理器或DSP上。QP也可以在几乎所有0S/RT0S上工作，从而利用现有的设备驱动程序，通讯堆栈和其他中间件。
[0016]通过QP实现的多状态任务框架，网关的每个通信模式即为一个状态，本网关系统预设为6个通信状态，状态与状态之间的切换通过事件驱动的，一个通信模式选定，其他的通信模式就处于休眠状态，大大提高系统的实时性和准确度，降低了系统的功耗。
[0017]有益效果:通过自制的嵌入式多协议网关，其运用范围之广超乎各人的想象，理论上说，只要有传输信息的电子产品，就需要相应通信接口和总线协议。只要是工业园区和工业控制领域需要进行集中式控制的地方网关的需求量将是非常大的，随着科技的不断成熟，有望在电力系统、智能家居、流水线生产企业职业中得到普遍运用。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的一种结构示意图；
[0019]图2为本实用新型的原理框图；
[0020]图3为本实用新型的通信协议、接口转换原理图；
[0021]图4为本实用新型的通信模块电路图。
【具体实施方式】
[0022]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。
[0023]参照图1、图2，嵌入式多协议网关，包括以太网接口端子UWIFI接口端子2、电源接口端子3、网关主体4、调试接口端子5、模拟信号检测接口端子6、数字信号检测接口端子7、RS232接口端子8、CAN接口端子9、RS485接口端子10，其特征在于，所述嵌入式多协议网关还包括CAN收发隔离模块IUWIFI模块12、主控制器模块13、数字模拟1管脚14、RS232收发隔离模块15、以太网PHY模块16、SffD调试模块17、供电模块18、RS485收发隔离模块19 ；
[0024]所述以太网接口端子，连接所述以太网PHY模块；
[0025]所述RS232接口端子，连接所述RS232收发隔离模块；
[0026]所述CAN接口端子，连接CAN收发隔离模块；
[0027]所述