一种Modbus RTU转Modbus TCP的协议转换器的制造方法
【专利摘要】一种Modbus RTU转Modbus TCP的协议转换器，其特征在于，包括作为主控芯片的嵌入式ARM处理器、作为网络芯片的TCP/IP协议接口芯片、双路RJ45接口、Modbus RTU通信模块、RS485接口电路、电源模块和电源保护模块，嵌入式ARM处理器连接TCP/IP协议接口芯片、Modbus RTU通信模块和电源模块，TCP/IP协议接口芯片连接电源模块和双路RJ45接口，Modbus RTU通信模块连接电源模块和RS485接口电路，电源保护模块连接电源模块的输入端，嵌入式ARM处理器连接有主控芯片时钟，TCP/IP协议接口芯片连接有网络芯片时钟。本实用新型解决Modbus RTU设备与Modbus TCP设备之间的互联，实现不同网络之间的数据交换。
【专利说明】
一种Mod bus RTU转Mod bus TCP的协议转换器
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及协议转换，尤其与一种Modbus RTU转Modbus TCP的协议转换器的结构有关。
【背景技术】
[0002]Modbus RTU总线因其高实时性，被广泛用于工业控制领域。Modbus RTU是RS485总线的高层协议，是运行于RS485总线之上的应用层协议，因其实时性较高，被广泛应用于工业控制领域，采用Modbus协议的电表以及1具有响应快、延时低、精度高的特性。然而现主流的PLC控制器带有网络接口，但是如果需要连接其他Modbus设备时需要添加独立的通信模块，而添加通信模块会使得整个项目的预算大大增加，为了实现经济可行、通信稳定性，故而衍生出Modbus RTU协议与Modbus TCP的通信协议转换器，而且这种趋势势在必行。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型提供一种ModbusRTU转Modbus TCP的协议转换器，以解决上述现有技术不足，解决Modbus RTU设备与Modbus TCP设备之间的互联，实现不同网络之间的数据交换。
[0004]本实用新型采用的技术方案是:
[0005]—种Modbus RTU转Modbus TCP的协议转换器，其特征在于，包括作为主控芯片的嵌入式ARM处理器、作为网络芯片的TCP/IP协议接口芯片、双路RJ45接口、Modbus RTU通信模块、RS485接口电路、电源模块和电保护模块，嵌入式ARM处理器连接TCP/IP协议接口芯片、Modbus RTU通信模块和电源模块，TCP/IP协议接口芯片连接电源模块和双路RJ45接口，Modbus RTU通信模块连接电源模块和RS485接口电路，电源保护模块连接电源模块的输入端，嵌入式ARM处理器连接有主控芯片时钟，TCP/ IP协议接口芯片连接有网络芯片时钟。
[0006]进一步，所述电源模块包括用于给ModbusRTU通信模块供电的高压隔离稳压电源、用于给嵌入式ARM处理器供电的主控芯片线性电源、用于给TCP/IP协议接口芯片供电的网络芯片线性电源。
[0007]进一步，所述主控芯片线性电源和网络芯片线性电源之间设有磁珠。
[0008]进一步，所述主控芯片线性电源和网络芯片线性电源之间设有旁路滤波电路。
[0009]进一步，所述电源保护模块包括过流保护单元、过压保护单元和反接保护单元。
[0010]进一步，所述嵌入式ARM处理器和TCP/IP协议接口芯片之间通过MII接口和SMI接口两种数据总线实现通信，其中，MII接口用于网络数据传输，SMI接口用于TCP/IP协议接口芯片PHY模式设置及参数改写。
[0011]进一步，所述嵌入式ARM处理器采用STM32F407VET6。
[0012]进一步，所述Modbus RTU通信模块为RS485模块，具体采用MX3085EISA。
[0013]进一步，所述TCP/IP协议接口芯片采用IP17OTLFI。
[0014]进一步，所述双路RJ45接口采用HY911205CE。
[0015]进一步，所述主控芯片时钟和网络芯片时钟均采用独立的25M有源晶振。
[0016]本实用新型的有益效果在于:
[0017]1、解决了Modbus RTU设备与Modbus TCP设备之间的互联，实现不同网络之间的数据交换，无需独立的通信模块，降低了成本；
[0018]2、采用线性电源为主控芯片线性电源和网络芯片线性电源提供3.3V电压，同时主控芯片线性电源和网络芯片线性电源之间用磁珠隔离，并有旁路滤波电路，减少了芯片之间的干扰，使得嵌入式ARM处理器和TCP/IP协议接口芯片的电源稳定；
[0019]3、采用高压隔离稳压电源为Modbus RTU通信模块提供5V电压，高压隔离稳压电源的隔离电压达3000V，使得电源输入和系统是始终处于隔离状态；
[0020]4、主控芯片时钟和网络芯片时钟均采用独立的25M有源晶振，使系统更加稳定可
A+-.罪；
[0021]5、由过流保护、过压保护、反接保护组成的电源保护模块，可以为电源模块提供保护保障，确保系统运行稳定，异常情况下不会造成损害；
[0022]6、嵌入式ARM处理器和TCP/1P协议接口芯片之间通过MII接口和SMI接口两种数据总线实现通信，数据传输速度快，且可实时对TCP/IP协议接口芯片的状态进行监测与控制。
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型的结构不意图。
【具体实施方式】
[0024]如附图1所示，一种Modbus RTU转Modbus TCP的协议转换器，其特征在于，包括作为主控芯片的嵌入式ARM处理器、作为网络芯片的TCP/IP协议接口芯片、双路RJ45接口、Modbus RTU通信模块、RS485接口电路、电源模块和电源保护模块，嵌入式ARM处理器连接TCP/IP协议接口芯片、Modbus RTU通信模块和电源模块，TCP/IP协议接口芯片连接电源模块和双路RJ45接口，Modbus RTU通信模块连接电源模块和RS485接口电路，电源保护模块连接电源模块的输入端，嵌入式ARM处理器连接有主控芯片时钟，TCP/IP协议接口芯片连接有网络芯片时钟。所述电源模块包括用于给Modbus RTU通信模块供电的高压隔离稳压电源、用于给嵌入式ARM处理器供电的主控芯片线性电源、用于给TCP/IP协议接口芯片供电的网络芯片线性电源。
[0025]具体的，所述电源保护模块包括过流保护单元、过压保护单元和反接保护单元。所述嵌入式ARM处理器和TCP/IP协议接口芯片之间通过MII接口和SMI接口两种数据总线实现通信，其中，MII接口用于网络数据传输，SMI接口用于TCP/IP协议接口芯片PHY模式设置及参数改写。所述嵌入式ARM处理器采用STM32F407VET6。所述Modbus RTU通信模块为RS485模块，具体采用MX3085EISA。所述TCP/IP协议接口芯片采用IP17OTLFI。所述双路RJ45接口采用HY911205CE。所述主控芯片时钟和网络芯片时钟均采用独立的25M有源晶振。
[0026]作为优选，所述主控芯片线性电源和网络芯片线性电源之间设有磁珠。
[0027]作为优选，所述主控芯片线性电源和网络芯片线性电源之间设有旁路滤波电路。
[0028]数据通过双路RJ45接口输入后，TCP/IP协议接口芯片接受到后，由TCP/IP协议接口芯片决定发送到嵌入式ARM处理器，嵌入式ARM处理器对接收到的数据进行处理，然后将数据处理过后转发到Modbus RTU通信模块;数据通过RS485接口电路输入后，RS485模块接受到数据后，经过嵌入式Modbus RTU协议栈处理后转发到嵌入式ARM处理器中，嵌入式ARM处理器将数据处理之后再转发到TCP/IP协议接口芯片，由TCP/IP协议接口芯片实现数据的发送任务，从而实现Modbus RTU网络和Modbus TCP网络之间的数据交换。
[0029]本实用新型解决了Modbus RTU设备与Modbus TCP设备之间的互联，实现不同网络之间的数据交换，无需独立的通信模块，降低了成本。采用线性电源为主控芯片线性电源和网络芯片线性电源提供3.3V电压，同时主控芯片线性电源和网络芯片线性电源之间用磁珠隔离，并有旁路滤波电路，减少了芯片之间的干扰，使得嵌入式ARM处理器和TCP/IP协议接口芯片的电源稳定;采用高压隔离稳压电源为Modbus RTU通信模块提供5V电压，高压隔离稳压电源的隔离电压达3000V，使得电源输入和系统是始终处于隔离状态;主控芯片时钟和网络芯片时钟均采用独立的25M有源晶振，使系统更加稳定可靠；由过流保护、过压保护、反接保护组成的电源保护模块，可以为电源模块提供保护保障，确保系统运行稳定，异常情况下不会造成损害;嵌入式ARM处理器和TCP/IP协议接口芯片之间通过MII接口和SMI接口两种数据总线实现通信，数据传输速度快，且可实时对TCP/IP协议接口芯片的状态进行监测与控制。
【主权项】
1.一种ModbusRTU转Modbus TCP的协议转换器，其特征在于，包括作为主控芯片的嵌入式ARM处理器、作为网络芯片的TCP/IP协议接口芯片、双路RJ45接口、Modbus RTU通信模块、RS485接口电路、电源模块和电源保护模块，嵌入式ARM处理器连接TCP/IP协议接口芯片、Modbus RTU通信模块和电源模块，TCP/IP协议接口芯片连接电源模块和双路RJ45接口，Modbus RTU通信模块连接电源模块和RS485接口电路，电源保护模块连接电源模块的输入端，嵌入式ARM处理器连接有主控芯片时钟，TCP/ IP协议接口芯片连接有网络芯片时钟。2.根据权利要求1所述的ModbusRTU转Modbus TCP的协议转换器，其特征在于，所述电源模块包括用于给Modbus RTU通信模块供电的高压隔离稳压电源、用于给嵌入式ARM处理器供电的主控芯片线性电源、用于给TCP/IP协议接口芯片供电的网络芯片线性电源。3.根据权利要求2所述的ModbusRTU转Modbus TCP的协议转换器，其特征在于，所述主控芯片线性电源和网络芯片线性电源之间设有磁珠和旁路滤波电路。4.根据权利要求1所述的ModbusRTU转Modbus TCP的协议转换器，其特征在于，所述电源保护模块包括过流保护单元、过压保护单元和反接保护单元。5.根据权利要求1所述的ModbusRTU转Modbus TCP的协议转换器，其特征在于，所述嵌入式ARM处理器和TCP/IP协议接口芯片之间通过MII接口和SMI接口两种数据总线实现通信，其中，MII接口用于网络数据传输，SMI接口用于TCP/IP协议接口芯片PHY模式设置及参数改写。6.根据权利要求1所述的ModbusRTU转Modbus TCP的协议转换器，其特征在于，所述嵌入式ARM处理器采用STM32F407VET6。7.根据权利要求1所述的ModbusRTU转Modbus TCP的协议转换器，其特征在于，所述Modbus RTU通信模块为RS485模块，具体采用MX3085EISA。8.根据权利要求1所述的ModbusRTU转Modbus TCP的协议转换器，其特征在于，所述TCP/IP协议接口芯片采用IP17OTLFI。9.根据权利要求1所述的ModbusRTU转Modbus TCP的协议转换器，其特征在于，所述双路RJ45接 口采用HY911205CE。10.根据权利要求1所述的ModbusRTU转Modbus TCP的协议转换器，其特征在于，所述主控芯片时钟和网络芯片时钟均采用独立的25M有源晶振。
【文档编号】H04L12/40GK205545362SQ201620235077
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】郭静, 王永贵, 廖亮
【申请人】四川零点自动化系统有限公司