一种智能工业网络协议无线转换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业现场网络总线网络领域，特别是涉及一种智能工业网络协议无线转换器。
【背景技术】
[0002]由于现场总线具有简单、可靠、经济实用等一系列突出的有点，被广泛应用于各种工业现场。但各种现场总线都有专用的接口电路，无法直接利用常见的电脑设备对相关现场总线网络进行调试，给现场调试人员带来了极大的不便。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种集嵌入式技术和现场总线技术、无线W1-Fi于一体的，且更为人性化和节能的无线转换器。
[0004]为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种智能工业网络协议无线转换器，其特征在于:包括主板电路，所述主板电路分别与电源、人机交互电路、现场总线电路以及通讯电路相连，其中:
[0005]电源，用于为主板电路供电；
[0006]人机交互电路，用于显示和设置工作状态；
[0007]现场总线接口电路，用于实现现场总线与主板电路的通讯；
[0008]通讯电路，用于将现场总线信号转换成以太网信号和无线W1-Fi信号。
[0009]优选地，所述主板电路包括微处理器，由微处理器负责协调控制各模块的工作，控制各现场总线接口电路收发信号和相应W1-Fi信号的收发，并完成各种网络协议的转换工作。
[0010]优选地，所述人机交互电路包括触摸屏模块、开机按钮及关机按钮，通过触摸屏模块为使用者提供菜单界面，供用户设置和监控当前工作状态，并将相关参数储存在数据库中。
[0011]优选地，所述现场总线接口电路包括串口电路、并口电路、ZigBee网络接口电路、基金会现场总线FF接口电路、LonWorks现场总线网络接口电路、PR0FIBUS现场总线接口电路、控制器局域网CAN接口电路。
[0012]优选地，所述串口电路包括串口通讯模块RS232和通讯模块RS485。
[0013]优选地，所述主板电路、电源、人机交互电路、现场总线接口电路以及通讯电路安装在外壳内。
[0014]优选地，所述主板电路还与用于显示当前工作状态的指示灯系统相连。
[0015]由于采用以上的技术方案，本发明专利与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果:(1)基于嵌入式系统、现场总线技术、无线W1-Fi，实现将各种现场总线信号和以太网信号以及W1-Fi信号的相互转换的新型转换器。(2)通过智能感应技术实现简化工作状态的智能化配置，简化现场调试人员相关配置工作。(3)客户端程序与转换器联动工作，任何一方更改设置，都能够智能地同步到另一方，减少重复的配置工作。(4)能够根据实际接入系统的端口，智能配置转换器的工作状态，尽量简化转换器的配置工作，减少出现配置错误的概率。(5)工作状态配置完成后，能够智能选择相应的接口电路，并能屏蔽其他非工作状态的接口电路，防止各个接口电路相互干扰，减少信号出错的概率。(6)完成各种现场总线之间的相互转换工作，方便使用者在联调多种现场总线网络。
【附图说明】
[0016]图1是本发明专利的硬件结构示意图；
[0017]图2是本发明专利的正面示意图；
[0018]图3是本发明专利的前侧面示意图；
[0019]图4是本发明专利的后侧面示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明专利。应理解，这些实施例仅用于说明本发明专利而不用于限制本发明专利的范围。此外应理解，在阅读了本发明专利讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明专利作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0021]本发明专利的实施方式涉及一种智能工业网络协议无线转换器，如图1所示，包括主板电路，所述主板电路分别与电源、人机交互电路、现场总线电路以及通讯电路相连，所述电源用于为主板电路供电；所述人机交互电路用于显示和设置转换器的工作状态；所述现场总线接口电路用于实现现场总线与微处理器的通讯；所述通讯电路用于将现场总线信号转换成以太网信号和无线W1-Fi信号。所述主板电路还与用于显示当前工作状态的指示灯系统相连。
[0022]其中，主板电路包括微处理器，主要负责协调控制各模块的工作，控制各现场总线接口电路收发信号和相应W1-Fi信号的收发，并完成各种网络协议的转换工作，可以通过芯片Samsung S3C2440A实现。该微处理器还负责完成控制状态指示灯的工作状态。人机交互电路包括触摸屏电路，可视化界面模块以及与通信模块、数据库的接口，为使用者提供菜单界面供用户设置和监控当前工作状态，并将相关参数储存在数据库中，方便后续工作调用相关参数。现场总线接口电路主要包括串口电路、并口电路、ZigBee网络接口电路、基金会现场总线FF接口电路、Lonfforks现场总线网络接口电路、PR0FIBUS现场总线接口电路、控制器局域网CAN接口电路。串口电路包括串口通讯模块RS232和通讯模块RS485，其中RS232模块可由芯片MAX232和D型插头S3C3410B实现，RS485模块可由芯片75LBC184和连接件C0N2实现；并口接口电路可以实现并行传输数据设备的调试工具，可由芯片NECD8255AC和DB25接口 ；ZigBee网络接口电路主要实现ZigBee网络命令和信号的传输，可由芯片JN5139实现；基金会现场总线FF接口电路可以实现微处理器和FF现场介质方便地接口，并能实现FF现场总线的通讯协议，可由芯片FB3050和现场总线介质结合单元芯片AMIS-49200实现；LonWorks现场总线接口电路可以方便使用者对LonWorks网络进行调试，可由芯片PL3150和RJ45接口实现；PR0FIBUS现场总线可以实现PR0FIBUS网络的调试，可由芯片ASPC2和单模光纤接口 0PT-155B1J1实现；控制器局域网CAN接口电路用于控制局域网CAN的调试，可由CAN收发控制器SJA1050和CAN总线收发器82C250以及隔离光耦6N137实现。通讯电路主要用于实现以太网信号的发送，提供有线网络LAN和无线网络W1-Fi两种方式收发以太网信号，其中有线网络LAN可由以太网控制芯片DM9000和网络变压器PM48-2064k以及RJ45接口实现；无线网络W1-Fi可由RTL8188CUS芯片实现。电源模块包括可充电锂电池和外接适配器接口电路，用于转换器提供所需电能。
[0023]所述主板电路、电源、人机交互电路、现场总线接口电路以及通讯电路安装在外壳内。图2所示的是工业网络协议无线转换器的正面，包括触摸屏模块2，状态指示灯3，长安开/关机启动按键I。图3所示的是工业网络无线转换器的前侧面，包括外接充电接口 4、RJ45接口 5、RS232串行通讯接口 6_1、RS485串行通讯接口 6_2以及并行通讯接口 7。图4所示的是工业网络无线转换器的后侧面，包括FF总线接口 8、LonWorks总线接口 9、PROFIBUS总线接口 10、CAN总线接口 11。
[0024]本发明专利的实施过程如下:以Linux为嵌入式操作系统，SQLite为数据库设计该工业网络协议无线转换器的软件系统。
[0025]功能一:开机初始化。长按开机启动按钮，系统开机，系统扫描转换器的所有存储器，调用数据库中存储的上一次的工作状态参数，并按照这些状态参数初始化相关接口电路，为以后的协议转换做准备。
[0026]功能二:现场总线信息的接收。本发明专利所采用的现场总线接口芯片均具有直接存储器访问DMA模式，因此只需要根据转换器的工作状态设置接收缓冲的存储区，工作中的接口芯片均可从对应接口的介质接触单元MAU中接送信息并按顺序放到指定的缓冲区中，缓冲区满后引起微处理器中断，等待微处理器对接收的信息进行处理。
[0027]功能三:现场总线信息的发送。系统在初始化时，设置信息的开始指针和信息长度；微处理器在需要向对应的现场总线时，首先将需要发送的数据放入缓冲区，然后向现场总线控制芯片发送命令，使控制芯片自动将信息发送到介质接触单元MAU。
[0028]功能四:通讯协议转换。系统根据转换器的工作状态，将待转换的信息拆除原始的协议封装，并对数据做差错校验，然后将校验后的原始数据根据网络协议封装，并将其放入对应的缓冲区，等待微处理器的进一步处理。
[0029]功能五:工作状态参数智能配置。客户端修改配置后，智能选择对应的工作状态参数，并将其传输到转换器，自动完成转换器的配置工作，并在状态指示灯系统中更新指示灯显示。若客户端传输的参数不能满足转换器的正常工作，转换器自动利用触摸屏模块引导使用者完成相应的配置工作。同理，转换器的工作状态参数变化后，自动把相关的状态参数更新到激活的客户端程序中，并智能引导使用者完成剩余的配置的工作。
【主权项】
1.一种智能工业网络协议无线转换器，其特征在于:包括主板电路，所述主板电路分别与电源、人机交互电路、现场总线电路以及通讯电路相连，其中: 电源，用于为主板电路供电； 人机交互电路，用于显示和设置工作状态； 现场总线接口电路，用于实现现场总线与主板电路的通讯； 通讯电路，用于将现场总线信号转换成以太网信号和无线W1-Fi信号。2.如权利要求1所述的一种智能工业网络协议无线转换器，其特征在于:所述主板电路包括微处理器，由微处理器负责协调控制各模块的工作，控制各现场总线接口电路收发信号和相应W1-Fi信号的收发，并完成各种网络协议的转换工作。3.如权利要求1所述的一种智能工业网络协议无线转换器，其特征在于:所述人机交互电路包括触摸屏模块、开机按钮及关机按钮，通过触摸屏模块为使用者提供菜单界面，供用户设置和监控当前工作状态，并将相关参数储存在数据库中。4.如权利要求1所述的一种智能工业网络协议无线转换器，其特征在于:所述现场总线接口电路包括串口电路、并口电路、ZigBee网络接口电路、基金会现场总线FF接口电路、Lonfforks现场总线网络接口电路、PR0FIBUS现场总线接口电路、控制器局域网CAN接口电路。5.如权利要求4所述的一种智能工业网络协议无线转换器，其特征在于:所述串口电路包括串口通讯模块RS232和通讯模块RS485。6.如权利要求1所述的一种智能工业网络协议无线转换器，其特征在于:所述主板电路、电源、人机交互电路、现场总线接口电路以及通讯电路安装在外壳内。7.如权利要求1所述的一种智能工业网络协议无线转换器，其特征在于:所述主板电路还与用于显示当前工作状态的指示灯系统相连。
【专利摘要】本发明涉及一种智能工业网络协议无线转换器，包括主板电路，所述主板电路分别与电源、人机交互电路、现场总线接口以及电路通讯电路相连，所述电源用于为主板电路供电；所述人机交互电路用于设置转换器的工作状态；所述现场总线接口电路用于控制现场总线与微处理器的通讯；所述通讯电路主要用于将现场总线传输的信号转换成无线Wi-Fi信号。本发明能够将各种现场总线信号转换成Wi-Fi。本发明能够实现在缺乏相关现场总线接口的电脑设备上调试各种现场总线网络。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN104932373
【申请号】CN201510314073
【发明人】刘守兵, 卢文科
【申请人】东华大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月9日