一种工业以太网IP地址转换网关的制作方法

本实用新型涉及一种工业以太网NAT转换网关，具体来说涉及一种工业以太网IP地址转换网关。

背景技术：

随着国家提出工业制造2025的战略目标，工业设备联网已经成为各个厂商的共同意识，而工业现场联网的最佳方式无疑为工业以太网，工业以太网技术目前已经成为主流的联网技术之一，其标准为IEEE802.3；工业以太网对于工业现场控制来说有以下优点：（1）安装布线方便；（2）模块化；（3）易于诊断；（4）自我建构；（5）方便企业管理。既然联网带来的优势如此之多，那么势必会带来新一轮的工厂自动化改革，设备信息化联网将成为未来助力工业制造2025的一剂有效的强针剂。

工业现场设备往往多样化，各种设备都需要联网管理，有新的设备和老的设备，对于新的设备，其IP地址大部分可以修改，但有些厂商有IP的指定要求，而新设备系统中的IP和指定要求又格格不入，这对联网带来了一定程度上的困扰；而老设备往往网口的IP地址无法修改，这样就无法实现IP地址统一到相同网段进行管理。

现阶段的很多人选择了路由器NAT地址转换的方式，该方式是基于OSI模型中的网络层的转发，实现方式比较单一，大多数路由器采用配置NAT映射表完成，而NAT的转换必须指定路由端口，这种方式下存在地址路由表有限、网络安全、单口路由和转换效率低的问题。

技术实现要素：

针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种工业以太网IP地址转换网关，具备高效的转发效率和高安全性的特点。

为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样的：

一种工业以太网IP地址转换网关，包括壳体，所述壳体外部设有供电端子、双RJ45母座及单RJ45母座，所述供电端子通过壳体内部的电源抗浪涌单元与电源系统连接，所述电源系统分别与LAN1以太网单元、LAN2以太网单元及ARM处理器连接，所述LAN1以太网单元、LAN2以太网单元均与ARM处理器连接，所述LAN1以太网单元分别与第一RJ45接口、第二RJ45接口连接，所述LAN2以太网单元与第三RJ45接口连接，所述第一RJ45接口连接第一ESD保护单元，所述第二RJ45接口连接第二ESD保护单元，所述第三RJ45接口连接第三ESD保护单元，所述第一ESD保护单元、第二ESD保护单元连接到双5R45母座，所述第二ESD保护单元与单RJ45母座连接。

进一步的，所述电源抗浪涌单元为高性能TVS抗雷击保护芯片。

进一步的，所述电源系统的输入电压为24VDC直流电，输出为5VDC和3.3VDC两种电压。

进一步的，所述LAN1以太网单位为具备Switchs交换芯片，所述的LAN2以太网单元为高性能Ethernet链路收发控制芯片。

进一步的，所述ARM处理器为STM32微处理器。

进一步的，所述第一RJ45接口、第二RJ45接口及第三RJ45接口为集成网络变压器的RJ45接口模组。

进一步的，所述第一ESD保护单元、第二ESD保护单元及第二ESD保护单元均为高性能ESD抗静电释放保护芯片。

本实用新型的有益效果：采用独立的LAN1和LAN2以太网单元独立运行，首先保证了两个网络之间的安全性，通过指定的传输层转发，实现LAN1所连设备的IP到LAN2口的映射，具备高效的转发效率和高安全性，符合工业现场网络隔离和NAT地址转换的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例所述一种工业以太网IP地址转换网关的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种工业以太网IP地址转换网关，包括壳体，所述壳体外部设有供电端子、双RJ45母座及单RJ45母座，所述供电端子通过壳体内部的电源抗浪涌单元与电源系统连接，所述电源系统分别与LAN1以太网单元、LAN2以太网单元及ARM处理器连接，所述LAN1以太网单元、LAN2以太网单元均与ARM处理器连接，所述LAN1以太网单元分别与第一RJ45接口、第二RJ45接口连接，所述LAN2以太网单元与第三RJ45接口连接，所述第一RJ45接口连接第一ESD保护单元，所述第二RJ45接口连接第二ESD保护单元，所述第三RJ45接口连接第三ESD保护单元，所述第一ESD保护单元、第二ESD保护单元连接到双5R45母座，所述第二ESD保护单元与单RJ45母座连接。

在本实施例中，所述电源抗浪涌单元为高性能TVS抗雷击保护芯片。

在本实施例中，所述电源系统的输入电压为24VDC直流电，输出为5VDC和3.3VDC两种电压，其中通过开关型MOS将24V高效率的转换成5VDC电源，再通过两组LDO芯片，将5VDC降压出双3.3VDC电源，分别供电给LAN1和LAN2以太网单元。

在本实施例中，所述LAN1以太网单位为具备Switchs交换芯片，所述的LAN2以太网单元为高性能Ethernet链路收发控制芯片。

在本实施例中，所述ARM处理器为STM32微处理器。

在本实施例中，所述第一RJ45接口、第二RJ45接口及第三RJ45接口为集成网络变压器的RJ45接口模组。

在本实施例中，所述第一ESD保护单元、第二ESD保护单元及第二ESD保护单元均为高性能ESD抗静电释放保护芯片。

在本实施例中，所述壳体采用黑色环保材料制成，散热性能好，壳体上方还设有栏栅型散热结构，进一步增强整体的散热效果。

网络端口LAN1为一个双端口RJ45，具备交换机功能；网络端口LAN2为一个单端口RJ45，具备独立的以太网功能。将LAN1与网络设备相连（如PLC、机床等），在LAN2口将网络设备映射出一个全新的IP地址。

模块内部采用高性能ARM处理器，运行基于BSD标准的软协议栈，能够高速的处理以太网的单播、组播和广播报文包。LAN1和LAN2以太网单元构建了基于IEEE802.3标准的以太网通讯处理单元，功能上是基于OSI模型的物理层和MAC层，能够正确实现CSMA/CD访问和MAC链路控制；LAN1以太网单元具备VLAN功能，可以交换成两个独立的RJ45接口，即第一RJ45接口和第二RJ45接口，这两个接口能够在数据链路层实现数据交换功能，相当于交换机接口；LAN2以太网单元独立出一个标准的RJ45接口，即第三RJ45接口，该接口可接入单独的局域网LAN中，实现数据通讯功能。

模块上电后，ARM处理器初始化LAN1和LAN2以太网单元，使其能够正常进行以太网数据包处理；根据初始的配置，可将LAN1单元所连的以太网设备，进行IP映射；该映射将在LAN2口映射出一个全新的IP地址，即将原来LAN1单元所连的以太网设备IP地址重新转换成一个新的IP地址。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。