專利名稱：一種基于at91rm9200的現(xiàn)場總線協(xié)議轉換網(wǎng)關平臺的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種工業(yè)控制中的現(xiàn)場總線協(xié)議，具體地說是一種能夠為電力系 統(tǒng)中的Modbus、DeviceNet, Ethernet總線提供一種協(xié)議數(shù)據(jù)轉換方式的基于AT91RM9200 的現(xiàn)場總線協(xié)議轉換網(wǎng)關平臺。
背景技術：
目前應用在電力系統(tǒng)的現(xiàn)場總線技術種類很多，但由于總線協(xié)議的不同，使不同 現(xiàn)場總線協(xié)議上的智能化設備之間不能直接進行通信，就需要一個能夠在不同總線之間進 行數(shù)據(jù)交互的網(wǎng)關，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展和應用，對現(xiàn)場設備進行遠程操作、監(jiān)測、診斷、 維護也提出了需求，而且企業(yè)管理水平的不斷提高，對生產數(shù)據(jù)的實時性和準確性也提出 了要求。
發(fā)明內容為了克服現(xiàn)有技術存在的問題，本實用新型的目的是提供一種基于AT91RM9200 的現(xiàn)場總線協(xié)議轉換網(wǎng)關平臺，該網(wǎng)關平臺能夠在不同總線之間進行數(shù)據(jù)交互，可以對發(fā) 電廠、變電站、廠礦等電力系統(tǒng)的現(xiàn)場總線一些數(shù)據(jù)進行轉換，使不同現(xiàn)場總線協(xié)議上的智 能化設備之間能直接進行通信，并可完成對設備遠程操作、監(jiān)測、診斷、維護，為企業(yè)管理提 供現(xiàn)場的實時準確的數(shù)據(jù)資料。本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的一種基于AT91RM9200的現(xiàn)場總線協(xié)議轉換網(wǎng)關平臺，其特征在于該網(wǎng)關平臺包 括處理器AT91RM9200、以太網(wǎng)控制器DM9161、串口擴展芯片、以太網(wǎng)擴展芯片、CAN擴展芯 片、中斷控制電路和片選分配電路；所述以太網(wǎng)控制器DM9161、串口擴展芯片、以太網(wǎng)擴展 芯片、CAN擴展芯片、中斷控制電路和片選分配電路均與處理器AT91RM9200連接，所述處理 器AT91RM9200與嵌入式Linux操作系統(tǒng)連接。本實用新型中，所述處理器AT91RM9200與串口擴展芯片的片選信號以及與串口 擴展芯片中斷信號連接，并由Linux操作系統(tǒng)的串口擴展驅動。處理器AT91RM9200與以太網(wǎng)擴展芯片的片選信號以及與以太網(wǎng)擴展芯片中斷信 號連接，并由Linux操作系統(tǒng)的以太網(wǎng)擴展芯片驅動。處理器AT91RM9200與CAN擴展芯片的片選信號以及與CAN擴展芯片中斷信號連 接，并由Linux操作系統(tǒng)的CAN擴展芯片驅動。本實用新型采用AT91RM9200處理器，外接以太網(wǎng)控制器DM9161、串口擴展芯片、 以太網(wǎng)擴展芯片、CAN擴展芯片，使硬件平臺具有8個UART接口，用于RS232、RS485的物 理連接，2個網(wǎng)絡接口，用于Ethernet，1個CAN總線接口，使其在工業(yè)現(xiàn)場中具有多個外 部接口來完成基于RS485/RS232的Modbus等協(xié)議、基于CAN總線的DeviceNet等協(xié)議、工 業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議等的數(shù)據(jù)通訊。軟件采用開源的嵌入式Linux操作系統(tǒng)及控制程序，并完成 不同現(xiàn)場總線協(xié)議之間的轉換。AT91RM9200網(wǎng)關平臺將UART、Ethernet、擴展網(wǎng)口、擴展串口、CAN總線接口進行了硬件上的集成，完成物理層連接，各自接口的驅動程序實現(xiàn)數(shù)據(jù) 鏈路層協(xié)議，在用戶程序中對總線應用層協(xié)議數(shù)據(jù)解析和封裝，實現(xiàn)不同協(xié)議數(shù)據(jù)的轉換， 實現(xiàn)結構如圖3所示。用戶通過監(jiān)控工作站，或者通過Ethernet，設置、讀取=MODBUS總 線上 ADAM-4015、ADAM-4024 等儀表，DeviceNet 總線上 VE2T-D、VI1TD-ID16 等儀表數(shù)據(jù)， Ethernet上的ADAM-6000系列儀表，并可進行本地或者遠程數(shù)據(jù)存儲、分析。實現(xiàn)企業(yè)控 制、管理信息的無縫集成，提高了企業(yè)生產信息的實時性和生產自動化水平。本實用新型具有幾種現(xiàn)場總線協(xié)議數(shù)據(jù)轉換功能，能夠實現(xiàn)企業(yè)管理信息系統(tǒng)的 無縫連接。通過本實用新型能夠在不同總線之間進行數(shù)據(jù)交互，可以對發(fā)電廠、變電站、廠 礦等電力系統(tǒng)的現(xiàn)場總線一些數(shù)據(jù)進行轉換，使不同現(xiàn)場總線協(xié)議上的智能化設備之間能 直接進行通信，并可完成對設備遠程操作、監(jiān)測、診斷、維護，為企業(yè)管理提供現(xiàn)場的實時準 確的數(shù)據(jù)資料。

圖1是本實用新型的結構示意圖。圖2是本實用新型的功能框圖。圖3是本實用新型的實現(xiàn)功能圖。
具體實施方式
下面將結合附圖中的實施例對本本實用新型作進一步的描述一種本實用新型所述的基于AT91RM9200的現(xiàn)場總線協(xié)議轉換網(wǎng)關平臺，見圖1和 圖2，該網(wǎng)關平臺包括處理器AT91RM9200、以太網(wǎng)控制器DM9161、串口擴展芯片、以太網(wǎng)擴 展芯片、CAN擴展芯片、中斷控制電路和片選分配電路；以太網(wǎng)控制器DM9161、串口擴展芯 片、以太網(wǎng)擴展芯片、CAN擴展芯片、中斷控制電路和片選分配電路均與處理器AT91RM9200 連接，處理器AT91RM9200與嵌入式Linux操作系統(tǒng)連接。根據(jù)硬件平臺電路連接、中斷控制電路和以太網(wǎng)擴展芯片、串口擴展芯片、CAN控 制器芯片的工作特性，編寫驅動程序，為嵌入式Linux操作系統(tǒng)提供應用層平臺控制程序 接口，在系統(tǒng)主控制程序中，將報文封裝成不同的總線協(xié)議形式，并轉發(fā)到相應接口總線 上，總線上的智能儀表相應請求后，將數(shù)據(jù)通過接口總線傳輸?shù)浇涌谛酒?，接口芯片根?jù) 所定義的中斷，對Linux操作系統(tǒng)提出中斷請求，在中斷處理過程中，對儀表數(shù)據(jù)進行封 裝，并將封裝后的數(shù)據(jù)包返回上位機進行處理，完成現(xiàn)場總線協(xié)議數(shù)據(jù)的轉換和系統(tǒng)響應 過程。圖3是本實用新型的實現(xiàn)功能圖。用戶在Internet上通過企業(yè)防火墻，經(jīng)過企業(yè) 局域網(wǎng)，遠程訪問數(shù)據(jù)交互網(wǎng)關，或者利用系統(tǒng)監(jiān)控工作站點通過局域網(wǎng)或者RS232、RS485 訪問數(shù)據(jù)交互網(wǎng)關，通過數(shù)據(jù)網(wǎng)關平臺，用戶可以和連接在平臺上的不同總線上的設備進 行數(shù)據(jù)交互，還可以將現(xiàn)場智能儀表的采集數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關和企業(yè)的管理網(wǎng)絡相連，對現(xiàn)場 級的設備數(shù)據(jù)進行存儲、分析管理，為決策提供依據(jù)，提高電力系統(tǒng)企業(yè)的信息管理系統(tǒng) (MIS)的實時性和實用性。
權利要求一種基于AT91RM9200的現(xiàn)場總線協(xié)議轉換網(wǎng)關平臺，其特征在于該網(wǎng)關平臺包括處理器AT91RM9200、以太網(wǎng)控制器DM9161、串口擴展芯片、以太網(wǎng)擴展芯片、CAN擴展芯片、中斷控制電路和片選分配電路；所述以太網(wǎng)控制器DM9161、串口擴展芯片、以太網(wǎng)擴展芯片、CAN擴展芯片、中斷控制電路和片選分配電路均與處理器AT91RM9200連接，所述處理器AT91RM9200與嵌入式Linux操作系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于AT91RM9200的現(xiàn)場總線協(xié)議轉換網(wǎng)關平臺，其特征在 于所述處理器AT91RM9200與串口擴展芯片的片選信號以及與串口擴展芯片中斷信號連 接，并由Linux操作系統(tǒng)的串口擴展驅動。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于AT91RM9200的現(xiàn)場總線協(xié)議轉換網(wǎng)關平臺，其特征在 于處理器AT91RM9200與以太網(wǎng)擴展芯片的片選信號以及與以太網(wǎng)擴展芯片中斷信號連 接，并由Linux操作系統(tǒng)的以太網(wǎng)擴展芯片驅動。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于AT91RM9200的現(xiàn)場總線協(xié)議轉換網(wǎng)關平臺，其特征在 于處理器AT91RM9200與CAN擴展芯片的片選信號以及與CAN擴展芯片中斷信號連接，并 由Linux操作系統(tǒng)的CAN擴展芯片驅動。
專利摘要本實用新型公開了一種基于AT91RM9200的現(xiàn)場總線協(xié)議轉換網(wǎng)關平臺，該網(wǎng)關平臺包括處理器AT91RM9200、以太網(wǎng)控制器DM9161、串口擴展芯片、以太網(wǎng)擴展芯片、CAN擴展芯片、中斷控制電路和片選分配電路；所述以太網(wǎng)控制器DM9161、串口擴展芯片、以太網(wǎng)擴展芯片、CAN擴展芯片、中斷控制電路和片選分配電路均與處理器AT91RM9200連接，所述處理器AT91RM9200與嵌入式Linux操作系統(tǒng)連接。本實用新型應用在發(fā)電廠、變電站等電力系統(tǒng)自動化控制過程中的幾種不同總線協(xié)議儀表之間進行通信的數(shù)據(jù)交互平臺，同時解決了現(xiàn)場總線和Internet網(wǎng)絡互聯(lián)問題，通過網(wǎng)關對設備進行遠程操作、監(jiān)測、診斷、維護，使設備的控制與維護，并實現(xiàn)了企業(yè)控制、管理信息的無縫集成?？捎糜诟脑飕F(xiàn)有的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡。
文檔編號H04L12/66GK201699739SQ20102019182
公開日2011年1月5日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權日2010年5月14日
發(fā)明者朱其慎 申請人:南京工業(yè)職業(yè)技術學院