基于工業(yè)以太網(wǎng)的Modbus網(wǎng)關(guān)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，使工業(yè)控制從單機(jī)控制走向基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的集中監(jiān)控、集散控制。Modbus協(xié)議是應(yīng)用于工業(yè)控制器上的一種通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的Modbus協(xié)議大多運(yùn)行在RS-232/485串行鏈路上，而Modbus TCP作為基于TCP/IP協(xié)議的Modbus實(shí)現(xiàn)，具有更好的可靠性、靈活性和擴(kuò)充性。為了滿足Modbus ASCH/RTU設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)需求，實(shí)現(xiàn)兩種網(wǎng)絡(luò)間的透明數(shù)據(jù)傳輸，本文基于ARM微處理器設(shè)計(jì)了一種Modbus通信

2、網(wǎng)關(guān)，完成Modbus ASCII/RTU和Modbus TCP協(xié)議之間相互轉(zhuǎn)換。網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)選用uC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)內(nèi)核和1wIP協(xié)議棧，具有實(shí)時(shí)響應(yīng)能力和較低的資源占用率。 在Modbus網(wǎng)關(guān)的協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)中，采用數(shù)據(jù)通訊和數(shù)據(jù)處理分離的機(jī)制，并為Modbus消息建立了緩沖池，通訊進(jìn)程負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的收發(fā)，并把數(shù)據(jù)放入緩沖池，處理進(jìn)程從緩沖池中依次讀出數(shù)據(jù)，進(jìn)行相應(yīng)處理。這種機(jī)制有效地解決了通訊速度與處理速度不匹配的問題，避免了因獨(dú)占

3、鏈路而引起的Modbus請求堵塞，保證了消息能夠得到即時(shí)處理。 為了提高網(wǎng)關(guān)的可靠性，本文通過分析網(wǎng)絡(luò)接口冗余備份技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理，提出了一種通過驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)冗余備份的方案，并設(shè)計(jì)了一個(gè)高速的冗余切換算法。該算法應(yīng)用無關(guān)，切換效率高。為了提高系統(tǒng)的安全性，設(shè)計(jì)了MAC地址過濾和IP防火墻功能。 基于Web的數(shù)據(jù)發(fā)布技術(shù)因其容易部署和界面友好得到了廣泛應(yīng)用。網(wǎng)關(guān)通過內(nèi)嵌Web服務(wù)器，方便用戶通過網(wǎng)頁進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)監(jiān)控，并