CN101141450A - 嵌入式Ethernet/IP扫描器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种嵌入式Ethernet/IP扫描器，其硬件有电源、主芯片、一片16位FLASH、二片SDRAM、一个以太网口、芯片内部以太网控制器加外扩以太网收发器、RS232串口、状态灯、拨码开关；其软件包括应用程序、TCP协议、UDP协议、ARP协议、ICMP协议、Reworks、驱动程序；其连接关系是：电源分别接至主芯片电路，主芯片与FLASH、SDRAM、芯片内部以太网控制器、以太网收发器、RS232串口、状态灯、拨码开关互通。嵌入式扫描器是数据传输的中转站，特点是此嵌入式Ethernet/IP扫描器对下层Ethernet/IP网络具有Scanner的功能，可以连接32个Ethernet/IP设备，对上层Ethernet/IP网络则具有Adapter的功能，使用此嵌入式Ethernet/IP扫描器，实现了底层网络数据的打包，其数据与上层网络进行数据交换。
Description
技术领域
本发明涉及一种嵌入式Ethernet/IP扫描器，属于现场总线技术领域。
背景技术
20世纪80年代中期产生的现场总线，将智能现场设备和自动化***以全数字式、双向传输、多分支结构的通信控制网络连接，使工业控制***向分散化、网络化和智能化发展成为可能，从而使工业控制***的体系结构和功能结构产生重大变革。
由于工业自动化***正向分布式、智能化的实时控制方面发展，用户要求企业从现场控制层到管理层能够实现全面无缝的信息集成，并提供一个开放的构架，因此统一的通信协议和网络的要求日益迫切。但是以前的***往往无法满足这些要求，近年来国际工业控制领域的共同趋势是使用基于IEEE802.3和TCP/IP的网络技术，通过以太网上广泛使用的TCP/IP协议族的开放性使得在工控领域中的通信问题有得到较好的解决。
目前国际上主要的工业以太网有如下几种：
Rockwell Automation、OMRON、Cutler-Hammer等公司支持的由CI和ODVA组织负责推广的Ethernet/IP，IP是指工业协议，它提供Producer/Consumer模型。
现场总线基金会制定的高速以太网协议HSE，它提供了发布方/定购方、对象等模型，主要用于工程控制领域，受到了Fisher/Rosemount，Foxboro以及Honeywell等一些国际著名公司的支持。
由Schneider Automation公司发布的MODBUS/TCP协议，它将MODBUS协议捆绑在TCP协议上，易于实施，能够实现互联。但不支持基于对象的通信模型，这样一些参数的设置得手工进行。
受Simens公司支持的由Profibus International组织的Profinet，采用分布式组件对象模型，只能由Windows平台支持，需要很大的存储与过程处理开销，不适应于现场设备。
EtherNet/IP技术是包含EtherNet/IP、Devicenet、ControlNet和Componet等多种协议的CIP(通用工业协议)技术与以太网技术的巧妙结合，它基于标准的TCP/IP协议，只是在TCP或UDP报文的数据部分嵌入了CIP封装协议，封装协议的主要任务是定义和规范了如何封装和传输上层协议报文，以及如何管理和利用下层TCP/IP连接，起到承上启下的作用，功能上与OSI七层模型中的数据链路层非常类似。
Ethernet/IP选择基于完全标准的TCP/IP以太网，而不是部分基于以太网或基于修改过的以太网，它不对TCP/IP协议栈作任何改动，与其它基于标准TCP/IP以太网的IT标准完全兼容。这就意味着EIP工业用户能够直接受益于标准TCP/IP以太网技术本身的持续创新和成本降低等带来的众多好处。EIP的性能会随着以太网其他技术(如信息安全技术、高速传输技术、高速交换技术等)的不断发展而水涨船高。这种完全开放技术所具有的生命力，将是那些只被某家或某些特定公司推动的技术所不能比拟的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种嵌入式Ethernet/IP扫描器，该扫描器具有通用性的标准部件，通过上位机配置工具配置后，即可单独作为单层网络***的Scanner，管理整个Ethernet/IP网络的设备，也可作为多层网络***的数据的中转站，因此，它适用于任何符合Ethernet/IP协议的网络。
为达到上述目的，本发明的解决技术方案是：包括硬件和软件两部分。硬件部分有电源、主芯片、一片16位FLASH、二片SDRAM、以太网口软件包括应用程序CIP、TCP协议、UDP协议、ARP协议、ICMP协议、驱动程序。
嵌入式Ethernet/IP扫描器是具有通用性的标准部件，是专门为数据采集而设计的产品，当组成***的Ethernet/IP设备较多的时候，嵌入式扫描器是数据传输的中转站，它最主要的特点是此嵌入式Ethernet/IP扫描器对下层Ethernet/IP网络具有Scanner的功能，最多可以连接32个Ethernet/IP设备，对上层Ethernet/IP网络则具有Adapter的功能，使用此嵌入式扫描器，实现了底层网络数据的打包，把打包好的数据与上层网络进行数据交换，因此大大减少了上层网络的负荷，提高了整个***的运行效率；而且使整个***结构清晰，易于集成。
本发明的有益效果：嵌入式Ethernet/IP扫描器对下层Ethernet/IP网络具有Scanner的功能，最多可以连接32个Ethernet/IP Adapter，对上层Ethernet/IP网络则具有Adapter的功能，使用此嵌入式扫描器，实现了底层网络数据的打包，把打包好的数据与上层网络进行数据交换，因此大大减少了上层网络的负荷，提高了整个***的运行效率；而且使整个***结构清晰，易于集成。具有一定的经济效益。
以下结合附图和实施例对本发明作比较详细地说明。
附图说明
图1为本发明的嵌入式Ethernet/IP扫描器硬件构成原理框图；
图2为本发明的嵌入式Ethernet/IP扫描器构成的多层网络图；
图3为本发明的嵌入式Ethernet/IP扫描器***构成原理框图。
具体实施方式
参照图1，这是本发明嵌入式Ethernet/IP扫描器硬件构成原理框图。
如图所示，硬件部分包括电源1、主芯片2、一片16位FLASH 3、二片SDRAM 4、一个以太网口7、芯片内部以太网控制器5加外扩以太网收发器6、RS232串口8、状态灯、拨码9；
上述电路的连接关系是：电源分别接至主芯片等电路，主芯片与FLASH、SDRAM、芯片内部以太网控制器、以太网收发器、RS232串口、状态灯、拨码开关互通。
上述网口采用JR45或光纤接口，一个拨码开关，两个指示灯。拨码开关用来表示设备运行的状态，指示灯一个为模块状态指示灯，另一个为网络状态指示灯。
参照图2，这是本发明嵌入式Ethernet/IP扫描器构成的构成的多层网络图。
如图所示，嵌入式Ethernet/IP扫描器在多层Ethernet/IP网络中实现了网络间I/O实时数据的交换，它将底层网络上各Ethernet/IP设备的I/O数据映射到扫描器的I/O数据表中，使上层Scanner只要访问嵌入式扫描器的I/O数据表就可实现上层网络与底层网络各个设备的数据交换。最多可以连接32个Ethernet/IP设备，在连接各种设备时不需要编程，只需要通过网络上的配置工具就可以实施配置，配置工具可加载在网络上任一设备，即可实现远程配置或在远端读取或修改配置。
参照图3，这是本发明的嵌入式Ethernet/IP扫描器***构成原理框图。
如图所示，嵌入式Ethernet/IP扫描器在多层Ethernet/IP网络中实现了网络间I/O实时数据的交换，它将底层网络上各设备的I/O数据映射到扫描器的I/O数据表中，使上层只要访问嵌入式扫描器的I/O数据表就可实现上位机通信组与底层网络各个设备的数据交换。如图3***图所示，以嵌入式扫描器1为例，在Ethernet/IP网络2中充当Ethernet/IP的Scanner，最多可以连接32个Ethernet/IP设备，在连接各种Adapter时不需要编程，只需要通过网络上的配置工具就可以实施配置，配置工具可加载在网络上任一设备，即可实现远程配置或在远端读取、修改配置。而在Ethernet/IP网络1中，嵌入式扫描器1充当一个Ethernet/IP设备，Ethernet/IP网络1中的Ethernet/IP Scanner管理所有的嵌入式扫描器。上位机通信组Ethernet/IP Scanner可直接向Ethernet/IP网络2中的各个设备发送UCMM报文(非周期形式)，获得所需数据。
参照图4，这是本发明的嵌入式Ethernet/IP扫描器配置框图。
如图所示，嵌入式扫描器对底层Ethernet/IP设备而言，是作为一个Ethernet/IP网络的主站，管理整个Ethernet/IP网络的设备。
它有两种工作模式：Idle模式和Run模式。上位机只有在Idle模式下才能对嵌入式扫描器进行配置，Run模式下不能进行配置。当嵌入式扫描器上电后，监测所处的模式和检测有没有存储的上位机配置信息，如果有，就按照配置信息与各个设备建立连接。如果没有配置信息，等待上位机配置软件的配置，直至完成配置。
配置完成后，嵌入式扫描器与Ethernet/IP设备即可建立连接，进行通信。
虽然本发明已参照上述的实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员，应当认识到以上的实施例仅是用来说明本发明，应理解其中可作各种变化和修改而在广义上没有脱离本发明，所以并非作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述的实施例的变化、变形都将落入本发明权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种嵌入式Ethernet/IP扫描器，包括硬件和软件两部分，硬件包括电源(1)、主芯片(2)，其特征在于：所述的硬件还包括一个以太网口(7)、芯片内部以太网控制器(5)加外扩以太网收发器(6)、RS232串口(8)、状态灯、拨码(9)；
上述电路的连接关系是：电源分别接至主芯片电路，主芯片与FLASH、SDRAM、芯片内部以太网控制器、以太网收发器、RS232串口、状态灯、拨码开关互通。
所述的嵌入式Ethernet/IP扫描器，对下层Ethernet/IP网络具有Scanner的功能，最多可以连接32个Ethernet/IP设备，对上层Ethernet/IP网络则具有Adapter的功能，使用此嵌入式Ethernet/IP扫描器，实现了底层网络数据的打包，把打包好的数据与上层网络进行数据交换。
2.如权利要求1所述的嵌入式Ethernet/IP扫描器，其特征在于：所述的网口和状态灯、拨码开关，采用JR45或光纤接口，一个拨码开关，两个指示灯，拨码开关用来表示设备运行的状态，指示灯一个为模块状态指示灯，另一个为网络状态指示灯。
3.如权利要求1所述的嵌入式Ethernet/IP扫描器，其特征在于：所述的软件结构，包括应用程序CIP，HTTP、TCP协议、UDP协议、ARP协议、ICM协议、Reworks、驱动程序。
4.如权利要求1所述的嵌入式Ethernet/IP扫描器，其特征在于：所述的嵌入式Ethernet/IP扫描器构成的多层网络，最多可以连接32个Ethernet/IP设备，在连接各种设备时不需要编程，只需要通过网络上的配置工具就可以实施配置。
5.如权利要求1所述的嵌入式Ethernet/IP扫描器，其特征在于：所述的嵌入式Ethernet/IP扫描器配置，嵌入式扫描器对底层设备而言，是作为一个Ethernet/IP网络的主站，管理整个Ethernet/IP网络的设备。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2007100432819A CN101141450A (zh) | 2007-07-02 | 2007-07-02 | 嵌入式Ethernet/IP扫描器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2007100432819A CN101141450A (zh) | 2007-07-02 | 2007-07-02 | 嵌入式Ethernet/IP扫描器 |
Publications (1)
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| CN101141450A true CN101141450A (zh) | 2008-03-12 |
Family
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Family Applications (1)
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| CNA2007100432819A Pending CN101141450A (zh) | 2007-07-02 | 2007-07-02 | 嵌入式Ethernet/IP扫描器 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN101141450A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101244784B (zh) * | 2008-03-27 | 2010-06-02 | 天津大学 | 一种电梯群控器及其群控方法 |
-
2007
- 2007-07-02 CN CNA2007100432819A patent/CN101141450A/zh active Pending
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