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)
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CNA2007100432819A CN101141450A (zh) | 2007-07-02 | 2007-07-02 | 嵌入式Ethernet/IP扫描器 |
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Publications (1)
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CN101141450A true CN101141450A (zh) | 2008-03-12 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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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 |
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2007
- 2007-07-02 CN CNA2007100432819A patent/CN101141450A/zh active Pending
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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