CN102195946A - 基于arm技术的智能通信控制器 - Google Patents

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徐永法
全江楚
高家伟
刘俊
金星
彭霞
李田田
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Abstract

本发明基于ARM技术的智能通信控制器，具体指一种能够满足现有主要通信方式：TCP/IP以太网、MODBUS工业通信标准协议、PROFIBUS工业通信标准协议和CAN总线通信协议的智能化互联的通信控制器，涉及通信技术领域。所述的智能通信控制器以ARM-7芯片作为核心处理器，具有以太网MAC通信处理器、异步通信处理器、CAN通信处理器、定时器、计数器、AD转换等配置；软件部分采用UCOS/II嵌入式操作***，利用该操作***的完善的实时、多任务、多线程的管理功能，令各种通信方式实现良好的互联和转换功能。本发明具有编程灵活性高、响应速度快、误码率低、通信效率高，与多种主流通信方式兼容的优点。

Description

基于ARM技术的智能通信控制器
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体指以嵌入式ARM处理器，嵌入式实时操作***UCOS/II以及TCP/IP通信协议解析、MODBUS通信协议解析、PROFIBUS通信芯片配置和协议解析以及CAN通信协议解析，实现多种主流通信方式兼容，良好的互联和转换功能。
背景技术
在现有技术MODBUS、PROFIBUS、CAN仍然是诸多控制设备、信号采集设备的主要通信方式情况下，而以太网以通信的速度快、误码率低、通信设备配置方便以及一般的PC机即可用网口来实现这一功能，而不需再增加特别的转换设备而成为目前非常流行的通信方式。于是，上述通信与工业以太网通信渐渐成为在目前多种通信方式并存的时期。但，当一个监控***涉及多种通信方式时，往往带来诸多不便，比如在一个以TCP/IP通信的***中，如果下层设备是一个只有MODBUS通信接口的PLC(可编程控制器)，这时要将PLC接入TCP/IP网络就很难做到。目前的方法往往是增加一台以太网转串口的服务器，但是这种模式会大大降低通信速度，即上位机仍然要将PLC视为一个只有串口的设备，如果这种设备一多，就会大大降低***的通信效率。而要真正实现工业以太网通信，那么增加的PLC升级成本将会大幅度提高，如果这个PLC是一个只控制少量信号的设备，将会带来很大的浪费。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在实现工业以太网通信，那么增加的PLC升级成本将会大幅度提高，如果这个PLC是一个只控制少量信号的设备，将会带来很大的浪费的缺失，提出一种基于以嵌入式ARM处理器、嵌入式实时操作***UCOS/II，基于TCP/IP通信协议解析、MODBUS通信协议解析、PROFIBUS通信芯片配置和协议解析以及CAN通信协议解析，在以太网上的应用而实现需要的功能的***。
本发明基于ARM技术的智能通信控制器，包括：
采用使以太网物理层能够适应PHY芯片，防止因静电和雷电等现象造成的破坏的网络变压器隔离。
RS485通信链路采用光耦器件实现对本设备的隔离保护。
CAN通信链路采用光耦器件实现对本设备的隔离保护。
采用PHY芯片来与MAC通信控制器通信，这是硬件设计的关键部分。在布线过程中要特别注意TX+/TX-、RX+/RX-的距离不能超过2mm，两对线之间要超过3mm。走线采用圆弧走线可以使通信功能达到比较好的效果。
硬件设计时要对各终端电阻的大小和位置进行反复的实验，以求以太网通信性能的稳定。
软件部分采用：UCOS/II操作***，通过运用多任务、信号量等UCOS/II元素，使软件各部分功能能够更加高效的实现。
在软件中内嵌CRC校验，使用户在以太网通信中可以忽略CRC校验。
在软件中实现TCP/IP解析，自动实现连接、监听、绑定等TCP通信特殊的通信过程。
PROFIBUS通信采用专业的SPC3芯片作为PROFIBUS通信协议解析器件。本SPC3器件类似于西门子公司的PROFIBUS通信功能芯片，有更加友好的底层协议支持。此外，在本设备的软件中专门采用一个C文件来用于PROFIBUS通信的底层文件。这是由于PROFIBUS通信更加复杂的原因(相对于MODBUS通信)。
其还包括采取的几个步骤：
1、创建接收缓冲区500个字节；
2、设定本设备IP地址和端口号，如IP地址为192.168.25.201，端口号为4000；
3、创建一个套接字SOCKET；
4、绑定IP和端口到SOCKET；
5、设置最大监听数，如3；
6、等待客户机连接；
7、连接成功后，开始实施通信协议解析；
8、根据通信内容的MODBUS功能码来处理相应的报文，及时回复相应的以太网下MODBUS报文；
9、通过串口发送相应的报文信息，根据需要决定是否加上CRC校验信息；
10、等待接收端串口设备的回复，并判断对错；如果对，则本次通信成功，如果错，则上次通信内容重发，如果连续三次通信错，则报串口通信故障。
综上所述，采用工业以太网通信、MODBUS通信、PROFIBUS通信和CAN通信在本智能通信控制器中是各自平等的通信方式，并无主从之分，使用者可以根据自己的实际用途，通过简单的软件设置即可将其中一种通信方式设为主通信方式，其他的三种通信方式可以任选一到三种作为从通信方式，这种功能可以使得本控制器在工业控制、通信工程和智能交通等需要涉及不同通信方式，而上位机软件又力求统一的领域得到广泛的应用。
附图说明
图1为本发明控制器的连接框图；
图2为本发明实施例的控制器工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步描述
本发明一种基于ARM技术的智能通信控制器(如附图1所示)，包括：
采用网络变压器隔离，使以太网物理层能够适应各种PHY芯片，并且可以防止静电和雷电等现象造成的破坏。
采用合适的PHY芯片来与MAC通信控制器通信，这是硬件设计的关键部分。在布线过程中要特别注意TX+/TX-、RX+/RX-的距离不能超过2mm，两对线之间要超过3mm。走线采用圆弧走线可以使通信功能达到比较好的效果。
硬件设计时要对各终端电阻的大小和位置进行反复的实验，以求以太网通信性能的稳定。
软件部分采用：UCOS/II操作***，通过运用多任务、信号量等UCOS/II元素，使软件各部分功能能够更加高效的实现。
RS485通信链路采用光耦器件实现对本设备的隔离保护。
CAN通信链路采用光耦器件实现对本设备的隔离保护。
在软件中内嵌CRC校验，使用户在以太网通信中可以忽略CRC校验。
在软件中实现TCP/IP解析，自动实现连接、监听、绑定等TCP通信特殊的通信过程。
PROFIBUS通信采用专业的SPC3芯片作为PROFIBUS通信协议解析器件。本SPC3器件类似于西门子公司的PROFIBUS通信功能芯片，但本芯片厂家有更加友好的底层协议支持。此外，在本设备的软件中专门采用一个C文件来用于PROFIBUS通信的底层文件。这是由于PROFIBUS通信更加复杂的原因(相对于MODBUS通信)。
由于以太网通信的速度要求最快，所以将以太网通信的任务级设为最高优先级任务。
以下是以本设备为TCP/MODBUS服务器和MODBUS主站为例来说明
本设备实现
以下为MODBUS ON TCP与MODBUS串口协议分层模型比较：
Figure GSA00000059447800061
综上所述，采用工业以太网通信、MODBUS通信、PROFIBUS通信和CAN通信在本智能通信控制器中是各自平等的通信方式，并无主从之分，使用者可以根据自己的实际用途，通过简单的软件设置即可将其中一种通信方式设为主通信方式，其他的三种通信方式可以任选一到三种作为从通信方式，这种功能可以使得本控制器在工业控制、通信工程和智能交通等需要涉及不同通信方式，而上位机软件又力求统一的领域得到广泛的应用。

Claims (5)

1.一种基于ARM技术的智能通信控制器，其特征是：设置一ARM微处理器，通过光耦隔离、隔离变压器及电源与以太网或MODBUS通信或PROFIBUS通信或CAN任意一个作电信号的连接。
2.如权利要求1所述的基于ARM技术的智能通信控制器，其特征是：采用PHY芯片使以太网信号与MAC通信控制器连接；
RS485通信链路経光耦器件与ARM微处理器连接；
CAN通信链路経光耦器件与ARM控制器连接；其中，PROFIBUS通信协议解析器为一SPC3芯片。
3.如权利要求1所述的基于ARM技术的智能通信控制器，其特征是：以UCOS/II作为上述通信方式互转的软件操作***。
4.如权利要求3所述的基于ARM技术的智能通信控制器，其特征是：以UCOS/II中的任务优先级来将上述通信方式按照通信速率和重要性要求来分别设置通信任务优先级；采用一个C文件来用于PROFIBUS通信的底层文件。
5.如权利要求1所述的基于ARM技术的智能通信控制器，其特征是：包括以下几个步骤：
a.创建接收缓冲区500个字节；
b.设定本设备IP地址和端口号，如IP地址为192.168.25.201，端口号为4000；
c.创建一个套接字SOCKET；
d.绑定IP和端口到SOCKET；
e.设置最大监听数，如3；
f.等待客户机连接；
g.连接成功后，开始实施通信协议解析；
h.根据通信内容的MODBUS功能码来处理相应的报文，及时回复相应的以太网下MODBUS报文；
i.通过串口发送相应的报文信息，根据需要决定是否加上CRC校验信息；
j.等待接收端串口设备的回复，并判断对错；如果对，则本次通信成功，如果错，则上次通信内容重发，如果连续三次通信错，则报串口通信故障。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102316113A (zh) * 2011-09-22 2012-01-11 大连交通大学 Powerlink和hdlc协议转换装置及实现方法
CN102497355A (zh) * 2011-11-22 2012-06-13 天津工业大学 一种实现纯电动轿车车门车窗电子控制单元CANopen协议的方法
CN102736605A (zh) * 2012-06-30 2012-10-17 李钢 Modbus通信集中器
CN103036755A (zh) * 2012-12-11 2013-04-10 蓝盾信息安全技术股份有限公司 利用can总线实现分布式***多台设备间实时通信的方法
CN104243294A (zh) * 2014-08-21 2014-12-24 周原 一种具有安全机制的PROFIBUS嵌入式Web网关
CN106292472A (zh) * 2016-10-20 2017-01-04 哈尔滨工业大学 一种运动控制方法及装置
CN106789183A (zh) * 2016-12-03 2017-05-31 易泰帝传动技术(烟台)有限公司 一种通讯配置数据自动解析的方法
CN106941396A (zh) * 2017-04-11 2017-07-11 深圳易能电气技术股份有限公司 一种测试Modbus通讯质量及从站响应性能的方法
CN109104181A (zh) * 2018-08-21 2018-12-28 深圳市雷赛控制技术有限公司 一种rs485电路
CN109922088A (zh) * 2019-04-28 2019-06-21 赛思特(北京)自动化科技有限公司 工业通讯三网合一装置及其工作方法
CN112894827A (zh) * 2021-02-25 2021-06-04 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种机械臂运动控制方法、***、装置及可读存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201134105Y (zh) * 2007-03-30 2008-10-15 北京华大恒泰科技有限责任公司 一种射频识别读写器
CN101340404A (zh) * 2008-08-14 2009-01-07 山东大学 用于WiFi与ZigBee无线网络协议转换的嵌入式网关
US20090083843A1 (en) * 2007-09-25 2009-03-26 Rockwell Automation Technologies, Inc. Unique identification of entities of an industrial control system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201134105Y (zh) * 2007-03-30 2008-10-15 北京华大恒泰科技有限责任公司 一种射频识别读写器
US20090083843A1 (en) * 2007-09-25 2009-03-26 Rockwell Automation Technologies, Inc. Unique identification of entities of an industrial control system
CN101340404A (zh) * 2008-08-14 2009-01-07 山东大学 用于WiFi与ZigBee无线网络协议转换的嵌入式网关

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102316113A (zh) * 2011-09-22 2012-01-11 大连交通大学 Powerlink和hdlc协议转换装置及实现方法
CN102316113B (zh) * 2011-09-22 2014-01-22 大连交通大学 Powerlink和hdlc协议转换装置及实现方法
CN102497355A (zh) * 2011-11-22 2012-06-13 天津工业大学 一种实现纯电动轿车车门车窗电子控制单元CANopen协议的方法
CN102736605A (zh) * 2012-06-30 2012-10-17 李钢 Modbus通信集中器
CN103036755A (zh) * 2012-12-11 2013-04-10 蓝盾信息安全技术股份有限公司 利用can总线实现分布式***多台设备间实时通信的方法
CN104243294A (zh) * 2014-08-21 2014-12-24 周原 一种具有安全机制的PROFIBUS嵌入式Web网关
CN106292472A (zh) * 2016-10-20 2017-01-04 哈尔滨工业大学 一种运动控制方法及装置
CN106292472B (zh) * 2016-10-20 2017-07-07 哈尔滨工业大学 一种运动控制方法及装置
CN106789183A (zh) * 2016-12-03 2017-05-31 易泰帝传动技术(烟台)有限公司 一种通讯配置数据自动解析的方法
CN106941396A (zh) * 2017-04-11 2017-07-11 深圳易能电气技术股份有限公司 一种测试Modbus通讯质量及从站响应性能的方法
CN109104181A (zh) * 2018-08-21 2018-12-28 深圳市雷赛控制技术有限公司 一种rs485电路
CN109922088A (zh) * 2019-04-28 2019-06-21 赛思特(北京)自动化科技有限公司 工业通讯三网合一装置及其工作方法
CN112894827A (zh) * 2021-02-25 2021-06-04 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种机械臂运动控制方法、***、装置及可读存储介质

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