基于“網(wǎng)絡(luò )通”的單片機以太網(wǎng)-CAN網(wǎng)關(guān)的應用

1 概述

　　在工廠(chǎng)、變電站、智能大廈等大型企業(yè)自動(dòng)化系統中,如 圖1(a) 所示,在上層企業(yè)管理層和生產(chǎn) 監控層采用的都是以太網(wǎng)和PC機,而在下層車(chē)間、現場(chǎng)都是采用現場(chǎng)總線(xiàn)（如RS-485、CAN、 lonWorks、基金會(huì )等）和單片機測控設備。上下兩層的溝通,通常采用工業(yè)控制機加以太網(wǎng)卡,再加 上PC機插槽上的接口卡或并行打印口的EPP接口卡來(lái)實(shí)現。這種連接方式成本高,開(kāi)發(fā)周期長(cháng),接 口卡成為系統上下兩層的通信瓶頸,一旦出現故障,上下兩層的聯(lián)系就告中斷。為此,如 圖1(b) 所 示,我們利用廉價(jià)的“網(wǎng)絡(luò )通”組成基于單片機的以太網(wǎng)-CAN網(wǎng)關(guān)取代昂貴的工控機加接口卡,成 功地實(shí)現了以太網(wǎng)和現有CAN總線(xiàn)網(wǎng)的直接連接,實(shí)現管理監控層（以太網(wǎng)）和生產(chǎn)測控層（CAN總 線(xiàn)網(wǎng)）之間的連接。上下層數據能方便地進(jìn)行交流。

圖1 兩種分布式自動(dòng)控制系統結構比較

　　更重要的一點(diǎn)在于,現在成熟、穩定、廉價(jià)的以太網(wǎng)已經(jīng)普及深入到了工廠(chǎng)、車(chē)間、大樓等基層。在大型企業(yè)自動(dòng)化系統中,沒(méi)有必要再采用現場(chǎng)總線(xiàn)和兩級結構,可直接利用廉價(jià)的以太網(wǎng)接口模塊“網(wǎng)絡(luò )通”,將各種測控設備直接接入以太網(wǎng),形成現代化的網(wǎng)絡(luò )控制系統。

2 以太網(wǎng)-CAN網(wǎng)關(guān)的組成原理

　　在網(wǎng)絡(luò )控制系統中,我們利用“網(wǎng)絡(luò )通”組成基于單片機的以太網(wǎng)-CAN網(wǎng)關(guān),結構組成如 圖 2 所 示?！熬W(wǎng)絡(luò )通”由以太網(wǎng)接口A(yíng)和微處理器組成。在此基礎上增加CAN接口B就組成了以太網(wǎng)-CAN 網(wǎng)關(guān)。

圖2 基于“網(wǎng)絡(luò )通”的以太-CAN 網(wǎng)關(guān)

（1） 以太網(wǎng)接口A(yíng)

　　以太網(wǎng)接口A(yíng)可選用符合IEEE802.3協(xié)議的10Base-T通用接口芯片,如 UM9003、RTL8019等,完成與以太網(wǎng)在物理層和數據鏈路層的連接。使用 RJ-45插口,可以直接掛接到以太網(wǎng)上。

（2） 微處理器

　　微處理器負責對以太網(wǎng)接口A(yíng)芯片和CAN接口B芯片進(jìn)行控制。微處理器內駐有 TCP/IP通信協(xié)議和CAN協(xié)議,完成以太網(wǎng)協(xié)議和CAN總線(xiàn)協(xié)議轉換,實(shí)現接口 A和接口B通信數據的透明傳輸。