背景
計算機網絡技術迅猛發展,建立了大量的多種多樣的網絡系統,帶來了一個各種網絡之間如何互連的間題。一個辦法是推行國際标準,051網絡體系結構及通信協議的國際标準已越來越成熟。但是,要把大量已存在的非051體系的網絡都改造成051體系,都采用标準協議,存在着很多的困難,而且網絡技術在不斷發展,在進行标準化的同時随時産生多樣化,因此考慮異構網絡的互連通信大概永遠不可避免。
在這個基礎上提出了協議轉換器。工業現場的許多設備采用的通信接口各不相同,常用的有RS-232、RS-485、CAN和網絡,由于各種通信結構的協議不兼容,使得異構網絡之間的操作和信息交換難以進行。常用的協議轉換器隻能完成點對點的轉換,多種協議之間的相互轉換還是一個研究熱點。
定義
協議轉換是一種映射,就是把某一協議的收發信息(或事件)序列映射為另一協議的收發信息序列。需要映射的信息為重要信息,因此協議轉換可以看作是兩個協議的重要信息之間的映射。所謂重要信息和非重要信息是相對而言的,要根據具體需要加以确定,選擇不同的重要信息作映射,會得到不同的轉換器。
類别
工業通信需要多個設備之間的信息共享和數據交換,而常用的工控設備通信口有RS-232、RS-485、CAN和網絡,由于各接口協議不同,使得異構網絡之間的操作和信息交換難以進行,通過多協議轉換器可以将不同接口設備組網,實現設備間的互操作。基于多種通信口和各種協議,形成種類繁多的協議轉換器。如三旺通信的以太網到E1協議轉換器,CAN接口轉換器、串口到2M/E1的協議轉換器、郵電通信的協議轉換器等。主要類别有E1/以太網協議轉換器、RS-232/485/422/CAN轉換器/RS-232/485/CAN轉換器等。
具有串行通信能力的設備仍然在控制領域、通信領域大面積使用,随着接入設備的增多,應用功能複雜程度的提高,傳統的串行通信網絡的缺點越來越明顯,而采用RS232/CAN智能轉換器,升級、改造或重新構建既有通信或控制網絡,能夠很方便地實現RS232設備多點組網、遠程通信,特别是在不需要更改原有RS232通信軟件的情況下,用戶可直接嵌入原有的應用領域,使系統設計達到更先進的水平,在系統功能和性能大幅度提高的情況下,減少了重複投資和系統更新換代造成的浪費。
USB-RS232接口轉換器首要的功能是實現兩種總線的協議轉換。主機端可以使用新的USB總線協議,向外發送數據,轉換器内部将數據格式轉變為RS232串行信号,再發送到設備。設備回送主機的數據,則經轉換器轉變為USB協議數據。
USB-RS232接口轉換器在對所流經的數據進行協議轉換時,可以增加特别的功能。1、由于USB總線的速度比RS232接口快很多,可以在接口轉換器上設計數據緩沖區,以協調兩總線的速度差。2、RS232接口有一些變種,如RS485、RS422接口,接口轉換器中可以設計RS232-RS485或是RS232-RS422接口轉換器,簡化整個系統的通信接口轉換。3、接口轉換器在進行數據格式轉換時,可以設計加密、解密算法,對流經的數據進行處理,提高系統的數據保密性。
CAN總線協議和Modbus協議的結合,通過引用Modbus協議代替原自定義串口協議,将通信任務按讀、寫進行歸納分類,再用Modbus協議定義的标準功能碼簡化通信流程,提高效率,同時也使系統具備開放性,能方便的結成網絡。Modbus協議是主從協議,而CAN總線協議是多主對等協議,這也就決定了所設計的協議轉換器在Modbus網絡中作為從站,而在CAN網絡中作為發送優先級最高的節點。
在DSP的RAM中劃分Modbus報文和CAN報文的存儲緩沖區(包含各自的輸入和輸出緩沖區);協議轉換器從Modbus主站收到的報文存入Modbus接收緩沖區,向主站返回應答時從CAN總線的接收緩沖區讀取數據打包成Modbus應答報文的格式進行發送;協議轉換器從Modbus接收緩沖區獲取報文并存入CAN報文發送緩沖區,依據功能碼進行發送分析,決定采用單次還是分次發送方式。總的來說,就是一種存儲轉發機制,這種機制首先考慮的是通信轉換的可靠性,存儲轉換帶來的延時直接導緻通信實時性的降低。



















