现场总线(6章节)LON现场总线与Ethernet集成技术.pptVIP

1. 引言 2. 系统结构 4. 硬件设计概述 选用AT89C55作为网络处理MCU 选用MC143150神经元芯片作为LonWorks网络的通信MCU 双CPU间的数据交换通过双口RAM实现 与Ethernet的网络接口采用RTL8019器件 用10/100 BaseT电缆作为传输介质 设计时可考虑在线编程功能 必须实现嵌入式TCP/IP网络协议栈 LON-Ethernet网络接口 网络接口的基本功能 5. 硬件描述 单片机AT89C55，以及74LS373、62256等外围器件，构成以太网控制单元，负责TCP/IP协议的实现以及数据交换的处理 MC143150神经元芯片、外围存储器和收发器，构成LonWorks现场总线控制单元，负责收发LonWorks报文，并实现对双口RAM的寻址和数据访问 RTL8019AS及其外围器件(如隔离变压器、RJ45)，支持以太网数据通信的部分协议和物理接口 可编程逻辑器件CPLD，负责MC143150和AT89C55两个MCU的地址译码和读写信号的转换 双口RAM，作为两个处理器交换数据的缓冲区 采用可编程逻辑器件CPLD，可以实现地址译码和读写信号转换的功能，灵活性强，可以简化电路的设计。 2. LonWorks现场总线控制单元 LonWorks现场总线控制单元负责收发LonWorks网络报文，并对双口RAM进行数据存取。为此，扩展了一片32K的EEPROM(29EE010)作为程序存储器，并由CPLD9536负责3150的读写信号与RAM读写信号之间的转换，以及对IDT7132和29EE010的地址分配。 对CPLD9536进行编程，可以实现对存储器芯片29EE010和双口RAM的地址分配 ： 程序存储器29EE010(32K)：0000H～7FFFH。 双口RAMIDT7132(2K)：D000H～D7FFH 地址的选择 由于RTL8019AS内置了10BASE-T收发器，因此，采用10BASE-T布线标准通过双绞线进行以太网通信，其网络接口的电路比较简单。外接一个隔离LPF滤波器20F-01，TPIN±为接收线，TPOUT±为发送线，经隔离后分别与RJ-45接口的RX±、TX±端相连。 6. 软件描述 1.嵌入式TCP/IP网络协议的实现 发送部分软件框图 接收部分软件 WinSocket协议的实现 WinSock控件有4个重要属性： protocol：用于指定通信协议为TCP还是UDP，本设计采用的是UDP协议。 localport：用于指定本地端口。 remoteport：用于指定远程端口。 remotehost：用于指定远程主机。 7. 设计应用 某电力测控系统中，需要以太网远程监控，要求监控计算机能实时对站内所有节点的运行情况进行监控，并且按照用户要求设置每个节点的工作参数。真正实现LonWorks现场总线与工业以太网的信息集成。整个系统的结构如下页图所示。 (2) 主控器软件 使用Visual Basic 6.0编写了一个安装在以太网远程监控计算机上的设备监控软件。实时应用中，它能同时管理分布在现场的智能节点的实时数据采集和控制。监控软件需要完成以下几个任务。 (1) 以太网通信 (2) 实时运行监控 (3)参数浏览设置 以太网通信 包括接收LON-Ethernet网络接口传送过来的包括各个节点实时采集值的UDP数据包，以及发送到LonWork-Ethernet网络接口的包括各个节点参数设置值的UDP数据包。这个任务由WinSock控件完成。 实时运行监控 在实际工程应用中，要依靠Lonworks网络将现场信息传到以太网远程监控计算机上，那么在监控计算机上，就需要一个提供对现场实时信息进行监控的人机界面，通过这个界面对现场信息进行显示、加工处理、存储等等。 参数浏览设置 本系统参数设置主要包括各个节点参数的上限、下限、回差和报警值。通过参数的设置，使用者则可以向LON-Ethernet网络接口发出控制指令，然后网络接口再转发给指定的节点，使系统工作状态发生改变。 结语 本讲结束 LonWorks现场总线控制单元硬件组成 3.以太网控制单元 以太网控制单元的硬件电路主要包括 单片机AT89C55 以太网卡芯片RTL8019AS 93C46(64×16位的EEPROM) 74HC373(8位锁存) 62256(32K字节的RAM) 双口RAM(IDT7132) CPLD9536 以太网控制单元负责将网络接口的数据发送至以太网，同时接收以太网发送的数据。 以太网控制单元硬件组成 RAM62256：单片机