经济型嵌入式工业网关的设计
在我们平时的物联网应用场景中，通常都需要工业网关对现场传感器数据、或者其他数据进行采集。如果小场景还好，工业网关使用的少，成本不算太多。但是如果是大场景，那么工业网关的需求就非常大了，成本也会随之增加。
为解决这一问题，降低物联网大型场景中的成本问题，本文主要讨论及实现一种经济型嵌入式工业网关的设计。本方案主要是从硬件层面来对工业网关的成本进行控制。
随着工业生产规模的不断扩大和对生产过程自动化 要求的不断提高#利用数据转化技术作为数据丈量&收集 处理和过程操控的根本手法#并与计算机技术&通讯技术 相结合的分布式监控体系#已替代集中式体系成为操控系 统硬件开展的趋势’嵌入式工业网关的运用使得在石油 化工&电力监控&冶金&供热&大气环境&水情&供水&污水处 理&路灯监控&楼宇监控&锅炉监控等职业的自动化建造提 升到了新的台阶。
为适应工业现场总线的现状和工业网关的需求!根据对现场传输的信息量和速度的考虑!规划了一种根据[" 系列单片机的多总线接口的经济型嵌入式工业网关!满足现场实时性和牢靠性要求!完成了"管控一体化#$分析了体系的 软件完成!鉴于现场传输信息的复杂性!仅以立即传输的信息为例!给出了 /(2 和以太网协议转化流程图，
嵌入式工业网关的硬件规划
国内各企业的自动化体系#由于历史原因#存在着大 量的不同厂家&不同通讯方式的设备#而设备间不能共享 信息限制了企业的自动化开展’短期内工业现场总线不 会被一种现场总线所垄断#多种现场总线将长期并存’因 此#开发多-(U 的集成网关是顺应工业现场总线开展的经 济需求’现阶段#遍及运用于工业生产自动化范畴的现场 总线主要有 I)3T[#I)!4!和 /(2 总线’以太网的低成 本&开放性&广泛的开发和运用软硬件支持#是目前运用最 广泛的局域网络技术’将以太网技术引进到工业现场过 程操控范畴#是当前现场总线技术开展的新趋势’将 I)3T[#I)!4!和 /(2 接口以及以太网的 I]3[接口集成在 一块嵌入式 网 关 上 不 仅 可 以 实 现 3T[(!4! 总 线 与->CBKS >BC#/(2 总线和->CBK>BC的互联#完成)管控一体化*#使 管理人员不用深化现场#便可通过->CBK>BC联网监测现场 设备运转状态#提高了工作的灵活性和牢靠性#合适无人 职守工作站’而且通过适宜的组网结构也能够完成基层 车间的不同现场总线!I)3T[(!4!和 /(2"协议之间的通 信’配置网关!网关的协议转化方式"便能够使其广泛适 用于工业操控范畴#合适多种工业现场#并且适应企业的 自动化开展#是一种经济型的工业网关’
化开展#是一种经济型的工业网关’ 目前商场上盛行的嵌入式工业网关有运用 (I+ 芯 片作为主处理器#也有运用["系列单片机作为主处理器 的#功用 齐 全#但 多 数 产 品 偏 向 于 单 一 协 议 转 换 !例 如 /(2(-2*,I2,*转化器"#价格贵’经济型的嵌入式工 业网关利用[" 系列单片机完成异构体系协议转化#并且 分析&过滤&上传数据包信息#完成工业网关的根本功用’ 体系硬件结构框图如图"所示’嵌入式工业网关在工 业现场总线!能够单独是 I)3T[总线&I)!4!总线&/(2 总线#也能够是三者之间的恣意组合"和->CBK>BC!以太网网 络为例"之间传送信息’工业现场总线相对于以太网而言# 数据传输量小!一个标准 /(2 协议数据包"#&#一个以太 网帧最大可达"["3&"#传输速度低!/(2协议最大传输速归纳经济性和功用性两方面考虑!主处理芯片选用[" 系列单片机 ^-2&U2.公 司 的 ^55,[T芯 片!以 太 网 控 制 器选用 I,(’*,\ 公 司 的 I*’T#"$()芯 片%也 可 以 选 用 I*’T#!$和 I*’T"4$等芯片!只需在单片机和以太网操控 器的硬 件 接 口 部 分 稍 作 修 改 即 可#!再 外 扩 一 个 4!X的 I(+%!
