基于双缓冲队列的RS485串口以太网转换器软件设计.pdf

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1、计算机与现代化２０１３年第１１期ＪＩＳＵＡＮＪＩＹＵＸＩＡＮＤＡＩＨＵＡ总第２１９期文章编号：１００６-２４７５（２０１３）１１-００９５-０５基于双缓冲队列的ＲＳ４８５串口／以太网转换器软件设计１１２马灵娟，李长青，刘晖（１．华北电力大学自动化系，河北保定０７１００３；２．北京华电天仁电力控制技术有限公司，北京１０００３９）摘要：为了将分散于工业现场的串口设备接入以太网，本文设计一种基于ＳＴＭ３２Ｆ１０７ＶＣ微处理器的嵌入式ＲＳ４８５串口／以太网的数据转换器。移植嵌入式ＴＣＰ／ＩＰ协议栈ＬｗＩＰ到ＡＲＭ平台，构造双缓冲队列，保证串行通信的效率，通过软件编程实现

2、串行通信协议和以太网的ＴＣＰ／ＩＰ协议的相互映射，使得串口数据和以太网数据相互转换。实验表明，串口／以太网数据转换器能够正常工作，数据转换稳定、可靠。关键词：ＳＴＭ３２Ｆ１０７ＶＣ；ＬｗＩＰ；ＲＳ４８５串口；以太网；双缓冲队列；转换器中图分类号：ＴＰ３９３文献标识码：Ａdoi：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６-２４７５．２０１３．１１．０２３SoftwareDesignofRS485Serial／EthernetConverterBasedonDouble-bufferQueue１１２ＭＡＬｉｎｇ-ｊｕａｎ，ＬＩＣｈａｎｇ-ｑｉｎｇ，ＬＩＵＨｕｉ（１．Ｄｅ

3、ｐｔ．ｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂａｏｄｉｎｇ０７１００３，Ｃｈｉｎａ；２．ＢｅｉｊｉｎｇＨｕａｄｉａｎＴｉａｎｒｅｎＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００３９，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｃｏｎｎｅｃｔｔｈｅｓｅｒｉａｌｄｅｖｉｃｅｓｔｈａｔｓｃａｔｔｅｒｅｄｉｎｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｆｉｅｌｄｔｏｔｈｅＥｔｈｅｒｎｅｔ，ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｅｍｂｅｄ-ｄｅｄＲＳ４８５ｓｅｒｉａｌ／Ｅｔｈｅｒｎｅｔｄａ

4、ｔａｃｏｎｖｅｒｔｅｒｗｈｉｃｈｂａｓｅｄｏｎＳＴＭ３２Ｆ１０７ＶＣｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ．ＴｈｅｅｍｂｅｄｄｅｄＴＣＰ／ＩＰｐｒｏｔｏｃｏｌｓｔａｃｋＬｗＩＰｉｓｔｒａｎｓｐｌａｎｔｅｄｔｏｔｈｅＡＲＭｐｌａｔｆｏｒｍ，ａｎｄｄｏｕｂｌｅ-ｂｕｆｆｅｒｉｎｇｑｕｅｕｅｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｓｅｒｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａ-ｔｉｏｎ．ＳｅｒｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏｌａｎｄＥｔｈｅｒｎｅｔＴＣＰ／ＩＰｐｒｏｔｏｃｏｌａｒｅｍａｐｐｅｄｔｏｅａｃｈｏｔｈｅｒｂｙｓｏｆｔｗａｒｅｐｒｏｇｒａｍ

5、ｍｉｎｇ，ｓｏｔｈａｔｔｈｅｄａｔａｃａｎｂｅｃｏｎｖｅｒｔｅｄｂｅｔｗｅｅｎｓｅｒｉａｌｐｏｒｔａｎｄＥｔｈｅｒｎｅｔ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｅｒｉａｌ／Ｅｔｈｅｒｎｅｔｄａｔａｃｏｎｖｅｒｔｅｒｃａｎｗｏｒｋｎｏｒｍａｌｌｙ，ｄａｔａｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｉｓｓｔａｂｌｅａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅ．Keywords：ＳＴＭ３２Ｆ１０７ＶＣ；ＬｗＩＰ；ＲＳ４８５ｓｅｒｉａｌｐｏｒｔ；Ｅｔｈｅｒｎｅｔ；ｄｏｕｂｌｅ-ｂｕｆｆｅｒｑｕｅｕｅ；ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ本文基于ＳＴＭ３２Ｆ１０７ＶＣ微处理器设计一种嵌0引言入式串口／以太网的数据转换器

6、，移植嵌入式ＴＣＰ／ＩＰ随着网络技术的发展和普及，工业控制系统网络协议栈ＬｗＩＰ到ＡＲＭ平台，通过软件编程实现串行通化是未来发展趋势。基于ＴＣＰ／ＩＰ协议的以太网是信协议和以太网的ＴＣＰ／ＩＰ协议的相互映射，使得串一个标准开放的网络，以其低成本、高速度和丰富的口数据和以太网数据相互转换。使分散于工控现场软硬件资源等优势，已经广泛应用于自动化系统的高的串口设备接入以太网，实现工业监控中对数据采［１］层次通讯网络中。同时，由于串行通信简单、可集、传输及设备控制的分布式智能管理。靠、易于实现，而且具有很好的数据传输能力，目前工1系统构架设计业控制领域中大部分设备之间都

7、是通过ＲＳ４８５／２３２［２］串行接口进行通信的。如果可以设计一种串口／串口／以太网数据转换器通过串行接口与现场设以太网数据转换器，那么需要现场串口设备和以太网备相连，通过以太网口与上位机相连，实现通信数据［３］相连时，在不改变原有设备结构的基础上添加一个串的转换与传输。根据以上分析，构建系统总体构口／以太网数据转换器使其通过ＴＣＰ／ＩＰ协议便可以接架，如图１所示。入以太网，如此可以提高原有设备利用率，节约成本。收稿日期：２０１３-０５-２８作者简介：马灵娟（１９８６-），女，河北保定人，华北电力大学自动化系硕士研究生，研究方向：控制理论与控制工程；李长青（１９

8、６３-），男，河北黄骅人