一種基于Wi-Fi和PROFIBUS-DP總線互連的嵌入式Web網(wǎng)關(guān)和通信系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】—種基于W1-Fi和PROFIBUS-DP總線互連的嵌入式Web網(wǎng)關(guān)和通信系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)自動(dòng)化(工業(yè)通信)領(lǐng)域，涉及一種基于W1-Fi和PROFIBUS-DP總線互連的嵌入式Web網(wǎng)關(guān)和通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，大多數(shù)工廠的管理人員對于工廠設(shè)備的監(jiān)控操作主要是通過固定于與生產(chǎn)設(shè)備相連的過程控制顯示面板或顯示器實(shí)現(xiàn)的。因此，在生產(chǎn)過程中必定將操作人員固定的束縛在顯示器前。而通過無線的操作方式能很好的擺脫這種監(jiān)控束縛，管理人員只要在有無線網(wǎng)絡(luò)的地方就可以對生產(chǎn)設(shè)備的情況進(jìn)行監(jiān)控和管理，極大的增強(qiáng)了操作的靈活性。
PROF I BUS (Process Field Bus，過程現(xiàn)場總線)能用于工廠自動(dòng)化車間級(jí)監(jiān)控和現(xiàn)場設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場總線技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備層到車間級(jí)監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)，其中PROFIBUS-DP是適用于工廠現(xiàn)場設(shè)備的PR0FIBUS標(biāo)準(zhǔn)。在Wi_Fi環(huán)境下，工廠管理人員可以通過手機(jī)，平板電腦或筆記本電腦打開Web頁面監(jiān)視并管理生產(chǎn)系統(tǒng)和現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和各種參數(shù)。因此相關(guān)人員不必工作在生產(chǎn)現(xiàn)場的一線即可遠(yuǎn)程監(jiān)管設(shè)備及生產(chǎn)運(yùn)行情況，調(diào)整設(shè)備工作狀態(tài)，優(yōu)化生產(chǎn)過程。同時(shí)本嵌入式網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)的SSL安全機(jī)制能對PR0FIBUS-DP總線系統(tǒng)傳輸過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，防止?shù)據(jù)泄密。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是將W1-Fi網(wǎng)絡(luò)和PR0FIBUS-DP現(xiàn)場總線兩種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)連接起來，并通過無線終端實(shí)現(xiàn)對工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控。企業(yè)管理者或用戶可以借助W1-Fi網(wǎng)絡(luò)，使用無線客戶端更方便、快捷的對現(xiàn)場設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行合理配置。用戶也可以根據(jù)自己的需求對無線客戶端的類型進(jìn)行選擇。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種基于W1-Fi和PR0FIBUS-DP總線互連的嵌入式Web網(wǎng)關(guān)和通信系統(tǒng)，其特征在于:包括RS-485驅(qū)動(dòng)器、高速光電耦合器、基于Cortex TM-A8內(nèi)核的S5PV210微處理器模塊、網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器和無線網(wǎng)卡構(gòu)成。所述的嵌入式Web網(wǎng)關(guān)和通信系統(tǒng)中的PR0FIBUS-DP總線及其設(shè)備與RS-485驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行電氣連接；而RS-485驅(qū)動(dòng)器與高速光電耦合器進(jìn)行電氣連接；高速光電耦合器又與基于Cortex TM-A8內(nèi)核的S5PV210微處理器模塊進(jìn)行電氣連接；其中S5PV210微處理器模塊主要由S5PV210微處理器、USB接口、DDR2 RAM存儲(chǔ)器、復(fù)位電路、電源控件、串口單元以及NAND FLASH存儲(chǔ)器組成，并且USB接口、DDR2 RAM存儲(chǔ)器、復(fù)位電路、電源控件、串口單元以及NAND FLASH存儲(chǔ)器分別和中央處理芯片S5PV210微處理器進(jìn)行電氣連接；而基于Cortex TM-A8內(nèi)核的S5PV210微處理器模塊與網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器進(jìn)行電氣連接；網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器和無線網(wǎng)卡進(jìn)行電氣連接；無線網(wǎng)卡與W1-Fi網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線連接；W1-Fi網(wǎng)絡(luò)和無線終端進(jìn)行無線連接。
[0005]上述的一種基于W1-Fi和PROFIBUS-DP總線互連的嵌入式Web網(wǎng)關(guān)和通信系統(tǒng)，其特征在于:系統(tǒng)軟件首先搭建了軟件的開發(fā)平臺(tái)，包括Linux操作系統(tǒng)的移植、Appweb服務(wù)器的移植、數(shù)據(jù)庫的移植，同時(shí)軟件設(shè)計(jì)基于B/S模式的Web無線客戶端。
[0006]上述的一種基于W1-Fi和PROFIBUS-DP總線互連的嵌入式Web網(wǎng)關(guān)和通信系統(tǒng)，其特征在于:所述RS-485驅(qū)動(dòng)器采用的型號(hào)為AQMD3608BLS。
[0007]上述的一種基于W1-Fi和PROFIBUS-DP總線互連的嵌入式Web網(wǎng)關(guān)和通信系統(tǒng)，其特征在于:所述高速光電耦合器采用的型號(hào)為TLP116A。
[0008]上述的一種基于W1-Fi和PROFIBUS-DP總線互連的嵌入式Web網(wǎng)關(guān)和通信系統(tǒng)，其特征在于:所述基于Cortex TM-A8內(nèi)核的S5PV210微處理器模塊采用的是三星公司生產(chǎn)的S5PV210微處理器為核心，加上外圍的USB接口、DDR2 RAM存儲(chǔ)器、復(fù)位電路、電源控件、NAND FLASH存儲(chǔ)器以及串口單元組成的中央處理單元。
[0009]上述的一種基于W1-Fi和PR0FIBUS-DP總線互連的嵌入式Web網(wǎng)關(guān)和通信系統(tǒng)，其特征在于:所述網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器采用的是PSGLB網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器。
[0010]上述的一種基于W1-Fi和PR0FIBUS-DP總線互連的嵌入式Web網(wǎng)關(guān)和通信系統(tǒng)，其特征在于:所述無線網(wǎng)卡采用的是可接入W1-Fi網(wǎng)絡(luò)的TP-LINK TL-WN823N網(wǎng)卡。
[0011]上述的一種基于W1-Fi和PR0FIBUS-DP總線互連的嵌入式Web網(wǎng)關(guān)和通信系統(tǒng)，其特征在于:與嵌入式Web網(wǎng)關(guān)通過W1-Fi相連的無線終端采用的是可以連接W1-Fi的筆記本電腦、平板電腦或手機(jī)。
[0012]上述的一種基于W1-Fi和PR0FIBUS-DP總線互連的嵌入式Web網(wǎng)關(guān)和通信系統(tǒng)，其特征在于:與嵌入式Web網(wǎng)關(guān)通過RS-485相連的是PR0FIBUS-DP總線，總線上掛載西門子PLC S7-300。
[0013]上述的一種基于W1-Fi和PR0FIBUS-DP總線互連的嵌入式Web網(wǎng)關(guān)和通信系統(tǒng)的軟件平臺(tái)搭建主要包括搭建系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)Linux環(huán)境；移植Appweb服務(wù)器；移植SSL (SecureSockets Layer安全套接層)安全協(xié)議；移植嵌入式數(shù)據(jù)庫；搭建Web技術(shù)環(huán)境。
[0014]上述的基于W1-Fi和PR0FIBUS-DP總線的Web嵌入式網(wǎng)關(guān)的用戶Web瀏覽器工作原理是:當(dāng)用戶在無線客戶端的Web瀏覽器中輸入網(wǎng)關(guān)的IP地址后，瀏覽器頁面會(huì)自動(dòng)彈出編寫好的用戶登錄界面。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:在W1-Fi環(huán)境下，無線終端(筆記本電腦或手機(jī))與嵌入式Web網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上連接，嵌入式Web網(wǎng)關(guān)又與相關(guān)PROFIBUS-DP設(shè)備(PLC)相連。用戶可以通過無線終端接入W1-Fi網(wǎng)絡(luò)通過嵌入式Web網(wǎng)關(guān)對PROFIBUS-DP總線上的設(shè)備進(jìn)行方便快捷、實(shí)時(shí)地?zé)o線監(jiān)控。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
1)本發(fā)明可使用無線終端很方便的通過Web瀏覽器在W1-Fi環(huán)境下接入PR0FIBUS-DP總線，通過嵌入式Web網(wǎng)關(guān)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)W1-Fi和PR0FIBUS-DP總線系統(tǒng)的有效連接，充分利用了現(xiàn)有資源，有效地?cái)U(kuò)大了監(jiān)控的靈活性和距離，使對PR0FIBUS-DP設(shè)備的監(jiān)控更加靈活、多樣，操作更加方便，人性化。
[0017]2)通過Web瀏覽器為界面控制系統(tǒng)，便捷地對PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線上的設(shè)備進(jìn)行無線實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，這也是無線網(wǎng)絡(luò)工業(yè)化應(yīng)用發(fā)展的必然趨勢，順應(yīng)了工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的潮流，有利于進(jìn)一步推廣。
[0018]3)該嵌入式Web網(wǎng)關(guān)，能對系統(tǒng)提供一定的安全保障，同時(shí)占用資源低，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0019]通過參考以下結(jié)合附圖的說明及權(quán)利要求書的內(nèi)容，并且隨著對本發(fā)明的更全面理解，本發(fā)明的其它目的及結(jié)果將更加明白及易于理解。在附圖中:
圖1為本發(fā)明中嵌入式Web網(wǎng)關(guān)及其通信系統(tǒng)的硬件整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明中嵌入式Web網(wǎng)關(guān)中央處理單元基于Cortex TM-A8內(nèi)核的S5PV210微處理器模塊硬件結(jié)構(gòu)框圖；
圖3為本發(fā)明中嵌入式Web網(wǎng)關(guān)的軟件整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]其中:1-RS-485驅(qū)動(dòng)器，2_高速光電耦合器，3_基于Cortex TM-A8內(nèi)核的S5PV210微處理器模塊，4-網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器，5-無線網(wǎng)卡，6-S5PV210微處理器，7-USB接口，8-DDR2 RAM存儲(chǔ)器，9-復(fù)位電路，10-電源控件，11-串口單元，12-NAND FLASH存儲(chǔ)器。
具體實(shí)施方案
[0021]為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0022]如圖1，2所示，一種基于W1-Fi和PROFIBUS-DP總線互連的嵌入式Web網(wǎng)關(guān)和通信系統(tǒng)，其特征在于:包括RS-485驅(qū)動(dòng)器1、高速光電耦合器2、基于Cortex TM-A8內(nèi)核的S5PV210微處理器模塊3、網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器4和無線網(wǎng)卡5構(gòu)成。所述的嵌入式Web網(wǎng)關(guān)和通信系統(tǒng)中的PROFIBUS-DP總線及其設(shè)備與RS-485驅(qū)動(dòng)器1進(jìn)行電氣連接；而RS-485驅(qū)動(dòng)器1與高速光電耦合器2進(jìn)行電氣連接；高速光電耦合器2又與基于Cortex TM-A8內(nèi)核的S5PV210微