面向智能斷路器的多協(xié)議通信技術研究.pdf

1、由于各公司所采用通信協(xié)議的多樣性,協(xié)議標準不統(tǒng)一,造成不同公司的智能斷路器聯(lián)網、通信困難。本文針對多協(xié)議聯(lián)網通信的困難問題,開展多協(xié)議通信技術研究,建立多協(xié)議轉換體系結構和通信模型,開發(fā)多協(xié)議轉換器,構建多協(xié)議轉換軟硬件應用和測試平臺,更好地解決多協(xié)議之間的通信問題。論文圍繞多協(xié)議通信技術開展了如下研究:
　　1、分析了智能斷路器及其網絡化的發(fā)展概況及趨勢,指出了智能斷路器網絡化所面臨的技術關鍵問題;研究和分析了常用的Profib

2、us-DP協(xié)議、Modbus協(xié)議、多功能電能表通信協(xié)議、CAN總線協(xié)議及以太網協(xié)議(以下簡稱各協(xié)議)的結構、它們與OSI參考模型的關系、通信數據幀格式,總結了各協(xié)議的特點,在對各協(xié)議分析和研究基礎上,構建了智能斷路器各協(xié)議的網絡結構,設計了各協(xié)議的通信接口硬件電路及軟件。
　　2、本文從硬件和軟件兩個方面分析和研究了多協(xié)議轉換的可行性,并對OPC技術轉換、網橋轉換、路由器轉換及網關(協(xié)議轉換器)轉換等多協(xié)議轉換類型進行了分析和研究

3、,考慮到各協(xié)議之間的物理層、數據鏈路層、網絡層、應用層均有差異,各協(xié)議網絡屬于異構網絡,需要采用網關實現(xiàn)多協(xié)議轉換,并提出了多協(xié)議轉換的總體方案。
　　3、多協(xié)議轉換可以采用非透明通信和透明通信方式實現(xiàn),非透明通信多協(xié)議轉換由多協(xié)議轉換器負責對協(xié)議數據幀進行處理,提取出用戶數據,再利用目的主機協(xié)議對用戶數據進行處理,轉換為目的主機協(xié)議的數據幀,用戶數據是連接多種協(xié)議的紐帶;本文在對多協(xié)議轉換技術分析的基礎上,提出了非透明通信多協(xié)議

4、用戶數據處理模型;為了解決同一個多協(xié)議轉換器所連接不同協(xié)議設備的標識問題,提出了采用Profibus-DP地址加協(xié)議類型碼標識設備的方法;為了解決非透明通信多協(xié)議轉換的問題,建立了基于動態(tài)存儲器緩沖區(qū)的非透明通信多協(xié)議轉換模型。
　　4、在不解析用戶協(xié)議數據幀的情況下,通信協(xié)議對用戶協(xié)議數據幀直接進行封裝和拆封,使用戶協(xié)議數據幀透明通過該協(xié)議網絡,這就是透明通信,電力線載波通信可以采用透明通信形式;本文在研究電力線載波透明通信基礎

5、上,建立了智能斷路器電力線載波通信的網絡體系結構,分析和設計了通信數據幀結構,設計了電力線載波通信接口硬件電路和軟件;為了解決多協(xié)議之間的透明通信問題,分析了多協(xié)議之間透明通信形式及通信原理,提出了協(xié)議之間的透明通信模型,設計了Profbus-DP發(fā)送和接收報文數據區(qū)結構,建立了透明通信多協(xié)議轉換模型。
　　5、本文面向智能斷路器多協(xié)議通信構建了多協(xié)議轉換軟硬件應用和測試平臺,設計和制作了多協(xié)議轉換器的硬件電路,開發(fā)了非透明通信和

6、透明通信多協(xié)議轉換器軟件,編制了相關的GSD文件,并對Profibus-DP主站模擬軟件、Profibus-DP主站配置軟件、CAN總線協(xié)議分析儀軟件、TCP&UDP測試工具、GSD文件編輯軟件等進行了分析和研究;利用該軟硬件平臺,對Profibus-DP主站和Modbus協(xié)議智能斷路器、多功能電能表通信協(xié)議智能斷路器、CAN總線協(xié)議分析軟件、以太網TCP&UDP測試工具之間的非透明通信和透明通信多協(xié)議轉換進行了實驗,通過分析得到的結果