一種基于CAN轉(zhuǎn)Modbus/TCP的船舶呼叫系統(tǒng)技術(shù)方案

一種基于CAN轉(zhuǎn)Modbus/TCP的船舶呼叫系統(tǒng)，屬于船舶通訊技術(shù)領(lǐng)域。包括主機(jī)、采集模塊和遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備，主機(jī)與采集模塊和遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備連接,特點(diǎn):主機(jī)進(jìn)行CAN-Modbus/TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換，采集模塊與主機(jī)之間采用CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，傳遞的數(shù)據(jù)格式為CAN數(shù)據(jù)幀，主機(jī)與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備之間采用以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，傳遞的數(shù)據(jù)格式為Modbus/TCP數(shù)據(jù)幀。優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)通訊；解決了工業(yè)設(shè)備與外界交換中通訊距離短、傳輸速度慢、傳輸數(shù)據(jù)量少的問(wèn)題；增強(qiáng)了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性；實(shí)現(xiàn)多客戶端遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能；提升網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的安全性；提高通訊質(zhì)量，降低錯(cuò)誤率；避免網(wǎng)絡(luò)阻塞。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)屬于船舶通訊
,具體涉及一種基于CAN轉(zhuǎn)Modbus/TCP的船舶呼叫系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
工業(yè)現(xiàn)代化伴隨著通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得自動(dòng)化設(shè)備之間的通訊實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性越來(lái)越重要，特別是在一些對(duì)通訊信號(hào)干擾比較大的場(chǎng)合。目前在工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合，存在多種現(xiàn)場(chǎng)總線的通訊協(xié)議。CAN協(xié)議是Controller AreaNetwork的縮寫(xiě)，即控制器局域網(wǎng)協(xié)議，是ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通訊協(xié)議。最早由Bosch公司推出，作為一種用于汽車(chē)內(nèi)部測(cè)量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議。CAN網(wǎng)絡(luò)使用雙絞線作為傳輸介質(zhì)，采用總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，單條網(wǎng)絡(luò)線路至少可連接110個(gè)節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)總長(zhǎng)度最大可達(dá)IOkm，各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間可以自主互相通訊以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)控制。CAN總線以其簡(jiǎn)單易用、價(jià)格低廉、傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、船舶、醫(yī)療設(shè)備以及工業(yè)設(shè)備等方面，是目前國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。還有Modbus協(xié)議，Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通訊語(yǔ)言。Modbus/TCP則是運(yùn)行在TCP/IP上的Modbus報(bào)文傳輸協(xié)議。該協(xié)議已經(jīng)成為一通用工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層的標(biāo)準(zhǔn)，2004年入圍IEC標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)于2008年發(fā)布了 GB/T19582國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，控制網(wǎng)絡(luò)Modbus協(xié)議正式成為我國(guó)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可體系。Modbus/TCP的上層協(xié)議采用TCP/IP協(xié)議并通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，支持lOMbps/lOOMbps的數(shù)據(jù)傳輸率。當(dāng)前的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)存在大量的串行口設(shè)備，它們支持簡(jiǎn)單易用的Modbus協(xié)議,但Modbus協(xié)議只能支持短距離的傳輸，而且各設(shè)備廠家對(duì)Modbus協(xié)議的實(shí)現(xiàn)方式也不完全相同。目前市場(chǎng)上依賴(lài)上述通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)的呼叫系統(tǒng)存在以下不足工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與外界數(shù)據(jù)交換距離過(guò)短；異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間由于傳輸速率不同而容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)擁塞；采集模塊與主機(jī)之間采用RS485接口，傳輸速率低，當(dāng)系統(tǒng)錯(cuò)誤而出現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)出數(shù)據(jù)時(shí)，導(dǎo)致總線呈現(xiàn)短路，從而損壞某節(jié)點(diǎn)；主機(jī)與遠(yuǎn)程監(jiān)控端采用串行通訊的方式交換信息，數(shù)據(jù)傳輸率低，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淅щy，上層網(wǎng)絡(luò)`數(shù)據(jù)交換困難；主機(jī)與采集模塊采用51系列單片機(jī)，功耗大，處理速度慢、功能有限；遠(yuǎn)程監(jiān)控端采用電子顯示屏，只能顯示數(shù)據(jù)，不能達(dá)到真正的遠(yuǎn)程控制的功能；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)過(guò)小不能適用于大型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。為此，有必要對(duì)現(xiàn)有的呼叫系統(tǒng)的通訊協(xié)議加以改進(jìn)，下面將要介紹的技術(shù)方案就是在這樣的背景下產(chǎn)生的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于提供一種基于CAN轉(zhuǎn)Modbus/TCP的船舶呼叫系統(tǒng)，它簡(jiǎn)化了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)通訊，有效解決了工業(yè)設(shè)備與外界交換中通訊距離短、傳輸速度慢、傳輸數(shù)據(jù)量少的問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的各項(xiàng)性能且能適用于大型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。本技術(shù)的目的是這樣來(lái)達(dá)到的，一種基于CAN轉(zhuǎn)Modbus/TCP的船舶呼叫系統(tǒng)，包括主機(jī)、采集模塊和遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備，主機(jī)與采集模塊和遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備連接，采集模塊安裝于待呼叫的區(qū)域，與呼叫裝置連接，遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備安裝于駕控臺(tái)面，其特征在于主機(jī)進(jìn)行CAN-Modbus/TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換，采集模塊與主機(jī)之間采用CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，傳遞的數(shù)據(jù)格式為CAN數(shù)據(jù)幀，主機(jī)與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備之間采用以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，傳遞的數(shù)據(jù)格式為Modbus/TCP數(shù)據(jù)幀。在本技術(shù)的一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的主機(jī)通過(guò)單條線路與采集模塊連接，所述的采集模塊設(shè)置成多個(gè)，每個(gè)采集模塊可以接收多路呼叫信號(hào)。在本技術(shù)的另一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的主機(jī)包括第一微處理芯片、第一電源模塊、第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、第一時(shí)鐘芯片、第一復(fù)位模塊、第一 CAN通訊模塊、以太網(wǎng)通訊模塊、RS485通訊模塊和延伸報(bào)警輸出電路，第一微處理芯片與第一電源模塊、第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、第一時(shí)鐘芯片、第一復(fù)位模塊、第一 CAN通訊模塊、以太網(wǎng)通訊模塊、RS485通訊模塊和延伸報(bào)警輸出電路連接，以太網(wǎng)通訊模塊與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備連接。在本技術(shù)的再一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的采集模塊包括第二微處理芯片、第二電源模塊、第二數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、第二時(shí)鐘芯片、第二復(fù)位模塊、第二 CAN通訊模塊、輸入電路、輸出電路和斷線檢測(cè)電路，第二微處理芯片與第二電源模塊、第二數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、第二時(shí)鐘芯片、第二復(fù)位模塊、第二 CAN通訊模塊、輸入電路、輸出電路和斷線檢測(cè)電路連接，所述的輸入電路接收呼叫信號(hào)，所述的輸出電路與主機(jī)連接。在本技術(shù)的又一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備采用工業(yè)觸摸屏。在本技術(shù)的還有一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的CAN總線以雙絞線為傳輸介質(zhì)。在本技術(shù)的進(jìn)而一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的采集模塊中的輸入電路、輸出電路以及斷線檢測(cè)電路還具有光偶隔離功能。本技術(shù)由于采用了上述結(jié)構(gòu),應(yīng)用CAN轉(zhuǎn)Modbus/TCP的通訊技術(shù),實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)通訊；同時(shí)采集模塊與主機(jī)之間采用CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，CAN信號(hào)采用差分信號(hào)，避免了因多節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)而導(dǎo)致總線短路；主機(jī)與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備之間采用Modbus/TCP協(xié)議，通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，有效地解決了工業(yè)設(shè)備與外界交換中通訊距離短、傳輸速度慢、傳輸數(shù)據(jù)量少的問(wèn)題；主機(jī)與采集模塊采用的微處理芯片，功耗極低，可在高達(dá)72MHz的工作頻率下運(yùn)行，具有多達(dá)70個(gè)的通用1/0管腳，內(nèi)部基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性；遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備采用觸摸屏設(shè)計(jì)，通過(guò)軟件可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，還可以設(shè)置為被Modbus/TCP服務(wù)器端使用，通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)多客戶端遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能；監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)通過(guò)Modbus/TCP數(shù)據(jù)幀的格式進(jìn)行傳輸，由于是非常規(guī)傳輸格式，大大提升了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的安全性；CAN網(wǎng)絡(luò)部分采用一問(wèn)一答設(shè)計(jì)，提高了通訊質(zhì)量，降低了錯(cuò)誤率；Modbus/TCP網(wǎng)絡(luò)基于連接設(shè)計(jì)， 避免了與CAN網(wǎng)傳輸速率不同而導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)阻塞。附圖說(shuō)明圖1為本技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2為本技術(shù)的主機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖3為本技術(shù)的采集模塊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖4為CAN-Modbus/TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換流程圖。具體實(shí)施方式為了使公眾能充分了解本技術(shù)的技術(shù)實(shí)質(zhì)和有益效果，申請(qǐng)人將在以下結(jié)合附圖對(duì)本技術(shù)的具體實(shí)施方式詳細(xì)描述，但申請(qǐng)人對(duì)實(shí)施例的描述不是對(duì)技術(shù)方案的限制，任何依據(jù)本技術(shù)構(gòu)思作形式而非實(shí)質(zhì)的變化都應(yīng)當(dāng)視為本技術(shù)的保護(hù)范圍。請(qǐng)參閱圖1，一種基于CAN轉(zhuǎn)Modbus/TCP的船舶呼叫系統(tǒng)，包括主機(jī)1、采集模塊2和遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備3，主機(jī)I與采集模塊2和遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備3連接。采集模塊2可以有多個(gè)，在本實(shí)施例中，至少可以連接110個(gè)采集模塊2，它們通過(guò)單條線路與主機(jī)I連接。采集模塊2安裝于待呼叫的區(qū)域，與呼叫裝置連接，每個(gè)采集模塊2可以接收多個(gè)呼叫信號(hào)，此處設(shè)置10路呼叫按鈕盒的數(shù)字量信號(hào)的輸入。遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備3安裝于駕控臺(tái)面，主機(jī)I進(jìn)行CAN-Modbus/TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換，采集模塊2與主機(jī)I之間采用CAN總線4進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，CAN總線4以雙絞線為傳輸介質(zhì)，抗干擾能力強(qiáng)，傳遞的數(shù)據(jù)格式為CAN數(shù)據(jù)幀6 ;主機(jī)I與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備3之間采用以太網(wǎng)5進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，傳遞的數(shù)據(jù)格式為Modbus/TCP數(shù)據(jù)幀7，通過(guò)以太網(wǎng)5使得傳輸距離幾乎不受限制，由于它不是傳統(tǒng)的固定格式，所以地址信號(hào)的本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于CAN轉(zhuǎn)Modbus/TCP的船舶呼叫系統(tǒng)，包括主機(jī)(1)、采集模塊(2)和遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備(3)，主機(jī)（1）與采集模塊（2）和遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備（3）連接，采集模塊(2)安裝于待呼叫的區(qū)域，與呼叫裝置連接，遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備(3)安裝于駕控臺(tái)面,其特征在于：主機(jī)(1)進(jìn)行CAN?Modbus/TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換，采集模塊(2)與主機(jī)(1)之間采用CAN總線（4）進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，傳遞的數(shù)據(jù)格式為CAN數(shù)據(jù)幀(6)；主機(jī)(1)與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備(3)之間采用以太網(wǎng)（5）進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，傳遞的數(shù)據(jù)格式為Modbus/TCP數(shù)據(jù)幀（7）。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于CAN轉(zhuǎn)Modbus/TCP的船舶呼叫系統(tǒng)，包括主機(jī)(I)、采集模塊(2)和遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備(3)，主機(jī)(I)與采集模塊(2)和遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備(3)連接，采集模塊(2)安裝于待呼叫的區(qū)域，與呼叫裝置連接，遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備(3)安裝于駕控臺(tái)面，其特征在于主機(jī)(I)進(jìn)行CAN-Modbus/TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換，采集模塊(2)與主機(jī)(I)之間采用CAN總線(4)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，傳遞的數(shù)據(jù)格式為CAN數(shù)據(jù)幀￠);主機(jī)(I)與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備(3)之間采用以太網(wǎng)(5)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，傳遞的數(shù)據(jù)格式為Modbus/TCP數(shù)據(jù)幀(7)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN轉(zhuǎn)Modbus/TCP的船舶呼叫系統(tǒng)，其特征在于所述的主機(jī)(I)通過(guò)單條線路與采集模塊(2)連接，所述的采集模塊(2)可以設(shè)置成多個(gè)，每個(gè)采集模塊(2)可以接收多路呼叫信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN轉(zhuǎn)Modbus/TCP的船舶呼叫系統(tǒng)，其特征在于所述的主機(jī)(I)包括第一微處理芯片(11)、第一電源模塊(12)、第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(13)、第一時(shí)鐘芯片(14)、第一復(fù)位模塊(15 )、第一 CAN通訊模塊(16 )、以太網(wǎng)通訊模塊(17)、RS485通訊模塊(18)和延伸報(bào)警輸出電路(19),第一微處理芯片(11)與第一電源模塊(12)、第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(13)、第一時(shí)鐘芯片(14)、第一復(fù)位模塊(15)、第一 CA...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：龔瑞良，景柏豪，夏虹，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：常熟瑞特電氣股份有限公司，
類(lèi)型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：