一种基于CAN转Modbus/TCP的船舶呼叫系统技术方案

一种基于CAN转Modbus/TCP的船舶呼叫系统，属于船舶通讯技术领域。包括主机、采集模块和远程监控设备，主机与采集模块和远程监控设备连接,特点:主机进行CAN-Modbus/TCP协议转换，采集模块与主机之间采用CAN总线进行数据通讯，传递的数据格式为CAN数据帧，主机与远程监控设备之间采用以太网进行数据通讯，传递的数据格式为Modbus/TCP数据帧。优点：实现了异构网络间的数据通讯；解决了工业设备与外界交换中通讯距离短、传输速度慢、传输数据量少的问题；增强了系统的实时性；实现多客户端远程监控的功能；提升网络数据的安全性；提高通讯质量，降低错误率；避免网络阻塞。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于船舶通讯
,具体涉及一种基于CAN转Modbus/TCP的船舶呼叫系统。
技术介绍
工业现代化伴随着通讯技术、计算机技术和网络技术的不断发展，使得自动化设备之间的通讯实时性和稳定性越来越重要，特别是在一些对通讯信号干扰比较大的场合。目前在工业应用场合，存在多种现场总线的通讯协议。CAN协议是Controller AreaNetwork的缩写，即控制器局域网协议，是ISO国际标准化的串行通讯协议。最早由Bosch公司推出，作为一种用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通讯协议。CAN网络使用双绞线作为传输介质，采用总线拓扑结构，单条网络线路至少可连接110个节点，网络总长度最大可达IOkm，各个节点之间可以自主互相通讯以实现复杂网络控制。CAN总线以其简单易用、价格低廉、传输距离远、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于工业自动化、船舶、医疗设备以及工业设备等方面，是目前国际上应用最广泛的现场总线之一。还有Modbus协议，Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通讯语言。Modbus/TCP则是运行在TCP/IP上的Modbus报文传输协议。该协议已经成为一通用工业网络应用层的标准，2004年入围IEC标准。我国于2008年发布了 GB/T19582国家标准，控制网络Modbus协议正式成为我国实验室认可体系。Modbus/TCP的上层协议采用TCP/IP协议并通过以太网进行数据传输，支持lOMbps/lOOMbps的数据传输率。当前的工业现场存在大量的串行口设备，它们支持简单易用的Modbus协议,但Modbus协议只能支持短距离的传输，而且各设备厂家对Modbus协议的实现方式也不完全相同。目前市场上依赖上述通讯协议实现的呼叫系统存在以下不足工业网络与外界数据交换距离过短；异构网络之间由于传输速率不同而容易导致数据拥塞；采集模块与主机之间采用RS485接口，传输速率低，当系统错误而出现多节点同时向总线发出数据时，导致总线呈现短路，从而损坏某节点；主机与远程监控端采用串行通讯的方式交换信息，数据传输率低，网络拓扑困难，上层网络`数据交换困难；主机与采集模块采用51系列单片机，功耗大，处理速度慢、功能有限；远程监控端采用电子显示屏，只能显示数据，不能达到真正的远程控制的功能；系统结构过小不能适用于大型工业网络。为此，有必要对现有的呼叫系统的通讯协议加以改进，下面将要介绍的技术方案就是在这样的背景下产生的。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于CAN转Modbus/TCP的船舶呼叫系统，它简化了系统网络结构，实现了异构网络之间的数据通讯，有效解决了工业设备与外界交换中通讯距离短、传输速度慢、传输数据量少的问题，提高了系统的各项性能且能适用于大型工业网络。本技术的目的是这样来达到的，一种基于CAN转Modbus/TCP的船舶呼叫系统，包括主机、采集模块和远程监控设备，主机与采集模块和远程监控设备连接，采集模块安装于待呼叫的区域，与呼叫装置连接，远程监控设备安装于驾控台面，其特征在于主机进行CAN-Modbus/TCP协议转换，采集模块与主机之间采用CAN总线进行数据通讯，传递的数据格式为CAN数据帧，主机与远程监控设备之间采用以太网进行数据通讯，传递的数据格式为Modbus/TCP数据帧。在本技术的一个具体的实施例中，所述的主机通过单条线路与采集模块连接，所述的采集模块设置成多个，每个采集模块可以接收多路呼叫信号。在本技术的另一个具体的实施例中，所述的主机包括第一微处理芯片、第一电源模块、第一数据存储模块、第一时钟芯片、第一复位模块、第一 CAN通讯模块、以太网通讯模块、RS485通讯模块和延伸报警输出电路，第一微处理芯片与第一电源模块、第一数据存储模块、第一时钟芯片、第一复位模块、第一 CAN通讯模块、以太网通讯模块、RS485通讯模块和延伸报警输出电路连接，以太网通讯模块与远程监控设备连接。在本技术的再一个具体的实施例中，所述的采集模块包括第二微处理芯片、第二电源模块、第二数据存储模块、第二时钟芯片、第二复位模块、第二 CAN通讯模块、输入电路、输出电路和断线检测电路，第二微处理芯片与第二电源模块、第二数据存储模块、第二时钟芯片、第二复位模块、第二 CAN通讯模块、输入电路、输出电路和断线检测电路连接，所述的输入电路接收呼叫信号，所述的输出电路与主机连接。在本技术的又一个具体的实施例中，所述的远程监控设备采用工业触摸屏。在本技术的还有一个具体的实施例中，所述的CAN总线以双绞线为传输介质。在本技术的进而一个具体的实施例中，所述的采集模块中的输入电路、输出电路以及断线检测电路还具有光偶隔离功能。本技术由于采用了上述结构,应用CAN转Modbus/TCP的通讯技术,实现了异构网络间的数据通讯；同时采集模块与主机之间采用CAN总线进行数据通讯，CAN信号采用差分信号，避免了因多节点同时向总线发送数据而导致总线短路；主机与远程监控设备之间采用Modbus/TCP协议，通过以太网进行数据传递，有效地解决了工业设备与外界交换中通讯距离短、传输速度慢、传输数据量少的问题；主机与采集模块采用的微处理芯片，功耗极低，可在高达72MHz的工作频率下运行，具有多达70个的通用1/0管脚，内部基于嵌入式实时操作系统，增强了系统的实时性；远程监控设备采用触摸屏设计，通过软件可实现实时监控功能，还可以设置为被Modbus/TCP服务器端使用，通过以太网实现多客户端远程监控的功能；监控网络通过Modbus/TCP数据帧的格式进行传输，由于是非常规传输格式，大大提升了网络数据的安全性；CAN网络部分采用一问一答设计，提高了通讯质量，降低了错误率；Modbus/TCP网络基于连接设计， 避免了与CAN网传输速率不同而导致的网络阻塞。附图说明图1为本技术的系统结构图。图2为本技术的主机的系统结构图。图3为本技术的采集模块的系统结构图。图4为CAN-Modbus/TCP协议转换流程图。具体实施方式为了使公众能充分了解本技术的技术实质和有益效果，申请人将在以下结合附图对本技术的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本技术构思作形式而非实质的变化都应当视为本技术的保护范围。请参阅图1，一种基于CAN转Modbus/TCP的船舶呼叫系统，包括主机1、采集模块2和远程监控设备3，主机I与采集模块2和远程监控设备3连接。采集模块2可以有多个，在本实施例中，至少可以连接110个采集模块2，它们通过单条线路与主机I连接。采集模块2安装于待呼叫的区域，与呼叫装置连接，每个采集模块2可以接收多个呼叫信号，此处设置10路呼叫按钮盒的数字量信号的输入。远程监控设备3安装于驾控台面，主机I进行CAN-Modbus/TCP协议转换，采集模块2与主机I之间采用CAN总线4进行数据通讯，CAN总线4以双绞线为传输介质，抗干扰能力强，传递的数据格式为CAN数据帧6 ;主机I与远程监控设备3之间采用以太网5进行数据通讯，传递的数据格式为Modbus/TCP数据帧7，通过以太网5使得传输距离几乎不受限制，由于它不是传统的固定格式，所以地址信号的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CAN转Modbus/TCP的船舶呼叫系统，包括主机(1)、采集模块(2)和远程监控设备(3)，主机（1）与采集模块（2）和远程监控设备（3）连接，采集模块(2)安装于待呼叫的区域，与呼叫装置连接，远程监控设备(3)安装于驾控台面,其特征在于：主机(1)进行CAN?Modbus/TCP协议转换，采集模块(2)与主机(1)之间采用CAN总线（4）进行数据通讯，传递的数据格式为CAN数据帧(6)；主机(1)与远程监控设备(3)之间采用以太网（5）进行数据通讯，传递的数据格式为Modbus/TCP数据帧（7）。

【技术特征摘要】
1.一种基于CAN转Modbus/TCP的船舶呼叫系统，包括主机(I)、采集模块(2)和远程监控设备(3)，主机(I)与采集模块(2)和远程监控设备(3)连接，采集模块(2)安装于待呼叫的区域，与呼叫装置连接，远程监控设备(3)安装于驾控台面，其特征在于主机(I)进行CAN-Modbus/TCP协议转换，采集模块(2)与主机(I)之间采用CAN总线(4)进行数据通讯，传递的数据格式为CAN数据帧￠);主机(I)与远程监控设备(3)之间采用以太网(5)进行数据通讯，传递的数据格式为Modbus/TCP数据帧(7)。2.根据权利要求1所述的一种基于CAN转Modbus/TCP的船舶呼叫系统，其特征在于所述的主机(I)通过单条线路与采集模块(2)连接，所述的采集模块(2)可以设置成多个，每个采集模块(2)可以接收多路呼叫信号。3.根据权利要求1所述的一种基于CAN转Modbus/TCP的船舶呼叫系统，其特征在于所述的主机(I)包括第一微处理芯片(11)、第一电源模块(12)、第一数据存储模块(13)、第一时钟芯片(14)、第一复位模块(15 )、第一 CAN通讯模块(16 )、以太网通讯模块(17)、RS485通讯模块(18)和延伸报警输出电路(19),第一微处理芯片(11)与第一电源模块(12)、第一数据存储模块(13)、第一时钟芯片(14)、第一复位模块(15)、第一 CA...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚瑞良，景柏豪，夏虹，
申请(专利权)人：常熟瑞特电气股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：