Modbus协议的ZigBee/工业以太网网关设计

摘要：针对工业无线通信和工业以太网发展情况,提出一种ZigBee/工业以太网网关。网关应用层采用Modbus/RTU主从式协议,以太网传输层采用UDP协议。文中介绍了网关硬件、软总体设计,重点介绍了Zigbee/Modbus地址映射和收发缓冲区设计。网关硬件设计基于Rabbit3000MCU和SZ05-ZBEE ZigBee模块,软件设计基于Dynamic C和μC/OS-Ⅱ实时操作系统。

1 引言

工业无线通信技术是继现场总线、工业以太网之后，工业自动化领域又一个研究热点。 实际上，无论是场总线还是工业以太网，都已经形成了多标准并存的局面，在协议转换、异 构网络接入过程中，网关起着重要作用。工业无线通信技术要应用于工控领域，也面临诸如 开放性、互操作等技术。

ZigBee 因其低成本、低功耗、组网灵活等众多优势，成为工业无线通信技术中备受关 注的技术之一。ZigBee 是一种低速网络，传输速度为10KB/S～250KB/S，其在工业自动化 应用中，一般要接入上层网络。本文介绍一种ZIGBEE/工业以太网网关设计，实现ZIGBEE 与工业以太网的一种接入，设计中ZigBee 和工业以太网应用层都采用自动化仪表广泛支持 的Modbus/RTU 协议。

2 网关硬件体系结构

网关硬件体系结构如图 1 所示。系统以Rabbit3000 MPU 为核心，扩展了以太网接口、 ZigBee 无线通信接口和基本的FLASH、RAM 及电源电路。图中SST39LF040 为512KFLASH， AS7C4096 为512K SRAM，与Rabbit3000 的地址线（A0～A18）、数据线（D0～D7）、片选 线（CS0～CS2）、读写线（OE0、OE1、WE0、WE1）直接无译码相连。AX88796L 为以太 网接口控制芯片，10M/100M 兼容，3.3V 供电。AX88796L 的TPOP、TPON、TPIP、TPIN 接RJ45 连接器LF1S022。

来源：茄紫