处理器模块3进行电气连接；其中S5PV210微处理器模块3主要由S5PV210微处理器6、USB接口 7、DDR2 RAM存储器8、复位电路9、电源控件10、串口单元11以及NANDFLASH存储器12组成，并且USB接口 7、DDR2 RAM存储器8、复位电路9、电源控件10、串口单元11以及NAND FLASH存储器12分别和中央处理芯片S5PV210微处理器6进行电气连接；而基于Cortex TM-A8内核的S5PV210微处理器模块3与网络隔离变压器4进行电气连接；网络隔离变压器4和无线网卡5进行电气连接；无线网卡5与W1-Fi网络进行无线连接;W1-Fi网络和无线终端进行无线连接。
[0023]如图3所示嵌入式Web网关服务器软件系统由四大功能模块组成:(a)HTTP引擎；(b)安全模块；(c)配置模块；(d)应用程序接口模块。其中HTTP引擎响应无线客户端发来的设备查询控制请求；安全模块负责系统的安全控制，对用户名，密码以及传输数据信息进行加密保护；配置模块可使系统管理人员设置Web服务器相关的参数；应用程序接口模块实现外部与嵌入式应用系统的数据交换。
[0024]由上所述的一种基于W1-Fi和PR0FIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统接入方法、装置及系统的使用步骤如下:
a).系统网关上电开始工作，并启动系统服务器功能；
b).在无线终端打开Web浏览器，并输入网关网址显示系统的登录界面； c).在登录界面中输入相应的用户名和密码，经过系统数据库校对信息后显示相应的界面，并根据自己的权限对PROFIBUS-DP设备进行相应操作。
[0025]由上述所述具体传输原理与程序进程是:以智能手机或笔记本电脑作为无线终端接入W1-Fi，通过手机或笔记本电脑上的Web浏览器访问无线网关，在W1-Fi环境下无线终端连接到嵌入式Web网关中的TP-LINK TL-WN823N无线网卡5。
[0026]进一步的进程是:无线网卡5接收到无线信号后调制解调处理后传送给PSGLB网络隔离变压器4。
[0027]进一步的进程是:网络隔离变压器4在将数据传送给S5PV210微处理器3。
[0028]进一步的进程是:S5PV210微处理器3及外围设备USB接口 7、DDR2 RAM存储器8、复位电路9、电源控件10、串口单元11以及NAND FLASH存储器12共同处理将Wi_Fi数据进行协议转换成PROFIBUS-DP数据，并传送给TLP116A高速光电耦合器2。
[0029]进一步的进程是:高速光电耦合器2将转换数据信号传送给AQMD3608BLS型号的RS-485驱动器1。
[0030]进一步的进程是:RS-485驱动器1经过RS-485接口将数据传送到PROFIBUS-DP总线中。
[0031]进一步的进程是:PR0FIBUS_DP总线将数据传送到总线上挂载的现场设备西门子PLC S7-300 上。
[0032]进一步的进程是:西门子PLC S7-300最终对无线终端发送的数据作出反应。
[0033]同理，现场设备也会实时的将状态数据通过上述逆过程传送到无线终端。由以上步骤即完成了 PROFIBUS-DP设备和无线客户端双方的数据交互传输。通过无线的操作方式能很好的摆脱传统的监控束缚，管理人员只要在有无线网络的地方就可以对生产设备的情况进行监控和管理，极大的增强了操作的灵活性。
【主权项】
1.一种基于W1-Fi和PROFIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统，其特征在于:包括RS-485驱动器(1)、高速光电耦合器(2)、基于Cortex TM-A8内核的S5PV210微处理器模块(3)、网络隔离变压器(4)和无线网卡(5)构成；所述的嵌入式Web网关和通信系统中的PROFIBUS-DP总线及其设备与RS-485驱动器(1)进行电气连接；而RS-485驱动器(1)与高速光电耦合器(2)进行电气连接；高速光电耦合器(2)又与基于Cortex TM-A8内核的S5PV210微处理器模块(3)进行电气连接；其中S5PV210微处理器模块(3)主要由S5PV210微处理器(6)、USB接口(7)、DDR2 RAM存储器(8)、复位电路(9)、电源控件(10)、串口单元(11)以及NAND FLASH存储器(12)组成，并且USB接口(7)、DDR2 RAM存储器(8)、复位电路(9 )、电源控件(10 )、串口单元(11)以及NAND FLASH存储器(12)分别和中央处理芯片S5PV210微处理器(6)进行电气连接；而基于Cortex TM-A8内核的S5PV210微处理器模块(3)与网络隔离变压器(4)进行电气连接；网络隔离变压器(4)和无线网卡(5)进行电气连接；无线网卡(5)与W1-Fi网络进行无线连接；W1-Fi网络和无线终端进行无线连接。2.根据权利要求1所述的一种基于W1-Fi和PROFIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统，其特征在于:RS-485驱动器(1)采用的型号为AQMD3608BLS。3.根据权利要求1所述的一种基于W1-Fi和PROFIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统，其特征在于:高速光电耦合器(2)采用的型号为TLP116A。4.根据权利要求1所述的一种基于W1-Fi和PROFIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统，其特征在于:基于Cortex TM-A8内核的S5PV210微处理器模块采用的是三星公司生产的S5PV210微处理器模块；其中S5PV210微处理器模块(3)主要由S5PV210微处理器(6)、USB接口(7)、DDR2 RAM存储器(8)、复位电路(9)、电源控件(10)、串口单元(11)以及NAND FLASH存储器(12)组成； 其中所用DDR2 RAM存储器(8)是由4块SEC 407 BCF7K4T1G084QG组成；所用的NANDFLASH 存储器(12)为 512M SLC NAND FLASH 型号是三星公司的 SAMSUNG 407 K9F4G08U0ESCB0 ;所用电源控件(10)提供给网关电路5V电压；USB接口(7)与串口单元(11)都是通用型结构型号。5.根据权利要求1所述的一种基于W1-Fi和PROFIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统，其特征在于:网络隔离变压器(4)采用的是PSGLB网络隔离变压器。6.根据权利要求1所述的一种基于W1-Fi和PROFIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统，其特征在于:无线网卡(5)采用的是可接入W1-Fi网络的基于802.lln的EP-N8508GS高速无线网卡。7.根据权利要求1所述的一种基于W1-Fi和PROFIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统，其特征在于:与Web嵌入式网关通过W1-Fi相连的无线终端采用的是可以连接W1-Fi的笔记本电脑、平板电脑或手机。8.根据权利要求1所述的一种基于W1-Fi和PROFIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统，其特征在于??与Web嵌入式网关通过RS-485相连的是PROFIBUS-DP总线，总线上挂载西门子PLC S7-300。9.根据权利要求1所述的一种基于W1-Fi和PROFIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统，其特征在于:在W1-Fi环境下，无线终端(笔记本电脑或手机)与Web嵌入式网关实现网上连接，嵌入式Web网关又与相关PROFIBUS-DP从站(PLC)相连。
【专利摘要】本发明公开了一种基于Wi-Fi和PROFIBUS-DP总线互连的嵌入式Web网关和通信系统，该嵌入式Web网关及通信系统使Wi-Fi网络和PROFIBUS-DP现场总线两种异构网络连接起来，并能通过无线终端（如平板电脑）的Web浏览器实现对工业现场设备的监控。该设计模块包括：基于Cortex？TM-A8内核的S5PV210微处理器模块、RS-485驱动器、高速光电耦合器、网络隔离变压器和无线网卡构成；其中S5PV210微处理器模块主要由S5PV210微处理器、DDR2？RAM存储器、NAND？FLASH存储器、USB接口、串口、复位电路以及电源控件组成。本发明能使相关人员不必工作在生产现场的一线即可无线监控设备及生产运行情况，调整设备工作状态，优化生产过程，并且该嵌入式Web网关成本低，性能稳定可靠，便于推广使用。
【IPC分类】H04L29/08, H04L12/66
【公开号】CN105429871
【申请号】CN201510938764
【发明人】周原, 曾颖, 刘明山, 李晓坤, 林凤雪
【申请人】吉林大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月16日