矿用多接口转换传输设备的设计与实现

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在煤矿井下等复杂工业通信环境中,不同协议通信设备之间能否灵活高效的互联互通会影响通信系统整体的通信质量和效率,是需要解决的技术问题。本文在比较和分析目前市场上RS232/RS485/CAN/光纤/以太网转换设备的基础上,结合井下的应用环境,设计了多接口转换传输设备。本文所述设备能够利用光纤/双绞线/同轴电缆等多种介质实现灵活高效的以太网组网,使挂接在该设备的RS232/RS485/CAN通信设备的数据与以太网数据之间实现相互转换,并进一步接入主干以太网进行远距离综合传输。本文从多接口转换传输设备的功能、功耗、成本及设备所处应用环境等角度出发,完成了所述多接口转换设备硬件电路的设计。本文选择STM32F107和RTL8306作为多接口转换传输设备硬件电路的核心模块,并相应设计了电源、RS232/RS485/CAN、网口/光纤/同轴电缆以太网接口、SMI/MII接口以及电流、频率输入输出等电路模块。本文设计并实现了多接口转换设备的软件架构以及具体功能模块。为了构建稳定、灵活的软件平台,本文移植了μC/OS-II嵌入式操作系统和Lw IP协议栈;利用Socket机制实现了RS232/RS485/CAN和以太网之间的数据传输,同时对各通信接口模块数据收发原理和实现方法进行分析和研究、优化了数据转换传输的性能;本文设计了Telnet服务器和WEB服务器功能模块,以方便用户利用Telnet客户端和WEB浏览器登录多接口转换传输设备,通过命令行或网页实现对设备参数的实时查询和修改。本文针对多接口转换传输设备的功能进行了相关测试,测试结果表明多接口转换传输设备能够实现相应功能。最后,对本文所做的工作进行了总结,并进一步指明了系统以后需要完善的方向。
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