2 軟件設(shè)計

2.1 軟件架構(gòu)

　　軟件按照分層思路設(shè)計，有驅(qū)動層、適配層和應(yīng)用層。如圖2所示。

　　驅(qū)動層主要完成與硬件相關(guān)的寄存器配置，從硬件寄存器接收數(shù)據(jù)，傳入適配層，或從適配層接收數(shù)據(jù)，傳給硬件寄存器。

　　適配層隔離了應(yīng)用層和驅(qū)動層的耦合，實現(xiàn)Modbus-RTU協(xié)議、Modbus-TCP[3]和IEC104協(xié)議的解析，根據(jù)不同協(xié)議從應(yīng)用層獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，進行格式組幀后，傳入驅(qū)動層發(fā)送，或者從驅(qū)動層獲取數(shù)據(jù)幀，按照不同協(xié)議解析出有效數(shù)據(jù)，傳入應(yīng)用層。

　　應(yīng)用層主要完成數(shù)據(jù)存儲和映射功能，把來自于不同協(xié)議的數(shù)據(jù)進行綜合，按照一定格式進行存儲，并實時刷新。

2.2 軟件流程

　　軟件流程如圖3所示。進入主函數(shù)后依次進行MCU、驅(qū)動層、適配層和應(yīng)用層的初始化工作，再進入主循環(huán)，主循環(huán)共包括3個子任務(wù)，RS232子任務(wù)、RS485子任務(wù)和網(wǎng)口子任務(wù)。每個子任務(wù)主要完成從驅(qū)動層接收并解析數(shù)據(jù)幀，傳入應(yīng)用層;或者從應(yīng)用層獲取實時數(shù)據(jù)，按照協(xié)議進行組幀后，傳入驅(qū)動層發(fā)送。

　　為了提高軟件執(zhí)行效率和可靠性，采用時分方式進行子任務(wù)調(diào)度，調(diào)度時間間隔為10ms。系統(tǒng)使用1ms的時鐘節(jié)拍工作，進入主循環(huán)前時間計數(shù)器t清零，第10ms調(diào)用RS232子任務(wù)，第20ms調(diào)用RS485子任務(wù)，第30ms調(diào)用網(wǎng)口子任務(wù)，并清零時間計數(shù)器t。

3 組網(wǎng)模式

　　菊花鏈式的組網(wǎng)模式可以替代原有RS485總線。再增加一條網(wǎng)線，可以實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)，起到冗余作用，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性^[5]。 如圖4所示。虛線表示增加的網(wǎng)線。

4 結(jié)束語

　　本文介紹了一種基于KSZ8873芯片的雙網(wǎng)口協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)RS485/RS232總線與網(wǎng)口的物理層轉(zhuǎn)換，再通過軟件實現(xiàn)不同總線上不同協(xié)議的轉(zhuǎn)換。使用該模塊既可以替代現(xiàn)有RS485總線，也可以在新建系統(tǒng)時實現(xiàn)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化工作，并且能夠快速實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)，使得網(wǎng)絡(luò)更加可靠，低成本和靈活配置也是其主要特點。

參考文獻：

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　　[3]Modicon Modbus Protocol [M],ABB,INC,2002

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　　[5]王浩, 彭川虎, 王平, 等. 用于數(shù)字化變電站的嵌入式環(huán)網(wǎng)模塊設(shè)計[J].電測與儀表,2012,49(12):86-91