1 导言
工业无线通讯技能是继现场总线、工业以太网之后，工业自动化范畴又一个研讨热门。 实际上，无论是场总线仍是工业以太网，都现已形成了多规范并存的局势，在协议转化、异 构网络接入过程中，网关起着重要作用。工业无线通讯技能要运用于工控范畴，也面对比如 开放性、互操作等技能。
ZigBee 因其低成本、低功耗、组网灵敏等很多优势，成为工业无线通讯技能中备受关 注的技能之一。ZigBee 是一种低速网络，传输速度为10KB/S～250KB/S，其在工业自动化 运用中，一般要接入上层网络。本文介绍一种ZIGBEE/工业以太网网关规划，完成ZIGBEE 与工业以太网的一种接入，规划中ZigBee 和工业以太网运用层都选用自动化外表广泛支撑 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。体系以Rabbit3000 MPU 为中心，扩展了以太网接口、 ZigBee 无线通讯接口和根本的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 网接口操控芯片，10M/100M 兼容，3.3V 供电。AX88796L 的TPOP、TPON、TPIP、TPIN 接RJ45 衔接器LF1S022。
图1 ZIGBEE/工业以太网网关体系结构
SZ05-ZBEE 是上海顺舟公司的无线通讯模块，模块将Freescale的MC13213及外围电路 安置在2.75×4.8cm的PCB板上，供给规范2.54 双排插针接口，包含电源接口、数据接口、 操控接口和体系指示灯接口和天线接口等，选用IEEE802.15.4/ZIGBEE 规范地址寻址，支撑 星型、树型、链型、网状网等拓扑结构。SZ05-ZBEE经过RX1、TX1（串行通讯接口）直接与 Rabbit3000的PC6、PC7（串行通讯口A）衔接。
3 网关软件规划
网关的主要功能是完成Zigbee与以太网之间的数据传输。SZ05-ZBEE无线通讯模块集成 了契合ZigBee协议规范的射频收发器和微处理器，初始化设置后，模块即能够完成通明串口 传输。为习惯短帧实时和确定性通讯发展趋势，以太网通讯选用UDP/IP协议，运用层选用 Modbus/RTU主从式协议。类似于Modbus/TCP协议，也能够称以太网侧协议为Modbus/UDP 协议[3]。网关软件根据Dynamic C和μC/OS-Ⅱ实时操作体系规划。
3.1 网关转发报文的总体规划
Modbus 规范中规则了完好的音讯、数据结构、指令和应对方法，但仅仅OSI 模型第7 层上的运用层报文传输协议，界说的是一种以数据帧方式表明的能使设备彼此辨认和运用的 音讯结构。因而，能够不对数据包作任何修正，将Modbus/RTU 报文作为运用层数据在不 同网络之间传输。
网关中便是将 Modbus/RTU 报文作为UDP 和ZigBee 运用层数据传输。主站报文经过 UDP 端口接纳，去掉帧头帧尾，附加Zigbee 短地址，经过串口发给SZ05-ZBEE，转化为 ZigBee 报文发送；从站的ZigBee 报文由SZ05-ZBEE 转为串口数据接纳，去掉ZigBee 短地 址，附加UDP 帧头帧尾，然后由以太网口转发。详细程序包含5 个使命：UDP 接纳、串口 发送、串口接纳、UDP 发送以及嵌入式Web Server。嵌入式Web Server 用于设备管理。体系程序结构如图2 所示。
图2 体系程序结构
