CN205092876U

CN205092876U - 基于arm的嵌入式网关

Info

Publication number: CN205092876U
Application number: CN201520910115.4U
Authority: CN
Inventors: 王海英; 石枫; 徐逍; 刘朋; 赵宇
Original assignee: Harbin University of Science and Technology
Current assignee: Harbin University of Science and Technology
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2025-11-16

Abstract

一种基于ARM的嵌入式网关。在工业控制以及通讯的嵌入式设备中，大多数是采用RS-485、CAN、RS-232等总线把微处理器连接成网，但是这样网络的通信之间的距离是比较有限的，相关的一些通信协议也非常的少，而且正常都是单独存在于Internet之外的。一种基于ARM的嵌入式网关，其组成包括：ARM7处理器（1），ARM7处理器分别与RS485接口（2）、以太网控制器（3）和LED灯（11）连接，RS485接口分别与电源模块（6）、时钟电路（7）和复位电路（8）连接，电源模块、时钟电路和复位电路分别与ARM7处理器连接，以太网控制器与RJ45接口（4）连接。本实用新型应用于工业现场控制。

Description

基于ARM的嵌入式网关

技术领域：

本实用新型涉及一种基于ARM的嵌入式网关，能够完成轻型协议与Internet网上的重型协议之间的转换，最终实现通过Internet与远程的各个不同协议的小型网络中的嵌入式智能设备进行通信。

背景技术：

随着时间的发展，以太网等网络形式逐渐在自动化控制、通信等领域中受到很大的认可及应用，由TCP/IP网络传输协议为首要代表的，成熟度非常大的网络间通信技术正一点点的向各类自动化系统发展，控制并连接其设备等。在各种各样的工业控制以及通讯的嵌入式设备中，大多数是采用RS-485、CAN、RS-232等总线把微处理器连接成网，但是这样网络的通信之间的距离是比较有限的，相关的一些通信协议也非常的少，而且正常都是单独存在于Internet之外的。随着嵌入式应用的发展及普及，各种各样的利用嵌入式技术来解决联网问题引发人们更多的关注度。在当今信息化发展的越来越好的时代下，我们怎样实现资源共享这个问题往往是大多数电气设备需要认真解决的技术问题。在传统的工业控制中，大量的测控设备，如数据采集和过程控制设备等，都在面临着非常庞大而紧迫的联网需求。

为了解决以上问题的，我们为过程控制等此类设备设备研发出具有以太网接口的网关。网间协议变换器又名网关，网关用来连接不同通信协议之间的网络通信，实现网络之间的数据传输等。当数据从一个网段发送到另一个网段的时候，网关将对此数据进行接收、翻译、转发。这样的网关一般来说都是采用8位或16位单片机来完成的，这样较为容易各类因素影响，如运算能力、存储空间等因素的限制，这样的网关只能提供相对较低的度速和数据量比较小的以太网接入，而且这样的网关实时比较性差。此外，这样的网关设备紧紧能够支持特定设备的之间协议转换，其通用性较差，实用性受到很大影响，使用起来不是很方便。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种基于ARM的嵌入式网关。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于ARM的嵌入式网关，其组成包括：ARM7处理器，所述的ARM7处理器分别与RS485接口、以太网控制器和LED灯连接，所述的RS485接口分别与电源模块、时钟电路和复位电路连接，所述的电源模块、所述的时钟电路和所述的复位电路分别与所述的ARM7处理器连接，所述的以太网控制器与RJ45接口连接。

所述的基于ARM的嵌入式网关，所述的电源模块分别与存储器系统和以太网控制器连接，所述的存储器系统包括FLASH存储器和SDRAM存储器。

所述的基于ARM的嵌入式网关，所述的ARM7处理器为S3C44B0X处理器，所述的S3C44B0X处理器是一基于ARM7TDMI内核技术的16/32位RISC处理器。

所述的基于ARM的嵌入式网关，所述的FLASH存储器是SST39VF160存储器，所述的SDRAM存储器是HY57V641620存储器。

所述的基于ARM的嵌入式网关，所述的电源模块是3.3V和2.5V两种直流稳压电源。

所述的基于ARM的嵌入式网关，所述的S3C44B0X处理器具有8KBCache和内部SRAM,LCD控制器，带自动握手的2通道异步收发传输器，4通道DMA控制器，系统管理器，带PWM功能的5通道定时器和一个内部定时器，I/O端口，时钟芯片，8通道10位数模转换芯片，，同步SIO接口和PLL倍频器。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型以太网和现场总线两者相互组合在一起，用他们来控制网络，这样就可以解决现场总线系统的不同协议标准的集成，从而构建出一个完全分散、完全开放的控制网络。异构网络之间无缝连接可以用嵌入式网关能够实现，嵌入式网关技术的发展使得高速的以太网与对相对来说低速的现场总线网络之间的互联，以及各类现场总线协议与TCP/IP协议之间的转换。这种层叠组合的控制方案完成了不同现场总线带来的各种问题，如：因为不可以相互操作以及控制等，产生的分散性和开放性问题。而且对于Internet的远程控制来说，也带来了很大的便利让远程控制更加方便和安全。

本实用新型嵌入式网关一端连接的轻型网络是RS-485网络，另一端的重型网络是internet。它的功能是转换TCP/IP协议至RS-485协议。与此同时，嵌入式网关也可以进行RS-485协议到TCP/IP协议的协议转换。通过这种方式，轻型网络就可以很好地接入Internet了，从而可以做到实控制工程或者远程监视等。

本实用新型采用三星公司的ARM7系列S3C44B0X处理器。S3C44B0X是一款基于ARM7TDMI内核技术的16/32位RISC处理器，扩展了一系列完整的通用外围器件，使系统的费用降至最低，减低了硬件开发的难度。本嵌入式系统配置了2MB的FLASH存储器以及8MB的SDRM存储器。

本实用新型S3C44B0X为手持设备和普通设备应用提供了低成本、低功耗、高性能微控制器的解决方案。为了降低整个系统成本，S3C44B0X提供了很多内置功能部件，大大缩短了工程应用的开发周期。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2是FLASH存储系统电路图。

附图3是SDRAM存储器与S3C44B0X的接口电路图。

附图4是电源模块电路图。

附图5是时钟电路图。

附图6是复位电路图。

附图7是RS-485接口电路图。

具体实施方式：

实施例1：

一种基于ARM的嵌入式网关，其组成包括：ARM7处理器1，所述的ARM7处理器分别与RS485接口2、以太网控制器3和LED灯11连接，所述的RS485接口分别与电源模块6、时钟电路7和复位电路8连接，所述的电源模块、所述的时钟电路和所述的复位电路分别与所述的ARM7处理器连接，所述的以太网控制器与RJ45接口4连接。

实施例2：

根据实施例1所述的基于ARM的嵌入式网关，所述的电源模块分别与存储器系统5和以太网控制器连接，所述的存储器系统包括FLASH存储器9和SDRAM存储器10。

实施例3：

根据实施例1或2所述的基于ARM的嵌入式网关，所述的ARM7处理器为S3C44B0X处理器，所述的S3C44B0X处理器是一基于ARM7TDMI内核技术的16/32位RISC处理器。

实施例4：

根据实施例1或2或3所述的基于ARM的嵌入式网关，所述的FLASH存储器是SST39VF160存储器，所述的SDRAM存储器是HY57V641620存储器。

实施例5：

根据实施例1或2或3或4所述的基于ARM的嵌入式网关，所述的电源模块是3.3V和2.5V两种直流稳压电源。

实施例6：

根据实施例1或2或3或4或5:所述的基于ARM的嵌入式网关，所述的S3C44B0X处理器具有8KBCache和内部SRAM,LCD控制器，带自动握手的2通道异步收发传输器，4通道DMA控制器，系统管理器，带PWM功能的5通道定时器和一个内部定时器，I/O端口，时钟芯片，8通道10位数模转换芯片，，同步SIO接口和PLL倍频器。

实施例7：

网关又称协议转换器，顾名思义，是两种或多种协议转换的设备，其作用是将通信网上，将相互不同协议的主机进行合作，来解决多样的分布式应用。网关所处的工作是OSI所有7个层次。特别是传输层或更高层的协议，网关的主要是负责连接体系结构不相同的网络连接，所以它在整个设备中起到至关重要的地位。

嵌入式网关：是将嵌入式系统与internet相互组合起来，以实现控制系统网络化的重要组成部分。嵌入式网关使用的是特别设计的嵌入式网络协议栈，并且与具有轻型网络的嵌入式设备相连接，提供与internet的协议转换和路由功能。

嵌入式网关就是嵌入到应用系统中，实现在以太网环境中以TCP/IP协议进行数据传输的网络通讯模块，它以应用为中心，以计算机技术为基础，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。

实施例8：

本实用新型嵌入式网关采用的是ARM7系列微处理器S3C44B0X。首先我们要将网络设备进行初始化设置，然后在FLASH中将网卡的IP地址以及物理地址存入，接下来进行嵌入式网关的复位，以上工作完成后，我们调取上述用到的数据，通过上述数据开始网络初始化。

实施例9：

以太网接口模块，其作用是为系统提供物理通道，以便以太网的接入，通过该接口，系统接入以太网的速率会很快，达到10Mbps的速率。

复位电路作用是：完成系统用户按键复位以及完成系统上电复位。

电源电路：其由3块DC-DC转换器所构成，向外围电路提供5V供电，向CPU的I/0接口提供3.3V供电，向S3C44B0X内核提供2.5V供电。

晶振，此晶振能为系统提供工作的时钟。在通过PLL电路倍频以后，微处理器的工作时钟达到66MHz。

存储器可存放系统内多数数据，比如：根文件系统、系统的启动代码、调试好的用户程序或其操作系统内核等数据。

可以进行下位机通信。

存储器：用户、系统数据等，都位于SDRAM存储器中。是系统运行的主要区域。

Claims

1.一种基于ARM的嵌入式网关，其组成包括：ARM7处理器，其特征是：所述的ARM7处理器分别与RS485接口、以太网控制器和LED灯连接，所述的RS485接口分别与电源模块、时钟电路和复位电路连接，所述的电源模块、所述的时钟电路和所述的复位电路分别与所述的ARM7处理器连接，所述的以太网控制器与RJ45接口连接。

2.根据权利要求1所述的基于ARM的嵌入式网关，其特征是：所述的电源模块分别与存储器系统和以太网控制器连接，所述的存储器系统包括FLASH存储器和SDRAM存储器。

3.根据权利要求2所述的基于ARM的嵌入式网关，其特征是：所述的ARM7处理器为S3C44B0X处理器，所述的S3C44B0X处理器是一基于ARM7TDMI内核技术的16/32位RISC处理器。

4.根据权利要求3所述的基于ARM的嵌入式网关，其特征是：所述的FLASH存储器是SST39VF160存储器，所述的SDRAM存储器是HY57V641620存储器。

5.根据权利要求2所述的基于ARM的嵌入式网关，其特征是：所述的电源模块是3.3V和2.5V两种直流稳压电源。

6.根据权利要求3所述的基于ARM的嵌入式网关，其特征是：所述的S3C44B0X处理器具有8KBCache和内部SRAM,LCD控制器，带自动握手的2通道异步收发传输器，4通道DMA控制器，系统管理器，带PWM功能的5通道定时器和一个内部定时器，I/O端口，时钟芯片，8通道10位数模转换芯片，同步SIO接口和PLL倍频器。