專利名稱：一種基于ZigBee的FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)及其協(xié)議轉(zhuǎn)換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及FF現(xiàn)場總線領(lǐng)域，尤其涉及一種基于ZigBee的FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 及其協(xié)議轉(zhuǎn)換方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)場總線技術(shù)產(chǎn)生于上個世紀八十年代，是控制、計算機、通信技術(shù)的交叉與集成 的產(chǎn)物?，F(xiàn)場總線具有結(jié)構(gòu)簡潔、可靠高性、可控性強、可互操作性好、綜合功能強、分散控 制、系統(tǒng)開放等優(yōu)點。隨著以太網(wǎng)和TCP/IP技術(shù)的日趨成熟和廣泛應(yīng)用，現(xiàn)場總線和網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)的結(jié)合成為現(xiàn)場總線領(lǐng)域的熱點問題。FF現(xiàn)場總線規(guī)范由眾多世界著名儀表、自動化設(shè)備制造廠家、科研機構(gòu)共同制定。 由于這些企業(yè)和機構(gòu)是自動化領(lǐng)域自控設(shè)備的主要供應(yīng)商和研發(fā)力量，它們提供的變送 器、執(zhí)行器、DCS和流量儀表占世界市場的90 %，具備足以左右該領(lǐng)域自控設(shè)備發(fā)展方向的 能力。FF現(xiàn)場總線規(guī)范由FF低速總線Hl (31. 25kbits/s)標準和高速以太網(wǎng)HSE(High Speed Ethernet, 100Mbits/s)標準兩部分組成，分別于1996年和2000年頒布。其中Hl網(wǎng) 絡(luò)用于實現(xiàn)連續(xù)控制，連接現(xiàn)場的各種設(shè)備，如傳感器、執(zhí)行器、控制器及I/O設(shè)備等；HSE 則通過以太網(wǎng)將高速控制器、Hl子系統(tǒng)、各種數(shù)據(jù)服務(wù)器及工作站連接起來，使得企業(yè)的 MIS (管理信息系統(tǒng))、ERP(企業(yè)資源計劃)和HMI系統(tǒng)可以直接通過數(shù)據(jù)服務(wù)器獲得現(xiàn)場 fn息οFF總線于上世紀末開始進入中國市場，經(jīng)過幾年的發(fā)展，F(xiàn)F不僅有力地推動了中 國工業(yè)自動化技術(shù)的進步，同時也開始了在大型全區(qū)域系統(tǒng)集成領(lǐng)域的應(yīng)用。1998年3月31日，F(xiàn)isher-Rosemount與清華大學自動化系合作建立了現(xiàn)場總 線系統(tǒng)集成實驗室，該系統(tǒng)是國內(nèi)運行的第一套通過FF認證的儀表和系統(tǒng)。同年8月， Fisher-Rosemount公司與西安國家電力研究院以及西安交通大學簽署了中國第一套電力 行業(yè)FF現(xiàn)場總線應(yīng)用合同。如今，在中國已有數(shù)百套正在運行或已簽訂合同的FF總線控 制系統(tǒng)，如廣西惠州大型石化裝置、上海SECCO石化裝置、寧夏大元煉油化工公司、蘇州碳 黑廠、唐山水泥廠、陜西興平化工廠、廣州石化煉油廠、吉林化纖、云南江川磷肥廠等。在FF總線在國內(nèi)大力發(fā)展的同時，我國的自動化廠商也在迎頭趕上。國內(nèi)一些 著名企業(yè)和科研機構(gòu)如浙大中控、北京華控、清華大學、中科院自動化研究所等已經(jīng)成為FF 的重要成員，并擁有相關(guān)的FF系統(tǒng)和設(shè)備。例如，2001年11月，北京華控開發(fā)出了 FF溫度 變送器。2004年，中科院沈陽自動化研究所開發(fā)出了 FF-HSE和FF-Hl協(xié)議網(wǎng)關(guān)。2007年 浙大中控開發(fā)了兼容DCS的FF-Hl接口裝置。雖然，F(xiàn)F總線在國內(nèi)大力發(fā)展，但是由于其高昂的價格、某些控制回路算法的復(fù)雜 性、以及操作者對于傳統(tǒng)控制系統(tǒng)產(chǎn)品的操作習慣都大大制約了 FF總線的發(fā)展。目前，國 內(nèi)工業(yè)控制領(lǐng)域仍大量采用的是基于4-20mA電流信號的模擬設(shè)備。因此，尋找一種將FF現(xiàn)場總線控制與模擬設(shè)備數(shù)據(jù)互通的方法，尤其是將這些模擬設(shè)備納入到FF-HSE現(xiàn)場總 線控制系統(tǒng)的范圍內(nèi)，使之實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化必將大大推進FF總線在中國的發(fā)展。目前，F(xiàn)F現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的代表性研究成果如下1、連接高速以太網(wǎng)與FF-Hl網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)單元(ZL03209406. X)，提 出設(shè)置HSE與Hl的互聯(lián)單元實現(xiàn)，實現(xiàn)了 FF-HSE與FF-Hl網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的轉(zhuǎn)換以及FF-Hl和 FF-Hl網(wǎng)絡(luò)之間的橋接。2、包含F(xiàn)F協(xié)議Hl網(wǎng)段的控制系統(tǒng)及接口裝置和通信方法(申請?zhí)?200710194743. 7)提出通過網(wǎng)段控制系統(tǒng)將非FF總線的設(shè)備納入FF-Hl網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了傳統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)對FF-Hl網(wǎng)絡(luò)的控制。上述有益探索的技術(shù)路線是正確的，但存在諸多局限，需作進一步的改進。首先， 傳統(tǒng)控制系統(tǒng)在國內(nèi)工業(yè)控制領(lǐng)域占主導地位的情況下，放棄原有的控制系統(tǒng)重新搭建FF 總線的控制系統(tǒng)，其成本是絕大部分企業(yè)都無法承受的。因此，更為合理的方式是通過主 干網(wǎng)絡(luò)采用DCS，底層網(wǎng)絡(luò)采用FF-HSE網(wǎng)絡(luò)，具體的控制回路可以采用FF設(shè)備或保持原有 的模擬設(shè)備，利用接口將這些控制器納入到FF-HSE網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中。其次，隨著以 太網(wǎng)和TCP/IP技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)場總線上網(wǎng)、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化控制已成為歷史的必然，無法通過 網(wǎng)絡(luò)進行在線控制的設(shè)備必將被歷史所淘汰。因此，通過網(wǎng)關(guān)將模擬設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)將是現(xiàn) 階段解決模擬設(shè)備上網(wǎng)的最佳選擇。再次，在控制系統(tǒng)中60%以上的安裝成本來自傳輸電 纜，而無線技術(shù)的發(fā)展能有效解決這一問題，通過廉價可靠的ZigBee技術(shù)在部分設(shè)備之間 進行無線通信，在大大降低安裝成本的同時增加了系統(tǒng)的可擴展性，也解決了在一些難以 布線的位置安裝設(shè)備的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于ZigBee的FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)及其 協(xié)議轉(zhuǎn)換方法?；赯igBee的FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)包括FF-HSE網(wǎng)絡(luò)、FF-HSE設(shè)備、FF-ZigBee 網(wǎng)關(guān)、FF-ZigBee接口、FF-Hl網(wǎng)絡(luò)、FF-Hl設(shè)備、模擬設(shè)備；其中FF-HSE網(wǎng)絡(luò)與FF-HSE設(shè)備 以及FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)相連，F(xiàn)F-ZigBee網(wǎng)關(guān)通過FF-H1網(wǎng)絡(luò)與FF-H1設(shè)備相連，F(xiàn)F-ZigBee 網(wǎng)關(guān)通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)與FF-ZigBee接口相連，F(xiàn)F-ZigBee接口與FF-Hl設(shè)備以及模擬設(shè)備 相連。所述的FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)包括低壓保護模塊、ZigBee模塊、ARM9模塊、通信控制器、 HSE接口單元、邏輯控制模塊、RAM、FLASH、媒介訪問單元，其中ZigBee模塊由TI CC2430 芯片及其外圍電路組成，ARM9模塊由S3C2440X系列芯片及其外圍電路組成，通信控制器 采用SMAR FB3050 ；FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)的內(nèi)部連接關(guān)系為低壓保護模塊分別與ZigBee模塊、 ARM9模塊、通信控制器相連，HSE接口單元與邏輯控制模塊相連，ARM9模塊分別與ZigBee 模塊、通信控制器、邏輯控制模塊相連，通信控制器分別與媒介訪問單元、RAM、FLASH相連； FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)的內(nèi)在邏輯關(guān)系為低壓保護模塊為ZigBee模塊、ARM9模塊、通信控制器提 供保護，防止由于過流、過壓而造成的模塊燒毀，HSE接口單元和邏輯控制模塊在ARM9模塊 和FF-HSE網(wǎng)絡(luò)之間進行數(shù)字信號和電器信號的轉(zhuǎn)換，媒介訪問單元和通信控制器在ARM9 模塊和FF-Hl網(wǎng)絡(luò)之間進行數(shù)字信號和電器信號的轉(zhuǎn)換，RAM為ARM9模塊和通信控制器提
6供數(shù)據(jù)緩存，F(xiàn)LASH為ARM9模塊和通信控制器提供程序存儲空間，ZigBee模塊為ARM9模塊 提供ZigBee數(shù)據(jù)包收發(fā)服務(wù)。所述的FF-ZigBee接口包括低壓保護模塊、ZigBee模塊、ARM9模塊、通信控制 器、RAM、FLASH、媒介訪問單元、模擬接口，其中ZigBee模塊由TICC2430芯片及其外圍電路 組成，ARM9模塊由S3C2440X系列芯片及其外圍電路組成，通信控制器采用SMAR FB3050 ； FF-ZigBee接口的內(nèi)部連接關(guān)系為低壓保護模塊分別與ZigBee模塊、ARM9模塊、通信控制 器相連，ARM9模塊分別與ZigBee模塊、模擬接口、通信控制器相連，通信控制器分別與RAM、 FLASH、媒介訪問單元相連；FF-ZigBee接口的內(nèi)在邏輯關(guān)系為低壓保護模塊為ZigBee模 塊、ARM9模塊、通信控制器提供保護，防止由于過流、過壓而造成的模塊燒毀，模擬接口在 ARM9模塊和模擬設(shè)備之間進行數(shù)字信號和4-20mA模擬信號的轉(zhuǎn)換，媒介訪問單元和通信 控制器在ARM9模塊和FF-Hl設(shè)備之間進行數(shù)字信號和電器信號的轉(zhuǎn)換，RAM為ARM9模塊 和通信控制器提供數(shù)據(jù)緩存，F(xiàn)LASH為ARM9模塊和通信控制器提供程序存儲空間，ZigBee 模塊為ARM9模塊提供ZigBee數(shù)據(jù)包收發(fā)服務(wù)。所述的ZigBee模塊的電路為CC2430集成芯片的引腳20、7、47、41相連后與數(shù)字 電路電源DVDD_3. 3V、電容C411、電容C71的一端相連，電容C411及電容C71的另一端接 地；引腳42與電容C421的一端相連，電容C421的另一端接地；引腳10與電容C678的一 端、電阻R406、按鍵Sl的一端相連，電容C678及按鍵Sl的另一端接地，電阻R406的另一端 與數(shù)字電路電源DVDD_3. 3V相連；引腳23與數(shù)字電路電源DVDD_3. 3V及電容C231的一端 相連，電容C231的另一端接地；引腳24與模擬電路電源VCC1. 8及電容C241的一端相連， 電容C241的另一端接地；引腳26與電阻R261的一端相連，電阻R261的另一端接地；引腳 22與電阻R221的一端相連，電阻R221的另一端接地；引腳19與晶振Xl及電容C191的一 端相連，晶振Xl的另一端與引腳21及電容C211的一端相連，電容C191及電容C211的另 一端均接地；引腳44與晶振X2及電容C441的一端相連，晶振X2的另一端與引腳43及電 容C431的一端相連，電容C441及電容C431的另一端均接地；引腳34與電感L2、電感L3 及電感L5的一端相連，電感L4及電感Ll的一端與電感L5的另一端相連，引腳33與電感 Ll的另一端相連，引腳32與電感L2及電感L4的另一端相連，電感L3的另一端與電容C63 的一端相連，電容C63的另一端與天線ANTl相連；引腳25、27、28、29、30、31、35、36、37、38、 39,40與模擬電路電源乂01.8、電容(11、電容(101、電容0371的一端相連，電容C11、電容 C101、電容C371的另一端接地。所述的ARM9模塊與通信控制器之間的電路為S3C2440X系列芯片的管腳D0-D7 分別與芯片F(xiàn)B3050的管腳PB_CDATA_0-PB_CDATA_7相連，S3C2440X芯片的管腳A0-A7分 別與芯片F(xiàn)B3050的管腳PI_ADDR_8-PI_ADDR_15相連，S3C2440X系列芯片的管腳EINTO與 FB3050的管腳Ρ0_ΙΝΙ_Ι相連，S3C2440X系列芯片的管腳nWE與FB3050的管腳PI_CRW相 連，S3C2440X系列芯片的管腳nRD與FB3050的管腳PI_CET相連，S3C2440X系列芯片的管腳 ALE與FB3050的管腳PI_CAS相連，S3C2440X系列芯片的管腳nRESET與FB3050的管腳PI_ RESET_I相連，S3C2440X系列芯片的管腳EXTCLK與FB3050的管腳PI_CLK相連，S3C2440X 系列芯片的管腳Aim與FB3050的管腳PI_CSREG_I相連，S3C2440X系列芯片的管腳AINO 與FB3050的管腳PI_CSMEM_I相連?；赯igBee的FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的FF與ZigBee協(xié)議的轉(zhuǎn)換方法包含如下步驟 (I)FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)啟動后建立ZigBee網(wǎng)絡(luò)，允許FF-ZigBee接口加入ZigBee網(wǎng)(2) FF-ZigBee接口在加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)后，將FF-ZigBee接口接入設(shè)備的描述信 息發(fā)送至FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)；FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)根據(jù)描述信息的協(xié)議名稱判斷FF-ZigBee接口 接入的設(shè)備是否為FF-Hl設(shè)備，如果是FF-Hl設(shè)備，F(xiàn)F-ZigBee網(wǎng)關(guān)將描述信息的設(shè)備地址 與其對應(yīng)FF-ZigBee接口的ZigBee短地址綁定，并寫入地址映射表中；如果不是FF-H1設(shè) 備，網(wǎng)關(guān)動態(tài)分配一個與現(xiàn)有FF-Hl設(shè)備地址不沖突的虛擬FF-Hl設(shè)備地址給該設(shè)備，并將 該地址與其對應(yīng)FF-ZigBee接口的ZigBee短地址綁定，寫入地址映射表中；同時，網(wǎng)關(guān)更新 該描述信息的設(shè)備地址，并將更新后的描述信息下傳至對應(yīng)的FF-ZigBee接口 ；如果接收 到的描述信息的設(shè)備地址與原有的動態(tài)分配地址沖突，則FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)解除原有的動態(tài) 分配虛擬FF-Hl設(shè)備地址與其對應(yīng)FF-ZigBee接口 ZigBee短地址的綁定，重新動態(tài)分配虛 擬FF-Hl設(shè)備地址，與對應(yīng)FF-ZigBee接口 ZigBee短地址重新綁定后寫入地址映射表，同 時更新描述信息的設(shè)備地址并下傳至對應(yīng)的FF-ZigBee接口 ；消除地址沖突后，F(xiàn)F-ZigBee 網(wǎng)關(guān)將新接收的FF-Hl設(shè)備地址與對應(yīng)FF-ZigBee接口的ZigBee短地址綁定并寫入地址 映射表；(3)FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)監(jiān)聽到來自FF-HSE網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)包，如果有訪問FF-Hl設(shè) 備或模擬設(shè)備的數(shù)據(jù)包，F(xiàn)F-ZigBee網(wǎng)關(guān)將這些數(shù)據(jù)包的服務(wù)報文、虛擬通信關(guān)系(VCR)、 原語等信息進行格式轉(zhuǎn)換，使之符合FF-Hl網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)范；如果數(shù)據(jù)包的目的地址需通過 ZigBee網(wǎng)絡(luò)進行訪問，F(xiàn)F-ZigBee網(wǎng)關(guān)檢索地址映射表，將消息通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)以單播方 式傳輸至對應(yīng)的FF-ZigBee接口 ；(4)FF-ZigBee接口接收到來自FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)包，根據(jù)描述信息的協(xié)議名 稱和設(shè)備類型對數(shù)據(jù)包進行后續(xù)處理，如果接入設(shè)備是FF-Hl設(shè)備則直接向該設(shè)備發(fā)送數(shù) 據(jù)包；如果是模擬設(shè)備則根據(jù)設(shè)備類型提取數(shù)據(jù)包中的有效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成4-20mA電流信號 進行傳輸；(5)如果FF-ZigBee接口接入設(shè)備有數(shù)據(jù)包需要上傳，如果來自非FF-H1設(shè)備，則 FF-ZigBee接口將這些數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成FF-Hl格式數(shù)據(jù)包上傳至FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)；如果來自 FF-Hl設(shè)備，則FF-ZigBee接口直接將這些數(shù)據(jù)包上傳至FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)；(6)FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)接收到FF-ZigBee接口上傳的數(shù)據(jù)包后根據(jù)規(guī)則判斷是否需 要上傳至FF-HSE網(wǎng)絡(luò)，如果需要則將數(shù)據(jù)包的服務(wù)報文、虛擬通信關(guān)系(VCR)、原語等信息 進行格式轉(zhuǎn)換，使之符合FF-HSE網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)范，并上傳至FF-HSE網(wǎng)絡(luò)中。所述的描述信息包含接入設(shè)備類型、協(xié)議名稱、版本號和設(shè)備地址。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果1)實現(xiàn)了 FF總線高速、低速設(shè)備與模擬 設(shè)備的互聯(lián)；2)彌補了模擬設(shè)備不能上網(wǎng)的缺陷；3)解決了在不易布線區(qū)域的設(shè)備安裝問 題；4)降低了控制系統(tǒng)的安裝成本；5)系統(tǒng)開放，有良好的可擴展性。


圖1是基于ZigBee的FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)框圖3是FF-ZigBee接口結(jié)構(gòu)框圖；圖4是ZigBee模塊的電路圖；圖5是ARM9模塊與通信控制器之間的電路圖；圖6是FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換流程圖；圖7是描述信息內(nèi)容格式；圖8是FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)流程圖；圖9是FF-ZigBee接口流程圖。
具體實施例方式如圖1所示，基于ZigBee的FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)包括FF-HSE網(wǎng)絡(luò)、FF-HSE設(shè)備、 FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)、FF-ZigBee接口、FF-H1網(wǎng)絡(luò)、FF-H1設(shè)備、模擬設(shè)備；其中FF-HSE網(wǎng)絡(luò)與 FF-HSE設(shè)備以及FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)相連，F(xiàn)F-ZigBee網(wǎng)關(guān)通過FF-H1網(wǎng)絡(luò)與FF-H1設(shè)備相連， FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)與FF-ZigBee接口相連，F(xiàn)F-ZigBee接口與FF-H1設(shè)備以 及模擬設(shè)備相連，其中FF-HSE設(shè)備是指具有FF-HSE網(wǎng)絡(luò)接口支持FF協(xié)議HSE標準的控制 器、變送器以及執(zhí)行機構(gòu)；FF-Hl設(shè)備是指具有FF-Hl網(wǎng)絡(luò)接口支持FF協(xié)議HI標準的控制 器、變送器以及執(zhí)行機構(gòu)；模擬設(shè)備是指采用4-20mA電流進行通信的控制器、變送器以及 執(zhí)行機構(gòu)。如圖2所示，F(xiàn)F-ZigBee網(wǎng)關(guān)包括低壓保護模塊、ZigBee模塊、ARM9模塊、通信控制 器、HSE接口單元、邏輯控制模塊、RAM、FLASH、媒介訪問單元，其中ZigBee模塊由TI CC2430 芯片及其外圍電路組成，ARM9模塊由S3C2440X系列芯片及其外圍電路組成，通信控制器 采用SMAR FB3050 ；FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)的內(nèi)部連接關(guān)系為低壓保護模塊分別與ZigBee模塊、 ARM9模塊、通信控制器相連，HSE接口單元與邏輯控制模塊相連，ARM9模塊分別與ZigBee 模塊、通信控制器、邏輯控制模塊相連，通信控制器分別與媒介訪問單元、RAM、FLASH相連； FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)的內(nèi)在邏輯關(guān)系為低壓保護模塊為ZigBee模塊、ARM9模塊、通信控制器提 供保護，防止由于過流、過壓而造成的模塊燒毀，HSE接口單元和邏輯控制模塊在ARM9模塊 和FF-HSE網(wǎng)絡(luò)之間進行數(shù)字信號和電器信號的轉(zhuǎn)換，媒介訪問單元和通信控制器在ARM9 模塊和FF-Hl網(wǎng)絡(luò)之間進行數(shù)字信號和電器信號的轉(zhuǎn)換，RAM是隨機存儲器為ARM9模塊 和通信控制器提供數(shù)據(jù)緩存，F(xiàn)LASH是閃存為ARM9模塊和通信控制器提供程序存儲空間， ZigBee模塊為ARM9模塊提供ZigBee數(shù)據(jù)包收發(fā)服務(wù)。如圖3所示，F(xiàn)F-ZigBee接口包括低壓保護模塊、ZigBee模塊、ARM9模塊、通信控 制器、RAM、FLASH、媒介訪問單元、模擬接口，其中ZigBee模塊由TI CC2430芯片及其外圍電 路組成，ARM9模塊由S3C2440X系列芯片及其外圍電路組成，通信控制器采用SMAR FB3050 ； FF-ZigBee接口的內(nèi)部連接關(guān)系為低壓保護模塊分別與ZigBee模塊、ARM9模塊、通信控制 器相連，ARM9模塊分別與ZigBee模塊、模擬接口、通信控制器相連，通信控制器分別與RAM、 FLASH、媒介訪問單元相連；FF-ZigBee接口的內(nèi)在邏輯關(guān)系為低壓保護模塊為ZigBee模 塊、ARM9模塊、通信控制器提供保護，防止由于過流、過壓而造成的模塊燒毀，模擬接口在 ARM9模塊和模擬設(shè)備之間進行數(shù)字信號和4-20mA模擬信號的轉(zhuǎn)換，媒介訪問單元和通信 控制器在ARM9模塊和FF-Hl設(shè)備之間進行數(shù)字信號和電器信號的轉(zhuǎn)換，RAM為ARM9模塊 和通信控制器提供數(shù)據(jù)緩存，F(xiàn)LASH為ARM9模塊和通信控制器提供程序存儲空間，ZigBee模塊為ARM9模塊提供ZigBee數(shù)據(jù)包收發(fā)服務(wù)。如圖4所示，ZigBee模塊的電路為CC2430集成芯片的引腳20、7、47、41相連后與 數(shù)字電路電源DVDD_3. 3V、電容C411、電容C71的一端相連，電容C411及電容C71的另一端 接地；引腳42與電容C421的一端相連，電容C421的另一端接地；引腳10與電容C678的一 端、電阻R406、按鍵Sl的一端相連，電容C678及按鍵Sl的另一端接地，電阻R406的另一端 與數(shù)字電路電源DVDD_3. 3V相連；引腳23與數(shù)字電路電源DVDD_3. 3V及電容C231的一端 相連，電容C231的另一端接地；引腳24與模擬電路電源VCC1. 8及電容C241的一端相連， 電容C241的另一端接地；引腳26與電阻R261的一端相連，電阻R261的另一端接地；引腳 22與電阻R221的一端相連，電阻R221的另一端接地；引腳19與晶振Xl及電容C191的一 端相連，晶振Xl的另一端與引腳21及電容C211的一端相連，電容C191及電容C211的另 一端均接地；引腳44與晶振X2及電容C441的一端相連，晶振X2的另一端與引腳43及電 容C431的一端相連，電容C441及電容C431的另一端均接地；引腳34與電感L2、電感L3 及電感L5的一端相連，電感L4及電感Ll的一端和電感L5的另一端相連，引腳33與電感 Ll的另一端相連，引腳32與電感L2及電感L4的另一端相連，電感L3的另一端與電容C63 的一端相連，電容C63的另一端與天線ANTl相連；引腳25、27、28、29、30、31、35、36、37、38、 39,40與模擬電路電源乂01.8、電容(11、電容(101、電容0371的一端相連，電容C11、電容 C101、電容C371的另一端接地。如圖5所示，ARM9模塊與通信控制器之間的電路為S3C2440X系列芯片的管腳 D0-D7分別與芯片F(xiàn)B3050的管腳PB_CDATA_0_PB_CDATA_7相連，S3C2440X芯片的管腳 A0-A7分別與芯片F(xiàn)B3050的管腳PI_ADDR_8_PI_ADDR_15相連，S3C2440X系列芯片的管腳 EINTO與FB3050的管腳P0_mi_I相連，S3C2440X系列芯片的管腳nWE與FB3050的管腳PI_ CRff相連，S3C2440X系列芯片的管腳nRD與FB3050的管腳PI_CET相連，S3C2440X系列芯 片的管腳ALE與FB3050的管腳PI_CAS相連，S3C2440X系列芯片的管腳nRESET與FB3050 的管腳PI_RESET_I相連，S3C2440X系列芯片的管腳EXTCLK與FB3050的管腳PI_CLK相連， S3C2440X系列芯片的管腳Aim與FB3050的管腳PI_CSREG_I相連，S3C2440X系列芯片的 管腳AINO與FB3050的管腳PI_CSMEM_I相連。如圖6所示，基于ZigBee的FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的FF與ZigBee協(xié)議的轉(zhuǎn)換方 法包括如下步驟(I)FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)啟動后建立ZigBee網(wǎng)絡(luò)，允許FF-ZigBee接口加入ZigBee網(wǎng) (2) FF-ZigBee接口在加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)后，將FF-ZigBee接口接入設(shè)備的描述信 息發(fā)送至FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)；FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)根據(jù)描述信息的協(xié)議名稱判斷FF-ZigBee接口 接入的設(shè)備是否為FF-Hl設(shè)備，如果是FF-Hl設(shè)備，F(xiàn)F-ZigBee網(wǎng)關(guān)將描述信息的設(shè)備地址 與其對應(yīng)FF-ZigBee接口的ZigBee短地址綁定，并寫入地址映射表中；如果不是FF-H1設(shè) 備，網(wǎng)關(guān)動態(tài)分配一個與現(xiàn)有FF-Hl設(shè)備地址不沖突的虛擬FF-Hl設(shè)備地址給該設(shè)備，并將 該地址與其對應(yīng)FF-ZigBee接口的ZigBee短地址綁定，寫入地址映射表中；同時，網(wǎng)關(guān)更新 該描述信息的設(shè)備地址，并將更新后的描述信息下傳至對應(yīng)的FF-ZigBee接口 ；如果接收 到的描述信息的設(shè)備地址與原有的動態(tài)分配地址沖突，則FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)解除原有的動態(tài) 分配虛擬FF-Hl設(shè)備地址與其對應(yīng)FF-ZigBee接口 ZigBee短地址的綁定，重新動態(tài)分配虛
10擬FF-Hl設(shè)備地址，與對應(yīng)FF-ZigBee接口 ZigBee短地址重新綁定后寫入地址映射表，同 時更新描述信息的設(shè)備地址并下傳至對應(yīng)的FF-ZigBee接口 ；消除地址沖突后，F(xiàn)F-ZigBee 網(wǎng)關(guān)將新接收的FF-Hl設(shè)備地址與對應(yīng)FF-ZigBee接口的ZigBee短地址綁定并寫入地址 映射表；(3)FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)監(jiān)聽到來自FF-HSE網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)包，如果有訪問FF-H1設(shè) 備或模擬設(shè)備的數(shù)據(jù)包，F(xiàn)F-ZigBee網(wǎng)關(guān)將這些數(shù)據(jù)包的服務(wù)報文、虛擬通信關(guān)系(VCR)、 原語等信息進行格式轉(zhuǎn)換，使之符合FF-Hl網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)范；如果數(shù)據(jù)包的目的地址需通過 ZigBee網(wǎng)絡(luò)進行訪問，F(xiàn)F-ZigBee網(wǎng)關(guān)檢索地址映射表，將消息通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)以單播方 式傳輸至對應(yīng)的FF-ZigBee接口 ；(4)FF-ZigBee接口接收到來自FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)包，根據(jù)描述信息的協(xié)議名 稱和設(shè)備類型對數(shù)據(jù)包進行后續(xù)處理，如果接入設(shè)備是FF-Hl設(shè)備則直接向該設(shè)備發(fā)送數(shù) 據(jù)包；如果是模擬設(shè)備則根據(jù)設(shè)備類型提取數(shù)據(jù)包中的有效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成4-20mA電流信號 進行傳輸；(5)如果FF-ZigBee接口接入設(shè)備有數(shù)據(jù)包需要上傳，如果來自非FF-H1設(shè)備，則 FF-ZigBee接口將這些數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成FF-Hl格式數(shù)據(jù)包上傳至FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)；如果來自 FF-Hl設(shè)備，則FF-ZigBee接口直接將這些數(shù)據(jù)包上傳至FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)；(6)FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)接收到FF-ZigBee接口上傳的數(shù)據(jù)包后根據(jù)規(guī)則判斷是否需 要上傳至FF-HSE網(wǎng)絡(luò)，如果需要則將數(shù)據(jù)包的服務(wù)報文、虛擬通信關(guān)系(VCR)、原語等信息 進行格式轉(zhuǎn)換，使之符合FF-HSE網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)范，并上傳至FF-HSE網(wǎng)絡(luò)中。如圖7所示，所述的描述信息包含接入設(shè)備類型、協(xié)議名稱、版本號、設(shè)備地址。 其中，接入設(shè)備類型是指接入FF-ZigBee接口的設(shè)備是控制器、變送器或執(zhí)行機構(gòu)；協(xié)議名 稱是指接入FF-ZigBee接口的設(shè)備所采用的協(xié)議類型，若無采用任何協(xié)議其值為NULL，且 接下來的版本號為NULL ；版本號是指接入FF-ZigBee接口的設(shè)備所采用協(xié)議的版本；設(shè)備 地址是指接入FF-ZigBee接口的設(shè)備的物理地址，若無物理地址其值則為NULL。如圖8所示，F(xiàn)F-ZigBee網(wǎng)關(guān)在啟動后完成初始化并建立ZigBee網(wǎng)絡(luò)。如果 ZigBee網(wǎng)絡(luò)中有FF-ZigBee接口加入，則系統(tǒng)接收FF-ZigBee接口發(fā)送的描述信息，根 據(jù)描述信息的協(xié)議名稱判斷FF-ZigBee接口設(shè)備是否為FF-Hl設(shè)備，如果是FF-Hl設(shè)備， FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)將描述信息的設(shè)備地址與其對應(yīng)FF-ZigBee接口的ZigBee短地址綁定， 并寫入地址映射表中；如果不是FF-Hl設(shè)備，網(wǎng)關(guān)動態(tài)分配一個與現(xiàn)有FF-Hl設(shè)備地址不 沖突的虛擬FF-Hl設(shè)備地址給該設(shè)備，并將該地址與其對應(yīng)FF-ZigBee接口的ZigBee短 地址綁定，寫入地址映射表中；同時，網(wǎng)關(guān)更新該描述信息的設(shè)備地址，并將更新后的信息 下傳至對應(yīng)的FF-ZigBee接口 ；如果接收到的描述信息的設(shè)備地址與原有的動態(tài)分配地 址沖突，則FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)解除原有的動態(tài)分配虛擬FF-H1設(shè)備地址與其對應(yīng)FF-ZigBee 接口 ZigBee短地址的綁定，重新動態(tài)分配虛擬FF-Hl設(shè)備地址，與對應(yīng)FF-ZigBee接口 ZigBee短地址重新綁定后寫入地址映射表，同時更新描述信息的設(shè)備地址下傳至對應(yīng) 的FF-ZigBee接口 ；消除地址沖突后，F(xiàn)F-ZigBee網(wǎng)關(guān)將新接收的FF-H1設(shè)備地址與對應(yīng) FF-ZigBee接口的ZigBee短地址綁定，并寫入地址映射表。FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)時刻監(jiān)聽來 自FF-HSE的數(shù)據(jù)包，如果有訪問FF-Hl設(shè)備或模擬設(shè)備的數(shù)據(jù)包，F(xiàn)F-ZigBee網(wǎng)關(guān)將這些 數(shù)據(jù)包的服務(wù)報文、虛擬通信關(guān)系(VCR)、原語等信息進行格式轉(zhuǎn)換，使之符合FF-Hl網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)范，否則則直接進行服務(wù)應(yīng)答；如果數(shù)據(jù)包的目的地址可通過FF-Hl網(wǎng)絡(luò)傳輸，則 FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)直接將信息通過FF-H1網(wǎng)絡(luò)傳輸；如果數(shù)據(jù)包的目的地址需通過ZigBee網(wǎng) 絡(luò)進行訪問，F(xiàn)F-ZigBee網(wǎng)關(guān)檢索地址映射表，將消息通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)以單播方式傳輸至 對應(yīng)的FF-ZigBee接口。FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)接收到來自FF-H1網(wǎng)絡(luò)或FF-ZigBee接口上傳數(shù) 據(jù)包后根據(jù)規(guī)則判斷是否需要上傳至FF-HSE網(wǎng)絡(luò)，如果需要則數(shù)據(jù)包的服務(wù)報文、虛擬通 信關(guān)系(VCR)、原語等信息進行格式轉(zhuǎn)換，使之符合FF-HSE網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)范，并上傳至FF-HSE 網(wǎng)絡(luò)中。 如圖9所示，F(xiàn)F-ZigBee接口完成初始化后獲取接入設(shè)備的描述信息并加入 ZigBee網(wǎng)絡(luò)，將描述信息發(fā)送至FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)。如果接收到來自FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)的描 述信息，則FF-ZigBee接口更新自身的描述信息。如果接收到來自ZigBee網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包， FF-ZigBee接口根據(jù)描述信息的協(xié)議名稱和設(shè)備類型對數(shù)據(jù)包進行后續(xù)處理，如果接入設(shè) 備是FF-Hl設(shè)備則直接向該設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)包；如果是模擬設(shè)備則根據(jù)設(shè)備類型提取數(shù)據(jù)包 中的有效數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換成4-20mA電流進行傳輸。如果FF-ZigBee接口接入設(shè)備有數(shù)據(jù)包需 要上傳，如果來自非FF-Hl設(shè)備，則FF-ZigBee接口將這些數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成FF-Hl格式數(shù)據(jù)包 上傳至FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)；如果來自FF-H1設(shè)備，則FF-ZigBee接口直接將這些數(shù)據(jù)包上傳至 FF-ZigBee 網(wǎng)關(guān)。
1權(quán)利要求
一種基于ZigBee的FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，其特征在于包括FF HSE網(wǎng)絡(luò)、FF HSE設(shè)備、FF ZigBee網(wǎng)關(guān)、FF ZigBee接口、FF H1網(wǎng)絡(luò)、FF H1設(shè)備、模擬設(shè)備；其中FF HSE網(wǎng)絡(luò)與FF HSE設(shè)備以及FF ZigBee網(wǎng)關(guān)相連，F(xiàn)F ZigBee網(wǎng)關(guān)通過FF H1網(wǎng)絡(luò)與FF H1設(shè)備相連，F(xiàn)F ZigBee網(wǎng)關(guān)通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)與FF ZigBee接口相連，F(xiàn)F ZigBee接口與FF H1設(shè)備以及模擬設(shè)備相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee的FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，其特征在于所述 的FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)包括低壓保護模塊、ZigBee模塊、ARM9模塊、通信控制器、HSE接口單元、 邏輯控制模塊、RAM、FLASH、媒介訪問單元，其中ZigBee模塊由TI CC2430芯片及其外圍電 路組成，ARM9模塊由S3C2440X系列芯片及其外圍電路組成，通信控制器采用SMAR FB3050 ； FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)的內(nèi)部連接關(guān)系為低壓保護模塊分別與ZigBee模塊、ARM9模塊、通信控 制器相連，HSE接口單元與邏輯控制模塊相連，ARM9模塊分別與ZigBee模塊、通信控制器、 邏輯控制模塊相連，通信控制器分別與媒介訪問單元、RAM、FLASH相連；FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)的 內(nèi)在邏輯關(guān)系為低壓保護模塊為ZigBee模塊、ARM9模塊、通信控制器提供保護，防止由于 過流、過壓而造成的模塊燒毀，HSE接口單元和邏輯控制模塊在ARM9模塊和FF-HSE網(wǎng)絡(luò)之 間進行數(shù)字信號和電器信號的轉(zhuǎn)換，媒介訪問單元和通信控制器在ARM9模塊和FF-Hl網(wǎng)絡(luò) 之間進行數(shù)字信號和電器信號的轉(zhuǎn)換，RAM為ARM9模塊和通信控制器提供數(shù)據(jù)緩存，F(xiàn)LASH 為ARM9模塊和通信控制器提供程序存儲空間，ZigBee模塊為ARM9模塊提供ZigBee數(shù)據(jù) 包收發(fā)服務(wù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee的FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，其特征在于所述 的FF-ZigBee接口包括低壓保護模塊、ZigBee模塊、ARM9模塊、通信控制器、RAM、FLASH、媒 介訪問單元、模擬接口，其中ZigBee模塊由TI CC2430芯片及其外圍電路組成，ARM9模塊由 S3C2440X系列芯片及其外圍電路組成，通信控制器采用SMAR FB3050 ；FF-ZigBee接口的內(nèi) 部連接關(guān)系為低壓保護模塊分別與ZigBee模塊、ARM9模塊、通信控制器相連，ARM9模塊 分別與ZigBee模塊、模擬接口、通信控制器相連，通信控制器分別與RAM、FLASH、媒介訪問 單元相連；FF-ZigBee接口的內(nèi)在邏輯關(guān)系為低壓保護模塊為ZigBee模塊、ARM9模塊、通 信控制器提供保護，防止由于過流、過壓而造成的模塊燒毀，模擬接口在ARM9模塊和模擬 設(shè)備之間進行數(shù)字信號和4-20mA模擬信號的轉(zhuǎn)換，媒介訪問單元和通信控制器在ARM9模 塊和FF-Hl設(shè)備之間進行數(shù)字信號和電器信號的轉(zhuǎn)換，RAM為ARM9模塊和通信控制器提供 數(shù)據(jù)緩存，F(xiàn)LASH為ARM9模塊和通信控制器提供程序存儲空間，ZigBee模塊為ARM9模塊提 供ZigBee數(shù)據(jù)包收發(fā)服務(wù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2、3所述的一種基于ZigBee的FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，其特征在于所 述的ZigBee模塊的電路為CC2430集成芯片的引腳20、7、47、41相連后與數(shù)字電路電源 DVDD_3. 3V、電容C411、電容C71的一端相連，電容C411及電容C71的另一端接地；引腳42 與電容C421的一端相連，電容C421的另一端接地；引腳10與電容C678的一端、電阻R406、 按鍵Sl的一端相連，電容C678及按鍵Sl的另一端接地，電阻R406的另一端與數(shù)字電路電 源DVDD_3. 3V相連；引腳23與數(shù)字電路電源DVDD_3. 3V及電容C231的一端相連，電容C231 的另一端接地；引腳24與模擬電路電源VCC1. 8及電容C241的一端相連，電容C241的另 一端接地；引腳26與電阻R261的一端相連，電阻R261的另一端接地；引腳22與電阻R221 的一端相連，電阻R221的另一端接地；引腳19與晶振Xl及電容C191的一端相連，晶振Xl2的另一端與引腳21及電容C211的一端相連，電容C191及電容C211的另一端均接地；引腳 44與晶振X2及電容C441的一端相連，晶振X2的另一端與引腳43及電容C431的一端相 連，電容C441及電容C431的另一端均接地；引腳34與電感L2、電感L3及電感L5的一端 相連，電感L4及電感Ll的一端與電感L5的另一端相連，引腳33與電感Ll的另一端相連， 引腳32與電感L2及電感L4的另一端相連，電感L3的另一端與電容C63的一端相連，電容 C63的另一端與天線ANTl相連；引腳25、27、28、29、30、31、35、36、37、38、39、40與模擬電路 電源VCC1. 8、電容C11、電容C101、電容C371的一端相連，電容C11、電容C101、電容C371的 另一端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種基于ZigBee的FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，其特征在于 所述的ARM9模塊與通信控制器之間的電路為S3C2440X系列芯片的管腳D0-D7分別與芯 片F(xiàn)B3050的管腳PB_CDATA_0-PB_CDATA_7相連，S3C2440X芯片的管腳A0-A7分別與芯片 FB3050 的管腳 PI_ADDR_8-PI_ADDR_15 相連，S3C2440X 系列芯片的管腳 EINTO 與 FB3050 的管腳Ρ0_ΙΝΙ_Ι相連，S3C2440X系列芯片的管腳nffE與FB3050的管腳PI_CRff相連， S3C2440X系列芯片的管腳nRD與FB3050的管腳PI_CET相連，S3C2440X系列芯片的管腳 ALE與FB3050的管腳PI_CAS相連，S3C2440X系列芯片的管腳nRESET與FB3050的管腳PI_ RESET_I相連，S3C2440X系列芯片的管腳EXTCLK與FB3050的管腳PI_CLK相連，S3C2440X 系列芯片的管腳Aim與FB3050的管腳PI_CSREG_I相連，S3C2440X系列芯片的管腳AINO 與FB3050的管腳PI_CSMEM_I相連。
6.一種基于ZigBee的FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的FF與ZigBee協(xié)議的轉(zhuǎn)換方法，其特征 包含如下步驟(1)FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)啟動后建立ZigBee網(wǎng)絡(luò)，允許FF-ZigBee接口加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)；(2)FF-ZigBee接口在加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)后，將FF-ZigBee接口接入設(shè)備的描述信息發(fā) 送至FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)；FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)根據(jù)描述信息的協(xié)議名稱判斷FF-ZigBee接口接入 的設(shè)備是否為FF-Hl設(shè)備，如果是FF-Hl設(shè)備，F(xiàn)F-ZigBee網(wǎng)關(guān)將描述信息的設(shè)備地址與其 對應(yīng)FF-ZigBee接口的ZigBee短地址綁定，并寫入地址映射表中；如果不是FF-H1設(shè)備，網(wǎng) 關(guān)動態(tài)分配一個與現(xiàn)有FF-Hl設(shè)備地址不沖突的虛擬FF-Hl設(shè)備地址給該設(shè)備，并將該地 址與其對應(yīng)FF-ZigBee接口的ZigBee短地址綁定，寫入地址映射表中；同時，網(wǎng)關(guān)更新該 描述信息的設(shè)備地址，并將更新后的描述信息下傳至對應(yīng)的FF-ZigBee接口 ；如果接收到 的描述信息的設(shè)備地址與原有的動態(tài)分配地址沖突，則FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)解除原有的動態(tài)分 配虛擬FF-Hl設(shè)備地址與其對應(yīng)FF-ZigBee接口 ZigBee短地址的綁定，重新動態(tài)分配虛擬 FF-Hl設(shè)備地址，與對應(yīng)FF-ZigBee接口 ZigBee短地址重新綁定后寫入地址映射表，同時更 新描述信息的設(shè)備地址并下傳至對應(yīng)的FF-ZigBee接口 ；消除地址沖突后，F(xiàn)F-ZigBee網(wǎng)關(guān) 將新接收的FF-Hl設(shè)備地址與對應(yīng)FF-ZigBee接口的ZigBee短地址綁定并寫入地址映射 表；(3)FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)監(jiān)聽到來自FF-HSE網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)包，如果有訪問FF-Hl設(shè)備或模擬 設(shè)備的數(shù)據(jù)包，F(xiàn)F-ZigBee網(wǎng)關(guān)將這些數(shù)據(jù)包的服務(wù)報文、虛擬通信關(guān)系(VCR)、原語等信 息進行格式轉(zhuǎn)換，使之符合FF-Hl網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)范；如果數(shù)據(jù)包的目的地址需通過ZigBee網(wǎng) 絡(luò)進行訪問，F(xiàn)F-ZigBee網(wǎng)關(guān)檢索地址映射表，將消息通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)以單播方式傳輸至 對應(yīng)的FF-ZigBee接口 ；(4)FF-ZigBee接口接收到來自FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)包，根據(jù)描述信息的協(xié)議名稱 和設(shè)備類型對數(shù)據(jù)包進行后續(xù)處理，如果接入設(shè)備是FF-Hl設(shè)備則直接向該設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù) 包；如果是模擬設(shè)備則根據(jù)設(shè)備類型提取數(shù)據(jù)包中的有效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成4-20mA電流信號進 行傳輸；(5)如果FF-ZigBee接口接入設(shè)備有數(shù)據(jù)包需要上傳，如果來自非FF-Hl設(shè)備，則 FF-ZigBee接口將這些數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成FF-H1格式數(shù)據(jù)包上傳至FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)；如果來自 FF-Hl設(shè)備，則FF-ZigBee接口直接將這些數(shù)據(jù)包上傳至FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)；(B)FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)接收到FF-ZigBee接口上傳的數(shù)據(jù)包后根據(jù)規(guī)則判斷是否需要上 傳至FF-HSE網(wǎng)絡(luò)，如果需要則將數(shù)據(jù)包的服務(wù)報文、虛擬通信關(guān)系(VCR)、原語等信息進行 格式轉(zhuǎn)換，使之符合FF-HSE網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)范，并上傳至FF-HSE網(wǎng)絡(luò)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于ZigBee的FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的FF與ZigBee協(xié) 議的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于所述的描述信息包含接入設(shè)備類型、協(xié)議名稱、版本號和設(shè)備 地址。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于ZigBee的FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)及其協(xié)議轉(zhuǎn)換方法。一種基于ZigBee的FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)包括FF-HSE網(wǎng)絡(luò)、FF-HSE設(shè)備、FF-ZigBee網(wǎng)關(guān)、FF-ZigBee接口、FF-H1網(wǎng)絡(luò)、FF-H1設(shè)備、模擬設(shè)備。其協(xié)議轉(zhuǎn)換方法包括非FF-H1設(shè)備的虛擬FF-H1設(shè)備地址分配、FF-H1設(shè)備地址與ZigBee短地址的綁定、FF-HSE數(shù)據(jù)包與FF-H1數(shù)據(jù)包之間的格式轉(zhuǎn)換。通過以上措施確保了在FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)內(nèi)FF-HSE、與FF-H1設(shè)備和模擬設(shè)備之間的數(shù)據(jù)互聯(lián)。本發(fā)明的優(yōu)點在于1)實現(xiàn)了FF總線高速、低速設(shè)備與模擬設(shè)備的互聯(lián)；2)彌補了模擬設(shè)備不能上網(wǎng)的缺陷；3)解決了在不易布線區(qū)域的設(shè)備安裝問題；4)降低了控制系統(tǒng)的安裝成本；5)系統(tǒng)開放，有良好的可擴展性。
文檔編號H04W84/18GK101902380SQ20101022014
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者何姍, 吳明光, 張帥, 徐曉忻, 曹曉萍 申請人:浙江大學