基于FPGA的4G與PROFIBUS嵌入式網(wǎng)關研究與實現(xiàn)

　　PROFIBUS（Process Field Bus，過程現(xiàn)場總線）是一種國際化現(xiàn)場總線標準，具有完善的技術(shù)體系、可靠的數(shù)據(jù)傳輸和完整的技術(shù)標準等特點，成為工業(yè)網(wǎng)絡中最流行、最成功的一種總線。在制造業(yè)自動化、流程工業(yè)自動化、樓宇、交通電力及其他領域得到廣泛應用。

　　4G（the 4th Generation mobile communication technology）作為新一代的移動通信技術(shù)，具有通信速度快、網(wǎng)絡頻譜更寬、延遲低的優(yōu)點，是未來幾年通信技術(shù)的佼佼者?！耙苿泳W(wǎng)+工業(yè)控制網(wǎng)”一直是研究的熱點，而4G通信技術(shù)的發(fā)展使工業(yè)控制網(wǎng)絡移動互聯(lián)成為可能，其在工業(yè)領域的應用一直備受矚目。

　　本項研究在對PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡和4G移動網(wǎng)絡兩種異構(gòu)網(wǎng)絡的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡協(xié)議深入研究和分析的基礎上，提出了基于FPGA嵌入式網(wǎng)關的方法實現(xiàn)兩種異構(gòu)網(wǎng)絡的無縫連接。PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線通過該網(wǎng)關接入到4G通信模塊，將現(xiàn)場總線的數(shù)據(jù)通過4G通信模塊上傳到云服務器，實現(xiàn)在Android客戶端上查看、控制PROFIBUS-DP現(xiàn)場設備，從而達到利用無處不在的4G移動網(wǎng)對PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線上設備遠程實時監(jiān)控的目的。同時，在系統(tǒng)安全方面，考慮到PROFIBUS-DP工控網(wǎng)絡通過嵌入式網(wǎng)關接入移動互聯(lián)網(wǎng)的安全性，在FPGA網(wǎng)關內(nèi)部實現(xiàn)基于AES 128bit的數(shù)據(jù)加密算法，從而保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?br /> ?