基于FPGA的4G與PROFIBUS嵌入式網(wǎng)關(guān)研究與實(shí)現(xiàn)

　　PROFIBUS（Process Field Bus，過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線）是一種國(guó)際化現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)等特點(diǎn)，成為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中最流行、最成功的一種總線。在制造業(yè)自動(dòng)化、流程工業(yè)自動(dòng)化、樓宇、交通電力及其他領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

　　4G（the 4th Generation mobile communication technology）作為新一代的移動(dòng)通信技術(shù)，具有通信速度快、網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬、延遲低的優(yōu)點(diǎn)，是未來(lái)幾年通信技術(shù)的佼佼者。“移動(dòng)網(wǎng)+工業(yè)控制網(wǎng)”一直是研究的熱點(diǎn)，而4G通信技術(shù)的發(fā)展使工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)互聯(lián)成為可能，其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用一直備受矚目。

　　本項(xiàng)研究在對(duì)PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)和4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)兩種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議深入研究和分析的基礎(chǔ)上，提出了基于FPGA嵌入式網(wǎng)關(guān)的方法實(shí)現(xiàn)兩種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接。PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線通過(guò)該網(wǎng)關(guān)接入到4G通信模塊，將現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)據(jù)通過(guò)4G通信模塊上傳到云服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)在Android客戶端上查看、控制PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，從而達(dá)到利用無(wú)處不在的4G移動(dòng)網(wǎng)對(duì)PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線上設(shè)備遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。同時(shí)，在系統(tǒng)安全方面，考慮到PROFIBUS-DP工控網(wǎng)絡(luò)通過(guò)嵌入式網(wǎng)關(guān)接入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的安全性，在FPGA網(wǎng)關(guān)內(nèi)部實(shí)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 /> ?