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我国智能电网、智慧城市的快速建设对工业自动化水平提出了更高的要求，建立统一的通信网络及协议是解决问题的关键。广泛使用的现场总线网络及协议在兼容性、通信距离及速率方面已经不能满足要求，而以太网的快速发展为解决这一问题提供了新的契机，借鉴现场总线快速恢复和安全性高的优点解决以太网关键问题，使两种技术取长补短，相互融合，最终逐步统一到工业以太网，这代表了工控系统最新的发展趋势。Modbus/TCP协议是现场总线和工业以太网逐步融合的突出代表，最具有发展前景。本文致力于解决Modbus串行总线和Modbus/TCP工业以太网之间的互连、互通问题，设计并研制了一款基于Modbus/TCP协议的工业以太网通信适配器。首先，本文论述了课题研究的背景和意义，介绍了Modbus/TCP工业以太网通信适配器的国内外研究现状及关键实现技术；并对Modbus现场总线协议及工业以太网协议的架构及通信机理开展了研究，为后续工作的开展提供了理论依据。然后，在理论研究支撑的基础上，以模块化设计思想设计了通信适配器的支撑硬件及核心软件。该适配器硬件以飞思卡尔HCS12系列16位单片机为核心，设计了MCU模块电路、电源驱动电路、EIA-485串口驱动电路、以太网接口驱动电路、复位及晶振电路、通信状态指示电路；软件以C语言为编程语言、以Codewarrior5.1为开发平台，设计了MC9S12NE64初始化模块、OpenTCP协议栈模块、以太网及Modbus串口通信模块、通信参数配置模块。通过适配器软硬件相互配合，实现Modbus串口端与工业以太网端互连、互通。最后，本文采用模拟测试与联调测试两种方法验证适配器功能的正确性，特别是联调测试中，模拟实际工作环境，搭建了多通信节点测试系统，并采用由天津市电子仪表计量中心提供的示波器捕捉Modbus串口通信信号波形的方法对适配器功能进行验证，使实验结果具有溯源性，提高了试验结果的可信度。