随着Internet技术的飞速发展，煤矿井下光纤环网是近年来研究与应用的热点，它在煤矿井下安全监控中起着越来越重要的作用。本文在煤矿井下光纤环网的框架下，设计了光纤以太网转工业RS 485总线的网关，该网关可将井下人员定位基站入网，实现人员定位信息的网络查询、跟踪以及安全检测与监控等功能。
由于单芯片嵌入式网关具有成本低、体积小、可靠性高、功耗低、环境适应能力强等诸多优点，在通信和工业控制等领域得到了日益广泛的应用。
1 嵌入式网关构架
基于以太网的TCP／IP转换为工业RS 485和RS 232协议的基本构架如图1所示。根据嵌入式网关的功能，本设计实现了以下协议：HTTP，TCP，UDP，IP，ICMP，ARP。
(1)HTTP是嵌入式WEB服务器的主要构架，属于应用层协议，本文主要实现网关系统参数设置与查询、基站系统参数的设置与查询。
(2)TCP协议是面对连接的，在本文中实现井下基站与远程以太网终端数据的通信：提供TCP Server功能，负责终端电脑主动连接网关，实现数据通信；实现TCP Client功能，提供网关主动发起的数据传输，比如网关中有数据需要通信的时候(注：图1中的TCP S／C代表用户基于TCP Server以及TCP Client的应用程序，下同)。
(3)UDP协议是面对连接的网络数据传输，数据传输不可靠，但是在某些场合，比如数据的链路比较少，那么可以采用基于UDP的数据传输协议。在本设计中保留了基于UDP的数据传输协议。
(4)IP协议是网络通信协议的主要协议，由图1可知，UDP和TCP协议就是在此层之上实现的。
(5)ICMP和ARP协议实现网络的一些基本配置，ARP为地址解析协议，是将IP地址转换到硬件地址的协议，ICMP是IP的附件，用于实现网络上节点的诊断，并返回错误消息，也就是我们最常用的PINg协议。
本文关键字：嵌入式 嵌入式系统-技术，单片机-工控设备 - 嵌入式系统-技术
