1、工業網絡通信協議現狀

1、在HMS 2025 工業市場份額年度報告顯示，工業以太網已成為工業自動化主流通信技術，其在新接入節點中的占比從 2024 年的 71% 上升至 76%。毫無疑問，工業以太網成為PLC與現場設備間通信的第一選擇，在 2025 年的研究中，HMS 得出結論稱，工業網絡市場仍在持續增長，預計未來五年的整體市場增幅將達到 7.7%。

圖1 HMS 2025工業通信協議市場份額報告

2、未來設備支持工業以太網通信無疑是一流行的趨勢，但是在實際設備研發過程中，我們還發現了另外一個需求，即工業網絡通信協議與普通以太網通信并存的需要。工業設備在現場部署與長期運行過程當中，不僅僅需要與PLC連接，完成必要的工業控制通信，同時還需要考慮設備現場的后臺調試、監控以及數據上傳等業務，尤其是現在的設備網絡化的趨勢加快，設備配套的監控調試軟件也逐漸由后臺網頁取代，接口更加統一化，同時受限于數據安全問題，工程師的辦公電腦安裝軟件變得愈發困難。

圖2 設備以太網通信需求

3、工業以太網與標準工業以太網在物理層與數據鏈路層是相同的(EtherCAT除外)，即使是EtherCAT協議也提供了EoE子協議，用于EtherCAT設備兼容普通以太網通信協議。部分廠商在之前可能就采用的普通以太網為自家的設備開發了自定義工業通信協議，用于設備通信，在工業通信協議飛速普及的今天，由于自動化現場對工業通信協議的需求，推動了工業通信協議一定程度上取代自定義的協議，但是設備本身可能需要保留如后臺網頁、數據采集監控等功能，因此，廠家除了需要實現工業以太網通信接口外，還需另外開發一個以太網接口，一方面提高設備控制器的PCB BOM成本，另一方面，如果保留原有接口，這意味一臺設備在現場需要拉結至少兩條網線，一條用于工業以太網通信，一條則用于普通以太網通信。也增加了現場網絡布線的復雜性與布線成本。

4、Anybus CompactCom 40以太網模塊本身提供了豐富的以太網功能，包括后臺網頁以及網頁對應的JSON開發接口，用戶可根據實際需要根據JSON接口自行開發網頁界面。

同時Anybus CompactCom 40的驅動程序中提供了TCP/IP數據轉發的API接口，用戶通過SPI通道將數據傳輸至模塊，由模塊將數據封裝成TCP/IP協議棧數據轉發，這極大方便了工程師擴展設備的以太網通信功能，完全可以滿足技術復雜度不高的以太網應用場景。

如果設備原先已有成熟的后臺網頁基于以太網報文私有協議等軟件組件，在設備升級工業通信協議時不想二次開發，那么基于Anybus CompactCom 40 Ethernet RMII接口的應用移植則是一個更優的解決路徑。

2、Anybus CompactCom 40如何同時支持工業&通用以太網？

1、Anybus CompactCom 40 Ethernet模塊在應用側，即與MCU連接的部分，預留了RMII接口，用于主控CPU的以太網MAC控制器連接，用于實現普通以太網，Anybus CompactCom 40本身內部集成了工業以太網通信協議棧，且通過SPI或UART接口與MCU交互與PLC之間的工業通信數據，在網絡側，標準工業以太網與Anybus CompactCom 40的內部的工業通信以太網共享同一個RJ45/光纖接口。現線布線僅需要一根網線，降低了布線成本。

圖4 MCU與Anybus CompactCom 40硬件連接示意

2、這與在Anybus CompactCom 40在驅動側通過預留API接口TCP/IP數據轉發不同，基于Anybus CompactCom 40 Ethernet RMII接口實現的普通以太網的通信，保留了設備從MAC數據鏈路層到應用層的所有層級通信協議的開發能力，理論上通過軟件移植，各類私有協議、TCP/IP協議棧、加密傳輸、后臺網頁等功能都可以進行移植，因此對于設備原有的以太網應用層軟件基本可以做到無縫銜接，避免了二次開發的冗余工作。

圖5 OSI七層模型

3、STM32F407ZGT6芯片集成符合802.3規范的以太網MAC控制器，基于此芯片平臺連接該芯片與Anybus ComapctCom 40的RMII接口，進行以太網通信的測試，通過定義一個EtherType為0x88b5、Data payload為“HELLO HMS”，廣播發送私有以太網協議報文。通過Wireshark，可以很輕松的抓取到該報文如下圖，并將其解析出來，這個測試本身不太涉及應用層軟件的修改，基于STM32現有的以太網軟件例程在PHY適配部分進行簡單修改，即可達到測試的目的，這清楚的向我們展示了STM32非工業以太網協議與Anybus ComapctCom 40工業以太網通信協議并駕齊驅的可行性，為設備以太網功能集成、高效部署的需求提供了開發基礎。

圖6 Wireshark抓包

總結：

在工業設備在IT與OT通信融合并存的需求增長的背景下，Anybus ComapctCom 40的RMI功能可以將二者很好的結合，從降低成本，減少設備接口的復雜性，減少網絡線纜部署，可以看出，Anybus ComapctCom 40是一個不錯的優選方案。

HMS公司Anybus品牌旗下的 CompactCom 40嵌入式模塊，同時支持多種工業通信協議，該系列模塊僅需一次開發，一個平臺就可以同時支持PROFINET、EtherCAT、EtherNet/IP、DeviceNet、CC-Link、PROFIBUS、Modbus等多種協議。

模塊提供UART/SPI/PCIE接口（任選其一），接入設備的主控制器CPU/MCU，主控制器通過SPI/UART/ PCIE 接口的與模塊交換數據，開發者不需要關心工業通信協議本身如何實現，基于免費提供的工程板樣品，最快一到兩天就可以實現方案驗證，感興趣就快速與我們聯系吧！