本发明公开了一种基于软件与硬件协议栈的网络协议转换器及协议转换方法。该网络协议转换器包括微处理器、上端接口拓展电路、下端接口拓展电路、存储器和电源电路。方法为：上位机发送TCP/IP协议至微处理器，判断数据是否符合通信协议，若不符合则请求上位机重新发送数据，若符合则保存至存储器并重新编码，发送给下位机；下位机接收到自由协议后进行检验，并采集自由协议响应数据，反馈至微处理器；微处理器判断数据是否符合协议规格，若否则请求上位机重新发送数据，若是则进行协议转换并发送给上位机。本发明能够实现自由协议与Modbus RTU协议、TCP/IP协议之间的相互转换，满足现场级控制和远程控制的需求，具有良好的通用性和适用性。