工业以太网中的测控节点的设计

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1、工业以太网中的测控节点的设计摘要随着以太网速度的不断加快及其在实时性、可靠性方面的不断改善，工业以太网将在测控网络中扮演越来越重要的角色。在工业以太网中，测控节点无疑是非常重要的单元，它们完成现场实时数据采集和执行控制任务。本论文主要提出了基于嵌入式系统技术的测控节点的设计方案。本论文首先介绍了工业以太网和嵌入式系统，接着对TCP／IP协议进行了详细分析。测控节点的硬件设计主要与单片系统ADttC834和以太网控制器RTLS019AS有关，其中ADuc834是节点的核心，RTLS019AS实现网络通讯功能，此外文中还详细

2、说明了具有实时性的I／O通道和网络隔离接口的设计。在测控节点的软件设计方面，根据8位微处理器本身资源有限的特点，本文选用了极小型的TCP／IP协议栈uIP，通过对其进行移植和裁剪使它实现预定的功能，另外为了使系统运作更为实时有效，选用了嵌入式实时操作系统ttC／OS．II并将其移植到ADttC834上。本论文所设计的测控节点可以被开发成实际的产品并应用于分布式控制系统当中。该节点可以被嵌入到各个装置、设备、仪器和仪表中，使得它们能通过以太网交换信息。关键词：工业以太网，嵌入式系统，TCP／IP，单片系统，I／O隔离，tt

3、C／OS—II，ulPTheDesignofaMeasurementandControlNodeinlndustrialEthemetAbstractIndus仃ialEthem,etwillplayamoreandmoreimportentroleinmeasurementandcentrelnetworkedsystemwiththed“atcdspeedandimprovedrcliabilit、rt0supportrealtimeoperation．InallIndustrialEthernetthemeasur

4、ement／controlnodesaledoubtlesslytheveryimportantunitsperformingOil—sitereal-timedata-acquisition／controltasks．ThethesisputsitsfocusonthemethodofconstructingsuchanodehasedOilthetechniqueofembeddedsystem．FollowinganintroductionofIndustrialEthernetandembeddedsystem，

5、thethesisgivesadetailedanalysisofTCP／IPprotocols，T1】ehardwaredesignoftheM，CnodeismainlyconcernedwiththeusageofSOCADl-LC834thatisthekernelofthenode，andtheEthernetcontrollerRTL8019ASthatperformsnetworkcommunication．DesignoftheI，Ochannelswithreal．timeability,船wellas

6、theisolatednetworkinterface，arealSOdescribedindetail．Inthedesignofsoftware，uIPstackisadoptedandadaptedtomeetthe8·bitmicro-controller’slimitedresource．Inordertoimprovethesystem’Sreal-timeperformance，ttC／OS-IIoperatingsystemisused．nemeasurement／controlnodedesignedm

7、ightbedevelopedtorealproductandbeappliedtodistributedcontrolsystems，andalsobeembeddedintoequipments，devices，apparatusandinslnnnents，SOthatenablethemtoexchangeinformationviaEthemct．Keywords：IndustrialEthemet，embeddedsystem，TCP，珉systemonchip，I／Oisolation,pC／OS一11，u

8、IP插图清单图1．1工业以太网的体系结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2图1．2以太网数据帧结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2图1．3嵌入式系统组成⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6图1．4工业以太网控制系统总体框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。8图2．1TCP，口协议族分层结构