基于嵌入式的以太网与现场总线协议网关的设计

《基于嵌入式的以太网与现场总线协议网关的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、太原理工大学硕士研究生学位论文基于嵌入式的以太网与现场总线协议网关的设计摘要随着嵌入式应用的迅猛发展，计算机技术、通信技术以及Intemet的广泛应用，引发了工业控制领域的深刻技术变革，控制系统结构网络化与控制系统体系开放化将是控制系统技术发展的趋势。CAN(ControlAreaNet)总线作为一种优秀的现场总线，在我国开始得到大面积的推广与应用。越来越多的工业设备采用CAN总线联网，组成分布式控制系统。以TCP／IP等协议为基础的Intemet除了在通用计算’机(PC机)上得到普及外，开始进入工业设备领域。设备接入Intemet将大’大提高控制系统的分布式特性。由此引出了CAN总线网

2、络与Intemet网络互联的课题。本文研究了基于I_tC／0S．II设计的以太网和CAN总线之间的协议转换网关。实现了以太网和CAN总线的实时互联，允许授权上层用户在Imemet任意一点访问生产层，并实现对生产层设备的监控。本文正是基于这种I．tC／OS．II+TCP／IP+CAN的解决方案，以IxC／OS—II为软件平台，ARM为硬件模拟平台，开发了一种嵌入式的网关协议转换。器。本文涉及CAN总线技术、TCP／IP技术、嵌入式系统等多方面技术，并主要针对嵌入式系统的特点着重介绍整个系统的设计思路、需要考虑i{的问题、整个硬件电路的设计原理以及软件部分的设计原理。本文第一章对嵌入式网关研

3、究课题的背景、发展及现状进行了阐述，太原理工大学硕士研究生学位论文进而提出了嵌入式网关研究课题的意义；第二章介绍了本文所涉及的嵌入式系统、嵌入式操作系统、现场总线、以太网等相关技术背景，并对网关的主要硬件电路设计：第三章对嵌入式网关的硬／软件方案论证并选型；第四章设计了嵌入式网关的主要硬件电路，即相关接口电路关键芯片的选型；第五章对嵌入式网关的软件程序模块作了较为详尽的设计，如嵌入式操作系统I．tC／OS．II在LPC2294上的移植，嵌入式TCP／IP协议栈的裁剪，CAN控制器的驱动程序，TCP／IP与CAN协议转换服务程序。本文基本完成了嵌入式TCP／IP．CAN网关设计，实现了以太

4、网与现场总线两种不同网络的互联。关键词：嵌入式，以太网，laC／OS．II，TCP／IP，CAN总线II太原理工大学硕士研究生学位论文THEDESIGNOFT腿GATEⅥ，AYBETWEENINTERNETANDCAN—BUSBASINGONEM[BEDDEDSYSTEMABSTRACTWiththeswiRandviolentdevelopmentofembeddedapplication，thecomputertechnology,thecommunicationaswellastheIntemetwidespreadapplication，inducedtheindustrycon

5、troldomainprofoundtechnologyreform，thestructurenettingandsystemopeningofthecontrolsystemwillbedevelopmenttendencyofthecontrolsystemtechnological．CAN(ControlAreaNeOisonekindofoutstandingfieldbus，foundinawiderangeofapplicationinourcountry．ThemoreandmoreindustrialequipmentsareusingtheCANbus，composed

6、thedistributionalcontrolsystem．TheInternetbasedonTCP／IPprotocolispopularbesidesinthegeneral-purposecalculator(PC)，startingtoentertheindustrialequipmentdomain．TheequipmentwithIntemetwillgreatlyenhancethecontrolsystemdistributionalcharacteristic．Now,webroughtforwordthetopicabouttheinterlinkagebetwe

7、enCANbusandInternet．ThisarticlehasstudiedtheprotocolgatewaybetweenCANbusandEthemetbasedonI_tC／OS-IIoperatingsystem．Itrealizedreal—timeinterconnectionbetweentheEthemetandtheCANbus，permittedeveryauthorizationupperuseronI