探索基于modbus协议的嵌入式数据通信系统研究

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1、北京交通大学硕士学位论文基于Modbus协议的嵌入式数据通信系统研究姓名：潘长清申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：蒋大明20071201中文摘要摘要：计算机、网络、控制、通信等技术的发展，促进了DCS系统的发展。其中现场总线、以太网技术和嵌入式技术的影响尤为突出，促进DCS向着PC化、综合化、智能化、网络化、标准化、开放化的方向发展。在DCS系统，也叫新一代智能网络控制系统(NCS)中，控制器与现场设备之间引入了网络通信系统，它增强了控制器与各种现场设备的连接能力。本文的应用就是基于此背景。本论文对Mo

2、dbus协议规范、主流的嵌入式操作系统、嵌入式TCP／IP协议栈等进行了分析，并选择出合适的方案在基于ARM芯片的硬件平台上加以实现。本论文介绍了基于ARM的嵌入式微处理器LPC2214开发硬件平台，主要包括LPC2214主体电路设计、外部通信电路等部分。其中，主体电路包括电源电路、时钟电路、系统复位电路、系统存储器扩展电路，外部通信电路主要包括串口RS．485和RS．232通信电路、以太网通信电路和系统开发与调试(JTAG)电路。嵌入式系统的软件核心是嵌入式实时操作系统(RTOS)，文中作者以基于PHILIPS公司的微

3、处理LPC2214的硬件平台，对嵌入式实时操作系统／zC／OS．II的特点、移植条件、性能等方面进行应用研究，并且着重介绍了／zC／OS．II在LPC2214硬件体系下的移植。接着，作者对嵌入式TCP，IP办议栈和Modbus协议规范进行了分析，选用了一种开放源码的嵌入式TCP／IP协议栈移植到ⅣC／OS．n上，并且实现了Modbus串行链路协议栈和Modbus／TCP协议，对移植后的嵌入式TCP，IP协议栈和Modbus协议栈进行了系统、细致的论述。最后，对实现的嵌入式TCP／IP协议栈和Modbus协议栈进行了实验室

4、组网测试，并指出有待改正和继续探讨的问题。关键词：DCS；通信系统；协议；ⅣC／OS．II；嵌入式TCP／IP,Modbus分类号；283．1ABSTRACT：Distributedcontrolsystem··DCSforshort··isgreatlypmmotedbythedevelopmentofmoderntechnologyofcomputer,networLcontrolandcommunications．Amongthem，technologyoffieldbns,Ethernetnetworkandem

5、beddedsystemcontributesmost．Asaconsequence，theDCSisbecommgacomputerized，network，standard,open，intelligentandcomprehensivesystem．ForaDCS，ornamednewNetworkControlSystem(Ncs)，Communicationssystemiscrucialtothesystem，whichmakesthecontrollermoreflexibletoconnectallkin

6、dsoffielddevice．Thisistheapplicationbackgroundofthethesis．ThepaperhasbeenanalysedModbnsprotocol，embeddedoperatingsystem，embeddedTCP／IP,andchosenthesuitablefittingcasetorealizeontheplatformofhardwarebasedonARMchip．ThepaperintroducethehardwareplatformbasedonLPC2214

7、,whichismicroprocessorbasedonARM．Thehardwareplatformincludesprinciplepartyofcircuiti．epowersupply,systemreset,dock,extemedmemory,andcommunicationcontrol，suchassystemdebu90TAG)，RS232／RS485interface．WhilethekeyofembeddedsystemsoftwareisembeddedRealTimeOperationSyst

8、em(RTOS)．ThewriterpretendtoresearchandanalysishowtoturnthedevelopingofRTOSonplatformusedLPC2214askernelintorealization，andemphasizedongC／OS—IIandconfigurationo