基于嵌入式技术的CANEthernet互联网关的设计与实现

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1、分类号——UDC密级金亚学校代码!Q塑2武属理歹大薯学位论文题El基主邀△氢垫盔鲍￡笪虹曼鱼曼堡皇!至鐾圈苤鲍遮盐鱼塞熟英文TheDesignandImplementationofGatewaybetween题目￡△丛旦坠墨堑鱼基鱼曼堕煎旦垒墨曼亟Q塾基蛩也曼亟亟曼亟墅殳h塾Q!QgY指导教师姓名堂盘丝职称耋咝学位亟±申请学位级别亟±论文提交日期2Q!三生垒月论文答辩日期2Q!三生§旦学位授予单位峦垫垄墨盘堂学位授予日期答辩委员会主席盔盍塞评阅人盔盍塞2013年5月独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以

2、标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：毖短疋』日期：醴堕车笸卓i宣学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据

3、库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生(签名)：脚导师(签名)：垭日期：冽立争啤7膏摘要随着计算机技术、通信技术以及嵌入式技术的飞速发展，实现现场底层监测设备与以太网(Ethemet)的无缝连接，完成管理信息网络与现场测控网络的信息共享，成为当今工业发展越来越迫切的需求。然而，目前的许多现场监测设备都是基于如LonWorks、DeviceNet、CAN．Bus等通信接口来组成轻量级网络，而企业的上层管理网络则是基于以太网和TCP／IP协议的管理信息网络，两者无法直接通信。本论文就是在这一应用背景下，致力于解决CAN总线和

4、以太网两种异构网络之间的数据不能共享这一问题。本文在深入地研究了CAN协议、TCP／IP协议以及LwlP协议栈的特点及实现原理的基础上，以STM32F107VCT6微处理器为硬件平台，I_tC／OS．II为软件平台，开发了一种高效节能的嵌入式CAN．Ethemet互联网关，并允许在远程控制室对现场设备进行访问，实现对现场控制系统的远程监控与实时管理。论文首先介绍了嵌入式网关系统以及CAN和以太网总线协议的基本知识；然后详细讨论了系统的硬件电路设计、CAN与以太网功能模块电路的调试；接着概述了I．tC／OS．II操作系统的特点及其内核工作机制，阐述了I-tC／OS．II在S

5、TM32F107VCT6上的移植以及LwIP协议栈在I-tC／OS．II系统上的移植过程，并进行了系统驱动程序的设计以及串口通信的实现，另外设计了上位机监测软件，实现以太网服务器对CAN现场总线系统的实时监控；最后给出了针对该嵌入式网关系统的配置文件设计和实验室环境下的调试结果。将本文所设计的CAN．Ethemet协议转换互联网关应用到搭建的开发平台中，通过串口通信模块来采集数据，同时，利用上位机测试软件来显示其通讯情况，物理仿真结果表明，该互联网关性能基本满足预定要求，能实现CAN总线和以太网两种异构网络之间协议转换的功能。关键词：嵌入式网关，CAN总线，Ethemet

6、，I．tC／OS-II，LwIP协议栈AbstractWiththerapiddevelopmentofcomputertechnology,communicationstechnologyandembeddedtechnology，thereisallincreasingneedtoimplementseamlessconnectionoftheplantfloormonitoringequipmentsandEthemet，thencompletinginformationsharingbetweentheManagementInformationNetworkand

7、theSitemonitoringandcontrolnetworkonnowadays’industrialdevelopment．However,alotofthecurrenton-sitemonitoringdevicesarebasedonLonWorks，DeviceNet，CAN—BUScommunicationinterfacetoformlightweightnetworks，andtheuppermanagementnetworkofenterpriseisbasedonEthemetandTCP／IPto