无线传感网与实时以太网之间网关的设计与实现

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1、中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文作者姓名：魏垩鹏指导教师：整里逃硒塞虽主垦整堂睦选匿盐簋垂逝塞压型笾盛婴塞虽史垦歪瞠隧田让簋坳逝学位类别：王程亟±学科专业：让箕燃研究所：生国型堂隍远匿盐簋垫抠宜匮2013年3月㈣㈣㈣㈣lY2381293．TheDesignandImplementationofaGatewaybetweenthe—W．．．．．i．r．．e．．1．e．．s．．s．．．．S．．e．．．n．．s．．o．．r．．．N．．．．e．．t．w．．．．o

2、．．r．．k．．．．a．．n．．．d．．．．t．h—．．e—．．R．——e—．．a——l—-—t——i—m————e———E—the—rne．tBy-WeiYapengADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofComputerTechnologyShenyangInstituteofComputingTechnology,Chi

3、neseAcademyofSciencesMarch，2013独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国科学院大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。签名：魏亚鸱签名：堡堡兰望日期：型三：三：!f关于学位论文使用授权的说明本人完全了解中国

4、科学院大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件：②学校可以采甩影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文：③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以公布学位论文的全部或部分内容。(涉密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名：燧剥躲妻些壹!l垫日期；堙、弓，II摘要以太网具有开放性好、软硬件资源广泛支持等优点。随着将以太网技术应用于工业环境中而出现的一系列问题的解决，它成为了工业通信领域最具有应用前景的技术。目前，国内外有众多单位研究工业以太网，它在工业通信领域形

5、成了广泛应用、快速推广的局面。传统上，工业自动化系统通过有线介质来通信。然而，有线的自动化系统需要安装昂贵的通信电缆和定期维护，并且在危险性高、环境恶劣、条件苛刻的一些工业制造现场，存在布线不方便的问题。因此，通过无线技术来实现对工业系统的优化管理、优化通信链路、拓展工业以太网的通信范围，具有迫切的需求。随着无线传感网技术的发展，实现低成本的嵌入式工业自动化测控系统已经变的可行。实时以太网技术是目前工业通信领域研究的热点，EthcrCAT是最具代表性的工业以太网解决方案。无线传感网ZigBee技术可以带来传输通道部署和

6、规划上的便利，可以减少大量布线施工的代价与困扰。开发连接EtherCAT和ZigBee的网关可以拓展工业通信网络的范围，实现对工业制造现场的环境变化的感知。在对两种协议深入研究的基础上，提出了ZigBee接入EtherCAT的网关实现方案，设计了EtherCAT和ZigBee的网关通信模型，设计了网关的硬件结构和协议栈结构，采用ARMCortex-AS和CC2530设计并实现了连接EtherCAT与ZigBee的网关，设计并实现了双层双向的缓冲队列，开发了协议转换模块、串口数据收发模块等应用程序。经过测试表明，该网关实

7、现了EtherCAT网络与ZigBee网络之间的协议转换，能够满足实时采集现场数据的需要。【关键词】网关EtherCATZigBeeARMCC2530无线传感网与实时以太网之间网关的设计与实现ABSTRACTEthernethastheadvantagesofgoodopenness，broadsupportforhardwareandsoRwarereSOlirees．WithaseriesofproblermwassolvedwhentheEthernettechnologywasappliedtoindustri

8、alenvironments，ithasbecomethemostpromisingtechnologyoftheindustrialcommunicationfield．Atpresent,manyunitsareresearchingInduslrhlEthemet．Ithasbeenwidetyusedinthefieldo