基于ARM的工業(yè)設(shè)備網(wǎng)關(guān)模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、CAN總線在工業(yè)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用已有幾十年的歷史,隨著工業(yè)環(huán)境日益復(fù)雜化及分布式控制技術(shù)的不斷發(fā)展,對現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)集總的要求愈加強(qiáng)烈。以太網(wǎng)作為目前應(yīng)用最廣泛的通用局域網(wǎng)協(xié)議,具有協(xié)議層次完整、數(shù)據(jù)傳輸率高和通信可靠性強(qiáng)等特點(diǎn),并且可以適應(yīng)不同的物理傳輸介質(zhì)。將以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制中,可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的分布化、智能化控制,實(shí)現(xiàn)企業(yè)從生產(chǎn)車間到管理層全面的信息集成與共享。CAN總線協(xié)議及以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)交互成為目前

2、研究的熱點(diǎn)問題,本文針對此應(yīng)用背景,深入地研究了工業(yè)設(shè)備與以太網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。
　　本文以CAN總線和以太網(wǎng)的通信協(xié)議為基礎(chǔ),選用ARM7內(nèi)核的LPC2294嵌入式控制器作為系統(tǒng)核心、μC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng)為開發(fā)平臺,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種工業(yè)設(shè)備與以太網(wǎng)互聯(lián)的網(wǎng)關(guān)模塊。
　　硬件電路中選用DM9000E作為以太網(wǎng)控制芯片、CTM8250T作為CAN收發(fā)器,并擴(kuò)展了外圍電源電路、存儲電路及時鐘電路等。在設(shè)計(jì)過程中,使用雙

3、路CAN總線及雙路以太網(wǎng)接口,增加了系統(tǒng)的可靠冗余。設(shè)計(jì)了各芯片的驅(qū)動程序,對μC/OS-II操作系統(tǒng)進(jìn)行了裁剪和移植,實(shí)現(xiàn)了TCP/IP協(xié)議棧。
　　應(yīng)用軟件方面,對傳統(tǒng)TCP/IP協(xié)議進(jìn)行了優(yōu)化,以滿足系統(tǒng)應(yīng)用需要;網(wǎng)關(guān)模塊實(shí)現(xiàn)了CAN數(shù)據(jù)與以太網(wǎng)的實(shí)時雙向傳輸功能,支持TCP/UDP、組播和廣播等多種傳輸方式,設(shè)計(jì)了網(wǎng)卡及CAN口的雙冗余切換,以增加系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。同時,通過編程實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)關(guān)模塊參數(shù)的在線設(shè)置、在線對時及狀態(tài)