基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場總線通信接口研究.pdf

1、與其它現(xiàn)場總線相比，由于以太網(wǎng)技術(shù)具有開放性、結(jié)構(gòu)簡單、帶寬易于擴(kuò)展、兼容性能好和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，近年來在工業(yè)控制的高層已得到了廣泛的應(yīng)用。而把以太網(wǎng)技術(shù)用于工業(yè)控制的底層網(wǎng)絡(luò)，卻還沒有得到充分的研究。利用以太網(wǎng)技術(shù)作為現(xiàn)場總線，用于工業(yè)控制的底層網(wǎng)絡(luò)，既有利于現(xiàn)場總線的發(fā)展，又能有效地提高現(xiàn)場總線的傳輸速率和簡化現(xiàn)場總線的種類。 本論文首先簡單介紹了當(dāng)前現(xiàn)場總線的發(fā)展情況，在分析和比較各種現(xiàn)場總線技術(shù)的基礎(chǔ)上，指出了其存在的問

2、題，在參照國內(nèi)外關(guān)于用以太網(wǎng)技術(shù)作為現(xiàn)場總線研究的基礎(chǔ)上，提出了在以太網(wǎng)協(xié)議的應(yīng)用層對現(xiàn)場傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行規(guī)范的方法。該方法能提供報(bào)文服務(wù)和短幀信息結(jié)構(gòu)，滿足現(xiàn)場通信的實(shí)時(shí)性要求。接下來為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)方法，論文介紹了利用W78LE516B單片機(jī)和RTL8019AS網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)芯片開發(fā)的RS-232C轉(zhuǎn)以太網(wǎng)通信協(xié)議的嵌入式以太網(wǎng)通信模塊，利用該模塊可實(shí)現(xiàn)將現(xiàn)場設(shè)備的RS-232C通信轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)通信，也可以直接將該模塊嵌入單片機(jī)控制設(shè)備使用。然

3、后，論文對嵌入式以太網(wǎng)通信模塊的硬件電路設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)程序編寫作了詳細(xì)的介紹，并在不改變以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對TCP/IP協(xié)議作了精簡處理，以滿足現(xiàn)場通信的實(shí)時(shí)性和可靠性要求。最后論文分析了嵌入式TCP/IP協(xié)議的總體框架設(shè)計(jì)、幀的封裝過程及數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收流程。 在完成論文撰寫的過程中，本課題完成了對嵌入式以太網(wǎng)通信模塊的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了RS-232C通信協(xié)議和以太網(wǎng)通信協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換功能，并在利用C語言模塊化的