煤礦井下多功能以太網(wǎng)節(jié)點的設計與實現(xiàn).pdf

1、我國煤礦安全生產(chǎn)形勢依然十分嚴峻,迫切需要開發(fā)煤礦重大危險源的在線監(jiān)測技術,以降低煤礦事故的發(fā)生。
　　煤礦井下監(jiān)測設備常常采用RS-485或CAN總線方式傳輸數(shù)據(jù),但這種傳輸方式不能滿足長距離傳輸?shù)囊?。大多?shù)礦井通過以太網(wǎng)將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛姹O(jiān)測站,由于以太網(wǎng)和井下監(jiān)測設備數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議不同,需要添加專用的協(xié)議轉換節(jié)點以實現(xiàn)協(xié)議轉換。目前,國內(nèi)使用的轉換節(jié)點存在功能單一的問題,也就是RS-485或CAN只能轉以太網(wǎng),因此需要研制

2、多功能轉換節(jié)點,實現(xiàn)多功能轉換。
　　本文以CAN、RS-485和TCP/IP協(xié)議為基礎,選用不同的硬件,完成了CAN總線和RS-485總線都能與以太網(wǎng)轉換的多功能電路設計;選用高性能8位Atmega128單片機與通用的以太網(wǎng)驅動芯片RTL8019AS,并移植了嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-II和LwIP協(xié)議棧,實現(xiàn)了以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)的功能;通過分析RS-485總線協(xié)議、傳輸數(shù)據(jù)的格式以及RS-485發(fā)送、接收過程中使用的函數(shù),編寫

3、出RS-485與以太網(wǎng)之間互相傳輸數(shù)據(jù)的程序,完成了RS-485與以太網(wǎng)之間的協(xié)議轉換;在分析CAN總線協(xié)議的基礎上,通過中斷處理把CAN報文處理成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式,分別從CAN報文對象、發(fā)送報文、接收報文和錯誤處理這四個方面進行設計,實現(xiàn)了CAN與以太網(wǎng)之間的協(xié)議轉換;實驗證明:該轉換節(jié)點能夠實現(xiàn)井下監(jiān)測設備和以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸。
　　本文利用多功能轉換節(jié)點將以太網(wǎng)和井下監(jiān)測設備使用的網(wǎng)絡統(tǒng)一起來,使原來基于普通總線的監(jiān)測系統(tǒng)無需進