基于工業(yè)Ethernet的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、嵌入式智能維護(hù)系統(tǒng)是融網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、嵌入式計算機(jī)技術(shù)和自動化技術(shù)為一體,能嵌入和集成在被監(jiān)測對象中的嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)測、診斷、維護(hù)和控制裝置.該文以基于工業(yè)Ethernet的嵌入式智能維護(hù)系統(tǒng)為研究對象,設(shè)計出一套結(jié)合了16位單片機(jī)SPCE061A和以太網(wǎng)控制芯片RTL8019as,以及實(shí)時嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的嵌入式智能維護(hù)系統(tǒng),應(yīng)用于液壓電液位置伺服控制系統(tǒng)中,并通過工業(yè)Ethernet連入Internet/Intranet(企

2、業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng))實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程主機(jī)PC的控制通信.該文的主要研究內(nèi)容如下:1.論文分析了目前基于工業(yè)Ethernet的嵌入式智能維護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用研究發(fā)展現(xiàn)狀,根據(jù)具體研究對象的要求,確定出整體設(shè)計方案,提出了嵌入式系統(tǒng)的硬件環(huán)境的組成和操作系統(tǒng)的選擇,開發(fā)出一套用于電液位置伺服系統(tǒng)監(jiān)控的嵌入式智能維護(hù)系統(tǒng).2.在對系統(tǒng)選用嵌入式處理器SPCE061A進(jìn)行分析后,選擇了一種具有實(shí)時多任務(wù)占先式特點(diǎn)的嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ,并完成了μC/OS-Ⅱ

3、的移植任務(wù).對16位單片機(jī)SPCE061A和以太網(wǎng)控制芯片RTL8019as的硬件結(jié)構(gòu)和控制方式進(jìn)行研究,完成了兩者的連接電路的設(shè)計和制板,并完成了硬件的初始化控制程序的編寫.3.根據(jù)具體的應(yīng)用需要得出了嵌入式系統(tǒng)連入工業(yè)Ethernet所必須完成的TCP/IP協(xié)議的子集,并在此基礎(chǔ)上,在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了所需的軟件協(xié)議,從而實(shí)現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)和工業(yè)Ethernet的通信連接.同時,對于單片機(jī)和PC之間的通信控制協(xié)議進(jìn)行研究,提出一套適合

4、于應(yīng)用的通信控制協(xié)議完成單片機(jī)和PC機(jī)之間的信息交互,實(shí)現(xiàn)了對液壓設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控.4.分析比較了工業(yè)Ethernet相對于現(xiàn)場總線FCS在實(shí)時工業(yè)控制系統(tǒng)中的優(yōu)勢和不足之處,并針對其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、實(shí)時控制、確定性等問題提出了改進(jìn)措施,在此基礎(chǔ)上提出了將工業(yè)Ethernet和現(xiàn)場總線技術(shù)相融合的觀點(diǎn).5.對于常用的數(shù)字PID算法進(jìn)行分析,在嵌入式系統(tǒng)中完成了一種自適應(yīng)PID控制算法,實(shí)現(xiàn)了對電液位置伺服系統(tǒng)的智能控制.論文成功的完成了基于微處