綜合網(wǎng)絡多協(xié)議轉換的研究和實現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)場總線在現(xiàn)代工業(yè)控制領域有著廣泛的應用，作為一種全數(shù)字化的現(xiàn)場通信網(wǎng)絡，現(xiàn)場總線具有可控性強、可靠性高、開放性好等優(yōu)點。然而，在工業(yè)控制現(xiàn)場，不同時期和不同的環(huán)境下安裝著支持不同標準的現(xiàn)場總線。在實際應用中常常需要在不同種類的總線間進行數(shù)據(jù)通信以及用戶需要對不同種類的現(xiàn)場總線設備進行操作和控制，因此如何實現(xiàn)不同種類總線間的互操作以及向用戶提供統(tǒng)一的訪問接口就成為一個迫切的需要。 為了實現(xiàn)不同總線間的互操作，以及方便分布式控制應

2、用的開發(fā)，設計和實現(xiàn)了多總線互連網(wǎng)關。嵌入式互連網(wǎng)關是系統(tǒng)設計的核心。通過對不同總線協(xié)議特點的分析，對網(wǎng)關的硬件環(huán)境和軟件設計進行了研究。嵌入式網(wǎng)關以SAMSUYNG$3C2440這款芯片為硬件系統(tǒng)核心，并利用嵌入式操作系統(tǒng)VxWorks實現(xiàn)了對總線驅動和任務調度的管理，提高系統(tǒng)的實時性能和移植性。 在現(xiàn)場總線方面，本文選擇了在現(xiàn)場環(huán)境中應用廣泛的CAN總線作為底層現(xiàn)場總線，采用R$232總線和CAN總線實現(xiàn)后臺監(jiān)控PC、工控機

3、與現(xiàn)場設備的組網(wǎng)。除CAN總線和R$232技術特點之外，本文詳細地探討了CAN總線和RS232總線協(xié)議轉換的實現(xiàn)。文章分析了系統(tǒng)的設計思想，介紹了網(wǎng)關的體系結構與功能分配，闡述網(wǎng)關功能的實現(xiàn)方法與技術要點。論文的重點放在網(wǎng)關軟件設計部分，對于硬件部分僅簡要介紹了組成結構和接口設置。對于網(wǎng)關軟件設計，文章首先闡述了軟件的設計目標和框架；其次描述了總線通信接口實現(xiàn)以及CAN總線和R$232總線應用層協(xié)議設計，并在此基礎上對兩種總線協(xié)議轉換方

4、式方法進行了設計；然后從VxWorks操作系統(tǒng)下I/O子系統(tǒng)和驅動程序的關系入手，分析了VxWorks操作系統(tǒng)中I/O系統(tǒng)調用到驅動程序的實現(xiàn)過程，介紹了基于VxWorks的CAN總線設備驅動程序實現(xiàn)方法，并對VxWorks下任務調度和通信作出解析。 在實驗室條件下模擬了網(wǎng)關的應用環(huán)境，對網(wǎng)關的接口和性能的可靠性和正確性進行了測試，網(wǎng)關可較好實現(xiàn)CAN-R$232總線的通信和協(xié)議轉換功能，為更為復雜環(huán)境下的總線協(xié)議轉換的研究和實