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文檔簡介
1、過程氣體分析儀主要用于工業(yè)過程中氣體濃度或成分的在線實(shí)時(shí)分析。傳統(tǒng)的過程氣體分析儀一般使用串口進(jìn)行通信,這種方式在數(shù)據(jù)傳輸距離上有一定限制。隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,儀表與網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系越來越緊密,儀表發(fā)展迎來了前所未有的空間和機(jī)遇。過程氣體分析儀網(wǎng)絡(luò)化可以實(shí)現(xiàn)儀表狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)廣域共享,有效提高測量效率,通過網(wǎng)絡(luò)可以隨時(shí)隨地監(jiān)控工業(yè)過程。
目前,儀表的網(wǎng)絡(luò)化一般都采用IPv4網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,但I(xiàn)Pv4地址已經(jīng)嚴(yán)重匱乏,不能夠
2、滿足日益增長的終端設(shè)備對IP地址的需求。由于IPv6協(xié)議提供幾乎無限的地址分配空間,能夠很好地解決了終端設(shè)備的尋址問題,因而儀表采用IPv6協(xié)議作為基本的通信協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化是必然趨勢。研究過程氣體分析儀的IPv6網(wǎng)絡(luò)化具有重大的實(shí)用意義和研究價(jià)值。本文以激光在線氣體分析儀為應(yīng)用背景,設(shè)計(jì)了“IPv6網(wǎng)絡(luò)接口控制器”,實(shí)現(xiàn)儀表原有串口數(shù)據(jù)與IPv6數(shù)據(jù)包的相互轉(zhuǎn)化,在儀表最小幅度改動(dòng)的原則下,完成了儀表的IPv6網(wǎng)絡(luò)化通信。
論
3、文首先簡單介紹了激光在線氣體分析儀的測量原理、系統(tǒng)組成和目前通信方式,然后對IPv6協(xié)議簇進(jìn)行了詳細(xì)介紹,包括IPv6、ICMPv6、鄰居發(fā)現(xiàn)、UDP和TCP協(xié)議,分析了這些協(xié)議的原理、功能以及報(bào)頭結(jié)構(gòu)。
其次根據(jù)目前過程氣體分析儀表廣泛使用的通信基本為RS-232、RS-485等串口通信,提出一種使用IPv6網(wǎng)絡(luò)接口控制器,實(shí)現(xiàn)儀表現(xiàn)有串口轉(zhuǎn)IPv6網(wǎng)絡(luò)接口的網(wǎng)絡(luò)化方案。
然后硬件電路設(shè)計(jì)部分主要對這一網(wǎng)絡(luò)接口控制
4、器各模塊進(jìn)行硬件選型及設(shè)計(jì),包括MCU、網(wǎng)絡(luò)控制芯片以及外部存儲(chǔ)單元電路。選取了ARM7內(nèi)核嵌入式處理器LPC2106作為主控制芯片,選用ENC28J60作為網(wǎng)絡(luò)控制芯片。
接著介紹了網(wǎng)絡(luò)接口控制器IPv6協(xié)議設(shè)計(jì)部分,它是論文的核心。針對嵌入式系統(tǒng)有限的資源,分析了協(xié)議棧的裁減以及協(xié)議棧的數(shù)據(jù)處理流程;探討了LwIP嵌入式協(xié)議棧的內(nèi)存管理、網(wǎng)絡(luò)接口管理;完成了網(wǎng)絡(luò)控制芯片底層驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì);并在LwIP協(xié)議?;A(chǔ)進(jìn)行了修改并增
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