基于ARM和UCOS-Ⅱ的嵌入式CAN-以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的研究與實現(xiàn).pdf

1、計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展,引發(fā)了工業(yè)控制領(lǐng)域深刻的技術(shù)變革.CAN總線支持分布式控制和實時控制,但不適合遠(yuǎn)距離傳輸.工業(yè)以太網(wǎng)的確定性、實時性和本質(zhì)安全性已經(jīng)得到很大程度的提高,在工業(yè)控制領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用.本課題來源于安徽省"十五"二期科技攻關(guān)項目"礦井安全生產(chǎn)數(shù)字化控制平臺",整個平臺采用CAN總線+以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu).嵌入式CAN-以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)兩種異型網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵部分.因而,針對礦井生產(chǎn)環(huán)境和通信特點設(shè)計網(wǎng)關(guān)軟

2、、硬件具有一定的理論和實踐意義. 論文分析了嵌入式CAN-以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的功能;對網(wǎng)絡(luò)中的通信進(jìn)行分類,給出了劃分音、視頻信息和控制信息優(yōu)先級的方法;研究了隧道機制的原理,給出了網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換模型;制定了CAN總線和以太網(wǎng)的編址方案.分析了由.ARM微處理器運行機制決定的系統(tǒng)資源局限性,確定了網(wǎng)關(guān)軟件的設(shè)計思想.對UCOS-Ⅱ操作系統(tǒng)進(jìn)行了裁剪,完成LJCOS-Ⅱ在L,PC2194微處理器上的移植,設(shè)計了UCOS-Ⅱ任務(wù);采用LPC2

3、194的GPIO對RTL8019AS的ISA總線時序進(jìn)行了軟件模擬;設(shè)計并實現(xiàn)了CAN協(xié)議棧、嵌入式'TCP/IP協(xié)議棧、CAN-以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換程序和串口通信程序.采用VC++開發(fā)了嵌入式網(wǎng)關(guān)上位機測試程序.最后,將網(wǎng)關(guān)應(yīng)用于礦井機車運輸監(jiān)控系統(tǒng),通過實踐檢驗了網(wǎng)關(guān)的功能和性能. 論文設(shè)計的嵌入式CAN-以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是ARM、UCOS-Ⅱ、CAN總線和以太網(wǎng)等技術(shù)的綜合應(yīng)用,實現(xiàn)了CAN總線和以太網(wǎng)的無縫連接,有利于實現(xiàn)全礦井生產(chǎn)