綜合網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議轉(zhuǎn)換的研究和實(shí)現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)場總線在現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，作為一種全數(shù)字化的現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場總線具有可控性強(qiáng)、可靠性高、開放性好等優(yōu)點(diǎn)。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(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線。在實(shí)際應(yīng)用中常常需要在不同種類的總線間進(jìn)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(shè)備進(jìn)行操作和控制，因此如何實(shí)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(shí)現(xiàn)不同總線間的互操作，以及方便分布式控制應(yīng)

2、用的開發(fā)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了多總線互連網(wǎng)關(guān)。嵌入式互連網(wǎng)關(guān)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。通過對不同總線協(xié)議特點(diǎn)的分析，對網(wǎng)關(guān)的硬件環(huán)境和軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。嵌入式網(wǎng)關(guān)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(shí)現(xiàn)了對總線驅(qū)動和任務(wù)調(diào)度的管理，提高系統(tǒng)的實(shí)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(yīng)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(shí)現(xiàn)后臺監(jiān)控PC、工控機(jī)

3、與現(xiàn)場設(shè)備的組網(wǎng)。除CAN總線和R$232技術(shù)特點(diǎn)之外，本文詳細(xì)地探討了CAN總線和RS232總線協(xié)議轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)。文章分析了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，介紹了網(wǎng)關(guān)的體系結(jié)構(gòu)與功能分配，闡述網(wǎng)關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)方法與技術(shù)要點(diǎn)。論文的重點(diǎn)放在網(wǎng)關(guān)軟件設(shè)計(jì)部分，對于硬件部分僅簡要介紹了組成結(jié)構(gòu)和接口設(shè)置。對于網(wǎng)關(guān)軟件設(shè)計(jì)，文章首先闡述了軟件的設(shè)計(jì)目標(biāo)和框架；其次描述了總線通信接口實(shí)現(xiàn)以及CAN總線和R$232總線應(yīng)用層協(xié)議設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上對兩種總線協(xié)議轉(zhuǎn)換方

4、式方法進(jìn)行了設(shè)計(jì)；然后從VxWorks操作系統(tǒng)下I/O子系統(tǒng)和驅(qū)動程序的關(guān)系入手，分析了VxWorks操作系統(tǒng)中I/O系統(tǒng)調(diào)用到驅(qū)動程序的實(shí)現(xiàn)過程，介紹了基于VxWorks的CAN總線設(shè)備驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)方法，并對VxWorks下任務(wù)調(diào)度和通信作出解析。 在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬了網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用環(huán)境，對網(wǎng)關(guān)的接口和性能的可靠性和正確性進(jìn)行了測試，網(wǎng)關(guān)可較好實(shí)現(xiàn)CAN-R$232總線的通信和協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，為更為復(fù)雜環(huán)境下的總線協(xié)議轉(zhuǎn)換的研究和實(shí)