基于ARM和UCOS-Ⅱ的嵌入式CAN-以太網網關的研究與實現.pdf

1、計算機和網絡技術的迅猛發(fā)展,引發(fā)了工業(yè)控制領域深刻的技術變革.CAN總線支持分布式控制和實時控制,但不適合遠距離傳輸.工業(yè)以太網的確定性、實時性和本質安全性已經得到很大程度的提高,在工業(yè)控制領域得到日益廣泛的應用.本課題來源于安徽省"十五"二期科技攻關項目"礦井安全生產數字化控制平臺",整個平臺采用CAN總線+以太網的網絡架構.嵌入式CAN-以太網網關實現兩種異型網絡互聯(lián),是整個系統(tǒng)的關鍵部分.因而,針對礦井生產環(huán)境和通信特點設計網關軟

2、、硬件具有一定的理論和實踐意義. 論文分析了嵌入式CAN-以太網網關的功能;對網絡中的通信進行分類,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,給出了網關協(xié)議轉換模型;制定了CAN總線和以太網的編址方案.分析了由.ARM微處理器運行機制決定的系統(tǒng)資源局限性,確定了網關軟件的設計思想.對UCOS-Ⅱ操作系統(tǒng)進行了裁剪,完成LJCOS-Ⅱ在L,PC2194微處理器上的移植,設計了UCOS-Ⅱ任務;采用LPC2

3、194的GPIO對RTL8019AS的ISA總線時序進行了軟件模擬;設計并實現了CAN協(xié)議棧、嵌入式'TCP/IP協(xié)議棧、CAN-以太網協(xié)議轉換程序和串口通信程序.采用VC++開發(fā)了嵌入式網關上位機測試程序.最后,將網關應用于礦井機車運輸監(jiān)控系統(tǒng),通過實踐檢驗了網關的功能和性能. 論文設計的嵌入式CAN-以太網網關是ARM、UCOS-Ⅱ、CAN總線和以太網等技術的綜合應用,實現了CAN總線和以太網的無縫連接,有利于實現全礦井生產