文档介绍：南昌大学
硕士学位论文
基于ARM平台的嵌入式网络控制器的设计与实现
姓名:丁雷
申请学位级别:硕士
专业:计算机软件与理论
指导教师:陶俊才
20070520
摘要随着计算机技术、通信技术、集成电路技术和控制技术的发展,传统的工业控制领域正经历着一场前所未有的变革,开始向网络化方向发展。本文即从未来工业控制网络发展的需要出发,设计并实现了以⒋砥魑:诵的嵌入式网络控制器。本文以晃⒋砦:诵模杓撇⑹迪至司哂路以太网接口、接口、稶接口、稲串口、鯟总线扩展卡、鯮扩展卡、鯮扩展卡使用、稟/路疉、路⒁桓×下允敬ッ恋墓δ芮看蟮那度胧酵缈刂破鳌并在此基础上,结合嵌入式操作系统建立了一个嵌入式软件开发在深入研究和分析榈幕∩希迪至嘶赪嵌入式檎唬蟠筇岣吡饲度胧酵缈刂破髟谙殖∽芟呱系耐ㄐ和控制能力,为新型的网络控制算法研究提供了实验平台。在探讨了疘协议的基础上研究了基于的嵌入式疘檎唬莆樟平台的网络通信编程,使控制器能够通过以太网接到在完成嵌入式网络控制器硬件与软件设计的基础上,将控制器应用到了网络化的嵌入式数控系统的中央数控单元中,实现数控系统等数控设备小型化、网络化和集成化的需要。并以此为基础,结合计算机控制实验室建设,构建了三层畔⒉恪⒖刂撇愫蜕璞覆工业网络实验平台,实现了实验室设备真正的网络互连,为网络控制研究提供了一个高性能的平台。关键词:嵌入式网络控制器;嵌入式疘椋籆协议;嵌入式数控系统;三层工业网络稶平台。的或稀
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导师签名制疤蔗芸年舌月猡日学位论文作者签名中:签字日期:≯唧签字日期:月万日学位论文独创性声明学位论文版权使用授权书年多月汐日含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得南昌太学或其他南昌大学查阅和借阅。本人授权南昌文学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文作者完全了解有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ学位论文作者签名中:学位论文作者毕业后去向工作单位:通讯地址:签字日期:电话邮编
第一章绪论课题的研究背景迅速发展及相互渗透和结合,在工业控制领域出现了一种新兴的控制技术——是工业控制领域催生的,它自出现就带着工业控制领域的特征——本质安全以随着计算机技术、通信技术、集成电路技术、控制技术及智能传感技术的现场总线。现场总线技术的出现带来了工业控制领域的第三次革命,即现场总线系统将传感器测量、补偿计算、数据处理和控制分散到现场设备,实现了控制分散化和智能化。现场总线是对集散控制系统睦┱梗黄屏薉相对封闭的限制,将测控任务分散到现场设备中,上位机只负责监控以及一些复杂的优化和先进控制的功能。目前应用比较广泛的现场总线协议有:、和等。但现有的各类现场总线标准互不通用,给各个厂商设备的一致性和互操作性造成了很大的障碍】。同时自动化领域对自动控制系统化的需求,使得现场总线与工厂信息系统纵向连接的呼声越来越高。根据工厂管理、生产过程及功能需求,简化的体系结构可分为悖垂こЪ叮导浼逗拖殖〖丁F笠迪衷诜⒄沟姆较蚴翘供一个一体化的解决方案,把三部分集成到一起进行综合应用。可现场总线是为了实现璞傅幕チ鱿值模谙殖∽芟呱洗涞氖萘炕故潜冉闲这样,人们在继续发展现场总线的同时,逐渐把目光转向了以太网和疘椤5鼻暗淖龇ㄊ窍Mひ悼刂粕璞改芄恢С諸/以及其他协议,从而能够通过用户熟悉的浏览器查看设备状态、设置设备参数、或者各设备采集到的数据通过网络传送到騏疞服务器上的数据库中进行管理。目前,支持疘榈墓ひ狄蕴到了工业领域的信息层,既然现场总线有非开放性的局限,而且面临着与企业信息层的直接整合,那么开发基于以太网的现场总线产品就能解决这个问题。但是,从实际的应用来讲,以太网完全取代现场总线也是不可能的。现场总线及极强的抗电磁干扰特性,以太网设备还不具备这些特征。从通信的角度看,的。第滦髀
现场总线交换的都是数据量有限的信息,这也给它带来了实时性好的优势,恰恰以太网的短处就是实时性。可见,两者只有结合才能发展。国际上各个厂商正尝试将信息网络中的以太网技术和现场总线网络相结合。例如北美最大的自动化供货商罗克韦尔自动化公司推出了世界领先的工业网络平台方案,即三层网络结构:以太网⒖刂仆蜕璞竿。以太网属于国际标准,现已广泛应用程序维护、向蚆系统传递工厂数据、监控、连接人机界面、记录事件和报警。以太