文档介绍：南昌大学
硕士学位论文
基于ARM920T嵌入式网络控制器的设计与实现
姓名:章蔚中
申请学位级别:硕士
专业:电子与通信工程
指导教师:万国金;戴军
20091226
摘要随着计算机技术的发展,尤其是嵌入式技术的突飞猛进,网络控制器领域的智能化也取得了很大进步。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:诵牡那度胧酵缈刂破鳌该控制器采用嵌入式技术,使用高性能的工业级芄刮⒋砥,嵌入式弑敢蕴拖殖∽芟咄缃涌谀?椋饨覫/展模块、允竞痛ッ粒赏ü押玫娜嘶换ソ缑妫虻シ奖愕厥迪侄现场设备的控制。本文研究了嵌入式控制器的软件开发技术,针对工业控制需求特点,完整实现了适合应用的以嵌入式:诵牡南低橙砑教ǎ薆程序加载、内核的移植、驱动程序的开发等。同时,论文介绍了与课题相关的一些基础知识,包括:嵌入式系统和嵌入式软件、以太网、疘樽搴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『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:;疘椋籆协议椤
,,,琱琧,,,篹,琓/琻,,..,·疧.,,,.篍:疘;;
粼一⋯瑚御学位论文作一中促椤冢何年,瑚咖签字同期:力伽辏拢ヒ签字日期:≯矿妒厂年学位论文版权使用授权书学位论文独创性声明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大学或其他南昌大学查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关嗳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通讯地址:学位论文作者毕业后去向:工作单位:导师签名中:电话:邮编:日
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——就带着工业控制领域的特征——本质安全以及极强的抗电磁干扰特性,以太网随着计算机技术、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。总体说来,自动化系统与设备将朝着现场总线体系结构的方向前进,这一发展趋势是肯定的。既然是总线,就要向着趋于开放统一的方向发展,成为大家都遵守的标准规范,但由于这一技术所涉及的应用领域十分广泛,几乎覆盖了所有连续、离散工业领域,如过程自动化、制造加工自动化、楼宇自动化、家庭自动化等,一个现场总线体系下可能不只容纳单一的标准。目前应用比较广泛的现场总线协议有:蚅取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ㄓ霉芾硇畔⒎体系结构可分为悖垂こЪ叮导浼逗拖殖〖丁F笠迪衷诜⒄沟姆较蚴翘峁┮桓鲆惶寤解决方案,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设备的互连而出现的,在现场总线上传输的数据量还是比较小的。随着互联网技术的发展与普及推广,际跻驳玫搅搜杆俚姆⒄梗渌俾实奶岣吆虴交换技术的发展,给解决ㄐ诺姆确定性问题带来了希望,并使嬗τ糜诠ひ悼刂屏煊虺晌?赡堋D前,支持疘榈墓ひ狄蕴傅搅斯ひ盗煊虻男畔⒉悖热幌殖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。现场总线是工业控制领域催生的,它自出现
振缺矣恪熬蘸坦竺蝤出酬叁皤”耖。骣黧皙由慝!■嚣§§§蘄叫●捌胪目”‘摹昶鱝翟●‰≈器设备还不具备这些特征。从通信的角度看,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立子的优势,恰恰以太网的短处就是实时性。可见,两者只有结台才能发展。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:尽F浣峁谷缤糽第一章绪论图愎