| 【中文题名】 | 基于现场总线的远程数据交换系统研究 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 电子与通信工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-11-5 |
| 【中关键词】 | CAN现场总线,以太网,套接字,嵌入网关,, |
| 【英关键词】 | Canfield bus,Ethernet,Socket,Embedded gateway, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统>计算机控制、计算机控制系统 |
| 【论文摘要】 |
随着控制、计算机、通信、网络等技术的发展，信息交换应用的领域正在迅速覆盖从工厂的现场设备到中央控制、管理的各个层次。管理者对设备运行情况进行实时、动态(包括远程)的数据交换变得越来越迫切。
在远程数据交换的实现上，本课题重点研究了CAN总线和以太网的通信机理，采用高性能微控器设计了透明化嵌入式网关，并用软件方法实现网络协议。具体应用中选用SX52微控制器作为处理器，以太网驱动芯片R7L8019AS经耦合隔离滤波器HR61101G和RJ45接口接入以太网。为企业管理层和工业控制层之间的数据交换提供了可靠的平台。
本课题的通信程序实现过程中主要是TCP／IP协议和CAN现场总线协议的转换。课题中采用Brower／Server(简称B／S)开发模式。但是因为SX单片机的资源有限，在用单片机搭建的服务器上编程实现实时动态数据的浏览任务较重。在服务器端运行程序，速度也受到限制，加上网页界面或程序结构的单方面调整都将导致整个系统全盘修改，系统的灵活性与可扩展性差。在设计中，如果仅仅采用B／S访问方式，其功能是难以完全完成的。为克服传统B／S访问模式的弊端，做了以下两点改进：
1．采用套接... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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ABSTRACT |
4-5 |
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目录 |
5-8 |
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第一章 绪论 |
8-12 |
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1.1 课题研究的背景和目的 |
8 |
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1.2 目前国内外发展现状 |
8-10 |
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1.3 课题的主要工作 |
10-12 |
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第二章 现场总线通信模型 |
12-36 |
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2.1 总线系统的拓扑结构 |
12-13 |
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2.2 控制网络参考模型 |
13-15 |
|
2.3 PROFIBUS总线 |
15-18 |
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2.3.1 PROFIBUS几个版本 |
15-16 |
|
2.3.2 PROFIBUS的协议结构 |
16-18 |
|
2.4 WORLDFIP现场总线 |
18-19 |
|
2.5 控制器局域网(CAN)总线 |
19-29 |
|
2.5.1 CAN现场总线协议规则 |
20-22 |
|
2.5.2 CAN2.0B协议中信息格式的定义 |
22-24 |
|
2.5.3 信息的滤波、确认及编码 |
24-25 |
|
2.5.4 错误处理 |
25 |
|
2.5.5 故障分离 |
25-26 |
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2.5.6 位周期 |
26 |
|
2.5.7 CAN现场总线的技术特点 |
26-28 |
|
2.5.8 CAN总线的可靠性分析 |
28-29 |
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2.6 以太网技术 |
29-35 |
|
2.6.1 以太网协议 |
30-32 |
|
2.6.2 以太网体系结构 |
32-33 |
|
2.6.3 以太网技术和现场总线技术比较 |
33-35 |
|
2.7 小结 |
35-36 |
|
第三章 网络互连技术 |
36-44 |
|
3.1 网络互连的层次 |
36 |
|
3.2 网络互连的设备 |
36-38 |
|
3.3 CAN总线技术与太网技术的结合 |
38-40 |
|
3.4 网关的组成以及协议模型 |
40-43 |
|
3.4.1 数据网关的设计 |
41-42 |
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3.4.2 数据服务器 |
42-43 |
|
3.5 小结 |
43-44 |
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第四章 嵌入式网关的软硬件设计 |
44-65 |
|
4.1 系统结构 |
45-46 |
|
4.2 硬件设计 |
46-48 |
|
4.2.1 CAN总线网络设备接口设计 |
46-47 |
|
4.2.2 嵌入式透明SX52网关设计 |
47-48 |
|
4.3 软件设计 |
48-64 |
|
4.3.1 RTL8019AS驱动程序实现 |
48-50 |
|
4.3.2 TCP/IP协议栈的实现 |
50-52 |
|
4.3.3 嵌入式网关与现场总线及以太网之间的通信 |
52-59 |
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4.3.4 SX52协议的设计 |
59-64 |
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4.4 小结 |
64-65 |
|
第五章 总结与展望 |
65-67 |
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5.1 本课题的主要成果 |
65-66 |
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5.2 未来工作展望 |
66-67 |
|
致谢 |
67-68 |
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参考文献 |
68-70 |
|
攻读研究生期间发表论文和科研成果 |
70 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.386269 |
