基于嵌入式技术的CAN-Ethernet互联网关的设计与实现

发布时间：2018-06-11 23:08

  本文选题：嵌入式网关 + CAN总线　； 参考：《武汉理工大学》2013年硕士论文

【摘要】：随着计算机技术、通信技术以及嵌入式技术的飞速发展,实现现场底层监测设备与以太网(Ethernet)的无缝连接,完成管理信息网络与现场测控网络的信息共享,成为当今工业发展越来越迫切的需求。然而,目前的许多现场监测设备都是基于如LonWorks、DeviceNe、CAN-Bus等通信接口来组成轻量级网络,而企业的上层管理网络则是基于以太网和TCP/IP协议的管理信息网络,两者无法直接通信。本论文就是在这一应用背景下,致力于解决CAN总线和以太网两种异构网络之间的数据不能共享这一问题。 本文在深入地研究了CAN协议、TCP/IP协议以及LwIP协议栈的特点及实现原理的基础上,以STM32F107VCT6微处理器为硬件平台,μC/OS-Ⅱ为软件平台,开发了一种高效节能的嵌入式CAN-Ethernet互联网关,并允许在远程控制室对现场设备进行访问,实现对现场控制系统的远程监控与实时管理。 论文首先介绍了嵌入式网关系统以及CAN和以太网总线协议的基本知识；然后详细讨论了系统的硬件电路设计、CAN与以太网功能模块电路的调试；接着概述了μC/OS-Ⅱ操作系统的特点及其内核工作机制,阐述了μC/OS-Ⅱ在STM32F107VCT6上的移植以及LwIP协议栈在μC/OS-Ⅱ系统上的移植过程,并进行了系统驱动程序的设计以及串口通信的实现,另外设计了上位机监测软件,实现以太网服务器对CAN现场总线系统的实时监控；最后给出了针对该嵌入式网关系统的配置文件设计和实验室环境下的调试结果。 将本文所设计的CAN-Ethernet协议转换互联网关应用到搭建的开发平台中,通过串口通信模块来采集数据,同时,利用上位机测试软件来显示其通讯情况,物理仿真结果表明,该互联网关性能基本满足预定要求,能实现CAN总线和以太网两种异构网络之间协议转换的功能。
[Abstract]:With the rapid development of computer technology, communication technology and embedded technology, it realizes the seamless connection between the field bottom monitoring equipment and Ethernet Ethernet, and accomplishes the information sharing between the management information network and the field measurement and control network. It has become a more and more urgent demand for the development of industry today. However, many on-site monitoring devices are based on communication interfaces such as LonWorks DeviceNeine CAN-Bus to form a lightweight network, while the upper management network of enterprises is a management information network based on Ethernet and TCP / IP protocol, which can not communicate directly between them. This paper is in this application background, This paper focuses on solving the problem that data can not be shared between can bus and Ethernet. This paper studies the characteristics and implementation principle of can protocol TCP / IP protocol and LwIP protocol stack. Using STM32F107VCT6 microprocessor as hardware platform and 渭 C / OS- 鈪，

本文编号：2007056