基于EPA通信协议的I/O模块的开发

发布时间：2022-01-14 04:56

　　随着计算机网络技术和通信技术的不断发展,工业现场总线技术的发展也需要建立以网络为基础的信息化控制系统。EPA是我国自主研发的基于以太网协议的工业现场设备的通信标准,目前在工业现场中已经得到了一些应用。在应用当中每一个工业现场设备的数据传输都需要符合EPA通信标准,因此开发基于EPA通信协议的I/O模块有着一定的实用价值。本文设计了基于EPA通信协议的I/O通信模块,其作用是将从串口采集的的现场设备数据转换成符合EPA协议的网口数据,以便于上位机的EPA监控软件对现场设备进行实时的监控管理。系统以三星公司的S3C2440微处理器为硬件平台,设计了相关硬件电路并实现了驱动程序。μ C/OS-II是一种占用资源小,实时性较高的操作系统,适合嵌入式系统对性能和资源方面的要求,因此在硬件平台上采用了μ C/OS-II作为底层操作系统。LwIP是TCP/IP协议的一种简单实现,其特点是实现代码较小、占用内存资源少,因此本系统采用LwIP实现系统的以太网通信功能。在实现移植操作系统和网络协议栈的基础上,本文研究了EPA协议栈,讨论了EPA通信调度、EPA套接字映射实体、EPA系统管理实体和IEEE1... 

【文章来源】：北方工业大学北京市

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 工业现场总线研究现状
    1.3 课题研究的内容、目的及意义
    1.4 本文主要结构及内容安排
2 系统总体方案设计
    2.1 系统总体概述
    2.2 S3C2440处理器
    2.3 嵌入式操作系统及网络协议栈
    2.4 EPA协议栈模块
    2.5 串口转网口模块
    2.6 本章小结
3 系统主要硬件设计及驱动实现
    3.1 系统硬件构成
    3.2 S3C2440处理器介绍
    3.3 网卡硬件电路及其驱动设计
        3.3.1 网卡硬件电路设计
        3.3.2 网卡驱动设计
    3.4 串口通讯电路及驱动设计
    3.5 本章小结
4 嵌入式操作系统及网络协议栈的移植
    4.1 嵌入式操作系统
        4.1.1 μ C/OS-Ⅱ简介
        4.1.2 μ C/OS-Ⅱ的任务管理
        4.1.3 μC/OS—Ⅱ的内存管理
    4.2 MC/OS-Ⅱ的移植
    4.3 嵌入式网络协议栈LwIP
        4.3.1 LwIP的数据包处理
        4.3.2 IP数据包处理
        4.3.3 UDP数据包处理
        4.3.4 TCP数据包处理
    4.4 LwIP的移植
    4.5 本章小结
5 EPA协议栈及网络时间同步
    5.1 EPA协议栈总述
    5.2 EPA通信调度
    5.3 EPA套接字映射实体
    5.4 EPA系统管理实体
    5.5 EPA网络时间同步
        5.5.1 网络时间同步技术背景
        5.5.2 PTP时间同步原理
        5.5.3 PTP协议的实现
    5.6 本章小结
6 串口数据转网口数据模块的设计
    6.1 串口通信协议
    6.2 串口数据转网口数据的实现
    6.3 本章小结
7 结论
参考文献
申请学位期间的研究成果及发表的学术论文
致谢



本文编号：3587852