现场总线在现代工业控制领域有着广泛的应用,作为一种全数字化的现场通信网络,现场总线具有可控性强、可靠性高、开放性好等优点。然而,在工业控制现场,不同时期和不同的环境下安装着支持不同标准的现场总线。在实际应用中常常需要在不同种类的总线间进行数据通信以及用户需要对不同种类的现场总线设备进行操作和控制,因此如何实现不同种类总线间的互操作以及向用户提供统一的访问接口就成为一个迫切的需要。为了实现不同总线间的互操作,以及方便分布式控制应用的开发,设计和实现了多总线互连网关。嵌入式互连网关是系统设计的核心。通过对不同总线协议特点的分析,对网关的硬件环境和软件设计进行了研究。嵌入式网关以SAMSUNG S3C2440这款芯片为硬件系统核心,并利用嵌入式操作系统VxWorks实现了对总线驱动和任务调度的管理,提高系统的实时性能和移植性。在现场总线方面,本文选择了在现场环境中应用广泛的CAN总线作为底层现场总线,采用RS232总线和CAN总线实现后台监控PC、工控机与现场设备的组网。除CAN总线和RS232技术特点之外,本文详细地探讨了CAN总线和RS232总线协议转换的实现。文章分析了系统的设计思想,介绍了网关的体系结构与功能分配,阐述网关功能的实现方法与技术要点。论文的重点放在网关软件设计部分,对于硬件部分仅简要介绍了组成结构和接口设置。对于网关软件设计,文章首先阐述了软件的设计目标和框架;其次描述了总线通信接口实现以及CAN总线和RS232总线应用层协议设计,并在此基础上对两种总线协议转换方式方法进行了设计;然后从VxWorks操作系统下I/O子系统和驱动程序的关系入手,分析了VxWorks操作系统中I/O系统调用到驱动程序的实现过程,介绍了基于VxWorks的CAN总线设备驱动程序实现方法,并对VxWorks下任务调度和通信作出解析。在实验室条件下模拟了网关的应用环境,对网关的接口和性能的可靠性和正确性进行了测试,网关可较好实现CAN-RS232总线的通信和协议转换功能,为更为复杂环境下的总线协议转换的研究和实现提供了经验。文章的最后对本文研究工作进行了总结,并对下一步工作进行了展望。