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近年来随着以太网技术的进一步发展和完善,将其用于工厂底层网络也已经成为可能,因此工业以太网融入现场总线将是工厂底层网络的近期的发展方向,而且可能引起工业控制网络体系结构的进一步变革。针对这种情况,本文提出一种基于ARM技术的CAN总线与以太网互连的方案,并详细阐述了这种方案的软硬件设计方法以及它在LED灯光控制系统中的应用。
本文主要论述了以太网-CAN总线试验平台的建立与实现过程,论文包含以下三个重要方面:
1)嵌入式网络接口的设计。该系统采用带有内部CAN控制器的ARM芯片LPC2292,通过控制RTL8019实现与以太网的互连,通过CAN驱动器TJA1050与CAN总线互连。为了提高系统的实时性,特别引入了实时操作系统μC/OS-Ⅱ,构建了TCP/IP协议栈,并设计了这两种协议的转换模型。
2)CAN实验电路板的设计。为完善以太网-CAN总线试验平台,特别采用ARMLPC2119设计了CAN实验电路板,并基于此电路板设计了CAN中继器和CAN智能节点。利用这两种设备在底层构建了—LED灯CAN总线控制网络,并通过嵌入式网络接口与处于监控层的以太网相连。
3)上位机调试系统的建立。为了验证系统的实用性需要在上位机建立—调试系统,验证信息的可达性,反馈性以及对设备参数的确定等等。基于VC6.0的MFC设计了一简单的服务器,使得位于现场的节点可以由上位机通过以太网和CAN总线进行控制。
实验表明CAN总线和以太网互连设计方案的有效性、稳定性和可靠性,为目前的工业远程控制提供了一种较好的解决方案。