目前,随着控制、计算机、通信以及网络等技术的发展,工业网络从传统的基于模拟信号的传输系统发展到数字化、分散化、智能化的现场总线系统,给工业自动化带来一场革命。但长期以来现场总线标准的多样性和互不兼容阻碍了现场总线技术的进一步发展,也使得系统集成与信息集成面临着诸多困难。而以太网作为目前最流行的局域网体系结构,它具有开放性、低成本、广泛应用的软硬件支持等优势。另外,Internet等信息技术的飞速发展要求企业从现场设备到管理层能够实现全面的无缝信息集成,并提供一个开放的基础构架,这使得以太网全面应用于工业控制领域成为可能。因此,对工业以太网应用系统的研究十分必要。首先,本文简要介绍了工业以太网的研究现状,阐述了目前广泛采用的几种以太网接入方案。然后,在研究了以太网传输关键技术的基础上,重点探讨了几种典型工业以太网系统总体设计方案。在总体方案中,分析了每种工业以太网系统所需要的协议支持,并最终确定了所要实现的一种工业以太网应用系统。其次,提出了一种基于C8051F023控制器的嵌入式以太网节点的实现方案。重点给出了该以太网节点所要实现的功能说明和各部分硬件组成及描述。本文设计实现的嵌入式以太网节点具有成本低、体积小、速度快、通用性强、使用方便等优点,为远程监控、远程诊断和维护等应用提供了有力的解决方案,可以在信息家电、工业控制自动化、智能仪表及传感技术等多个领域具有广泛的应用。通信协议是实现网络通信的关键所在。本文在对TCP/IP协议进行了深入研究和分析的基础上,重点对TCP/IP协议进行了合理的简化并选择实现了ARP、IP、ICMP、TCP以及HTTP协议。在此基础上,本文对工业控制过程中浏览器/服务器模式的网络监控方案进行了研究,实现了基本Web服务器的功能。并且定义了一种简单的应用层协议,编写了上位机软件,实现了客户机/服务器工作模式。最后,在实验室环境下构建整个以太网应用系统,并对设计中的每一个关键环节进行测试。