一种工业远程监控系统的实现

摘要

传统的现场总线技术在发展了十多年后已经变得非常成熟，但是随着工业自动化的不断发展，工业现场设备对于数据传输的要求越来越高。
　　嵌入式Internet技术是在这样的形势下研究出来的新式数据传输技术。它传输速度快、实时性和可靠性相较传统现场总线更强，在近年来得到了迅速的发展。在嵌入式Internet技术中，Modbus TCP/IP发展的最为迅速，也是应用最广的一项嵌入式Internet技术。通过Modbus TCP/IP协议将工业设备接入以太网，使得工业设备的控制和操作更为高效、便捷。
　　本文在目前传统数据通信网络和以太网通信网络并存的形势下，提出了一种远程工业监控系统的实现方案。以TI公司生产的双核处理器F28M35x为主处理器，该芯片双核由主系统ARM Cortex-M3核和控制系统TMS320C28x核组成。实际应用中，Cortex-M3内核主要负责数据通讯、协议转换及操作系统的植入，C28内核的浮点运算功能使之支持高效可靠的控制算法，它有包括uDMA,CAN,EMAC,EQEP,EPWM等多个功能强大的模块，性能十分强大。
　　本文在F28M35x平台上实现了CAN总线协议与CANopen协议，用来将工业现场采集的数据通过CAN总线传输到F28M35x上，此外在F28M35x上完成了TCP/IP协议栈的实现，使其能够与以太网上的远程监控设备实现数据通信。这样，F28M35x作为一个协议转换器，将工业现场的数据实时的传输到远端的监控设备上，经过测试验证，该方案可行，基本实现了远程工业监控系统的功能。

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文结构

2 系统结构

2.1 系统整体方案

2.2 系统实现任务需求

3 CAN协议及CANopen协议在F28M35x上的实现

3.1 CAN总线模型

3.2 CAN总线的报文传输

3.3 CANopen协议

3.4 CAN总线及CANopen协议具体实现

4 基于Lwip网络协议栈的网络协议实现

4.1 EMAC模块对报文的收发

4.2 协议具体实现

4.3 Modbus/TCP的实现

4.4 本章小结

5 测试

5.1 PING程序测试

5.2 总体方案验证

5.3 验证结果分析

6 总结与展望

致谢

参考文献

附录：攻读学位期间发表的学术论文