基于嵌入式系统的断路器工业以太网数据适配器的开发

摘要

断路器以太网数据适配器是低压配电智能控制系统组建工业以太网的关键设备，目前我国国内低压配电智能控制系统主要是以现场总线控制为主，但随着工业以太网的普及和流行，在低压电器行业是否应用工业以太网技术将会是检验低压电器产品的自动化水平高低的重要标志。因此，开发一种可以连接现场总线和工业以太网相互通信的数据适配器成为一种必要的需求。 本文的重点是应用工业以太网协议国际标准MODBUS/TCP，进行工业以太网设备的研发工作，同时还包括工业以太网协议、组网技术等内容进行讨论。 基于嵌入式系统断路器以太网数据适配器的开发是本文的核心内容，采用32位的高性能ARM嵌入式微处理器，通过实时嵌入式操作系统NucleusPLUS统一管理以太网驱动程序、串行驱动程序以及应用程序，内嵌WEB服务器实现系统的交互访问。配置用户帐号系统和IP地址授权服务可以提高网络的安全性。同时，配置了扫描功能并开设了双端口即服务器端口和客户机端口，提高了网络的的实时性和可靠性，这是该适配器的特色。 该项目是常熟开关制造有限公司工业配电智能化系统的一个组成部分，已经完成了样机，在公司网络模拟中取得了成功。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 序言

1.1背景

1.2选题的目的和意义

1.3本文主要工作

1.4论文结构

第二章 MODBUS/TCP协议研究

2.1 MODBUS/TCP工业以太网协议

2.1.1 MODBUS/TCP协议规范

2.1.2 MODBUS/TCP协议功能描述

2.1.3 MODBUS/TCP协议基本实现

2.2 MODBUS/TCP工业以太网协议的应用

2.3本章小结

第三章 嵌入式系统的选择和相关硬件部分设计

3.1嵌入式系统的选择

3.2嵌入式微处理器的选择

3.3嵌入式系统的其它硬件部分的选择和设计

3.3.1以太网接口设计

3.3.2串行接口

3.3.3 EEPROM与RTC电路

3.3本章小结

第四章 基于嵌入式系统断路器以太网数据适配器的软件部分设计

4.1启动加载程序设计

4.2驱动程序设计

4.3 WEB服务器设计

4.4应用程序设计

4.5本章小结

第五章 测试实验

5.1网络通信测试

5.2电磁兼容测试

5.3电气特性

5.4本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间公开发表论文

致谢