基于TCP/IP的现场控制器程序远程更新系统开发

摘要

目前，在大多数工业应用中，为了实现控制程序的远程更新，绝大多数现场控制器都使用高档的微处理器来实现。虽然这些以高档微处理器为核心的现场控制器功能强大，但同时使得现场控制器成本大大增加，而且这种直接接入网络的方式由于Internet自身限制不适宜用到控制现场。为了解决企业通过低档微处理器作为现场控制器核心来降低成本的问题，同时需要现场控制器可以接入网络，进行远距离数据传输，本文设计了基于TCP/IP的现场控制器程序远程更新系统。使用该系统的优点在于：首先，解决了企业对现有控制器设备的再利用问题，减少生产成本；同时，可以通过该系统进行远距离的程序更新，减少或者避免企业工作人员在设备维护时的产生的花费。 本文在分析了国内外工业远程技术发展现状的基础上，针对企业用户的问题和要求，提出解决方案。系统以网络中转模块为远程用户端和现场控制器的网络连接平台以及为现场控制器设计开发的引导程序(Bootloader)解决了大连冰山集团嘉德公司以8位低档微处理器为核心的现场控制器接入网络进行控制程序更新和数据传输的问题。在现有资源基础上，实现了资源优化配置。其中网络中转模块以ARM微处理器为核心，采用开源的嵌入式Linux系统作为操作系统，负责用户端与现场控制器之间远程网络连接和数据中转处理，同时，利用成熟的TCP/IP网络应用技术，使远程用户端与中转模块以C/S模式建立网络连接，为现场控制器接入网络提供了必要条件。引导程序的引入使本系统对于各种被控设备具有一定的通用性，用户可以将同一款控制器应用于不同的设备。 本文在实验室环境下对系统各模块进行了测试。测试结果表明，该系统能达到预期的目标。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题背景

1.2国内外工业远程控制历史、现状及发展

1.3远程数据传输及嵌入式设备入网方式的选择

1.4选题的意义及主要工作

2系统相关技术知识

2.1套接字技术

2.2 C/S模式与B/S模式的选择

2.3串口数据传输协议

2.4本章小结

3系统设计方案

3.1系统的总体设计

3.2系统硬件总体架构

3.3系统软件总体架构

3.4本章小结

4网络中转模块的硬件设计

4.1模块组成及微处理器S3C2410特点介绍

4.2模块主要外围电路功能实现

4.3本章小结

5网络中转模块操作系统平台搭建

5.1操作系统的选择

5.2构建嵌入式Linux系统

5.3设备驱动程序实现

5.4本章小结

6系统应用程序开发

6.1系统应用程序结构及相关流程

6.2远程用户端程序的实现

6.3网络中转模块程序的实现

6.4现场控制器Bootloader引导程序的实现

6.5本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢