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基于以太网的现场总线通信接口研究
资料介绍
与其它现场总线相比，由于以太网技术具有开放性、结构简单、带宽易于扩展、兼容性能好和成本低廉等优点，近年来在工业控制的高层已得到了广泛的应用。而把以太网技术用于工业控制的底层网络，却还没有得到充分的研究。利用以太网技术作为现场总线，用于工业控制的底层网络，既有利于现场总线的发展，又能有效地提高现场总线的传输速率和简化现场总线的种类。 本论文首先简单介绍了当前现场总线的发展情况，在分析和比较各种现场总线技术的基础上，指出了其存在的问题，在参照国内外关于用以太网技术作为现场总线研究的基础上，提出了在以太网协议的应用层对现场传输的信息进行规范的方法。该方法能提供报文服务和短帧信息结构，满足现场通信的实时性要求。接下来为了实现这个方法，论文介绍了利用W78LE516B单片机和RTL8019AS网卡驱动芯片开发的RS-232C转以太网通信协议的嵌入式以太网通信模块，利用该模块可实现将现场设备的RS-232C通信转换为以太网通信，也可以直接将该模块嵌入单片机控制设备使用。然后，论文对嵌入式以太网通信模块的硬件电路设计和驱动程序编写作了详细的介绍，并在不改变以太网TCP/IP协议主体结构的基础上，对TCP/IP协议作了精简处理，以满足现场通信的实时性和可靠性要求。最后论文分析了嵌入式TCP/IP协议的总体框架设计、帧的封装过程及数据包的发送和接收流程。 在完成论文撰写的过程中，本课题完成了对嵌入式以太网通信模块的设计，实现了RS-232C通信协议和以太网通信协议的相互转换功能，并在利用C语言模块化的编程思想的基础上，用单片机实现了嵌入式TCP/IP协议的设计，该设计具有很强的实时性和移植性。调试结果表明该嵌入式以太网通信模块具有集成度高、可靠性高和成本低等特点，可应用于远程设备的实时监控和访问。
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