【正文】 大連海事大 學 畢業(yè)論文 二○一四年六月 ┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊ 基于 ARM 的以太網網關 設計與實現 專業(yè)班級： 通信工程 3 班 姓 名： 計平元 指導教師： 畢 勝 信息科學技術學院 I 摘 要 CAN 總線作為現場總線的一種，與一般的通信總線相比，具有突出的可靠性、實時性和靈活性。以太網作為構筑互連網的一種最普及的局域網技術，具有較好的穩(wěn)定性和傳輸數據的高效性等特點，還能夠支持互連網絡 的遠程訪問。 但是它不能直接和工業(yè)設備相連進行通信。 將兩種不同適用范圍的網絡進行 連接以利用各自的優(yōu)點實現對工業(yè)生產的監(jiān)控和管理， 就 需要 通過網關來實 現 。 本文在深入的研究了 協議、 TCP/IP 協議的特點及實現原理 后 ，提出了一種以太網和 CAN 總線互聯的網關模型 。 以 SBC6845ARM 開發(fā)板 （ 搭載內核為 ARM9的 AT91SAM9G45 處理器 )為硬件平臺，以嵌入式 Linux 為軟件平 臺， 利用 GEDIT 工具 進行 軟件設計， 采用 4 個線程分別處理上行數據和下行數據的存儲和轉發(fā)， 對 CAN總線協議和 TCP/IP 協議進行轉 換， 實現 了 以太網與 CAN 總線的互聯。從而允許在控制室內對現場中的設備進行訪問、 監(jiān)控與管理。 測試結果表明，本設計實現了系統(tǒng)設計功能。 關鍵詞： Linux； CAN 總線；以太網；網關 II ABSTRACT CAN bus as a fieldbus, has outstanding reliability, timeliness and flexibility, pared with the general munication bus. Ether Inter constructed as one of the most popular LAN technology, has not only high efficiency and good stability characteristics of the transmission data, but also the interconnection work for remote access. But it can not be directly connected to industrial equipment to municate. Connectting the scope of application of two different work in order to exploit their advantages to achieve industrial production monitoring and management, we need to realize through the gateway. In this paper, indepth study of the agreement and implementation of the principle characteristics of TCP/IP protocol, it has made an Ether and CAN bus interconnection gateway model. With the hardware platform of SBC6845ARM development board (equipped with the AT91SAM9G45 ARM9 processor kernel) and and the software platform of embedded Linux, using GEDIT tools for software design, using four threads to process store and forward data uplink and downlink data, converting CAN bus protocol and TCP / IP protocol, it achieves the interconnection of Ether and CAN bus. Thus, we can visit the field equipment, monitor and manage it in the control room. The test results show that the design of the system achieves design function. Keywords: Linux, CAN BUS, Ether, Gateway III 目 錄 第 1 章 緒論 ...................................................................................................................... 1 課題研究的背景及意義 .......................................................................................... 1 CAN 總線和以太網技術的研究現狀 ..................................................................... 1 CAN 總線的研究現狀 ................................................................................... 1 以太網的研究現狀 ........................................................................................ 2 本文的主要工作 .................................................................................................. 2 第 2 章 CAN 總線和以太網簡介 .................................................................................... 3 CAN 總線簡介 ......................................................................................................... 3 以太網簡介 ............................................................................................................. 8 第 3 章 系統(tǒng)硬件設計 ...................................................................................................... 9 硬件總體方案設計 ................................................................................................. 9 硬件電路設計 ....................................................................................................... 11 核心處理器 ................................................................................................. 11 CAN 總線電路 ............................................................................................. 12 以太網電路 ................................................................................................. 13 第 4 章 系統(tǒng)軟件設計 .................................................................................................... 16 嵌入式系統(tǒng)特點及開發(fā)流程 ............................................................................... 16 CAN 總線模塊軟件設計 ....................................................................................... 17 以太網模塊軟件設計 ........................................................................................... 17 TCP 客戶端建立連接 .................................................................................. 18 以太網發(fā)送和接收數據 ............................................................................. 18 網關應用程序設計 ............................................................................................... 18 雙循環(huán)緩沖機制 ......................................................................................... 19 網關多線程設計 ......................................................................................... 20 網關協議轉換程序設計 ............................................................................. 21 第 5 章 系統(tǒng)測試 .......................................................................................