【正文】 統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，主要采用 AT89S51 單片機和 SJA100 控制器開發(fā)設(shè)計了網(wǎng)關(guān)硬件，完成 CANRS485 協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的軟件設(shè)計開發(fā)，并調(diào)試實現(xiàn)了 CPU 與 RS485 之間的數(shù)據(jù)交互。Gateway 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文III目 錄1 緒論 .........................................................................................................................................1 課題研究的重要意義 ......................................................................................................1 網(wǎng)關(guān) ..................................................................................................................................2 網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備 ............................................................................................................2 工業(yè)控制中網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用和研究 .................................................................................3 現(xiàn)場總線 ..........................................................................................................................4 現(xiàn)場總線的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 ..................................................................................4 主流現(xiàn)場總線簡介 ..................................................................................................5 本論文的主要工作 ..........................................................................................................72 基于網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)模型 .........................................................................................8 現(xiàn)有控制系統(tǒng)存在的不足 ..............................................................................................8 基于網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)模型 ..................................................................................8 基于網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ............................................................................9 控制系統(tǒng)中網(wǎng)關(guān)的需求分析 ..................................................................................103 CANS485 協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān) 的設(shè)計 .........................................................................................12 CAN 協(xié)議規(guī)范 ................................................................................................................12 CAN 報文規(guī)范 ................................................................................................................13 主要器件介紹 ................................................................................................................13 CAN 控制器 SJA1000 簡介 ....................................................................................13 CAN 收發(fā)器 PCA82C250 簡介 ...............................................................................16 單片機 AT89S51 簡介 ............................................................................................17 RS485 收發(fā)器 MAX485 簡介 .................................................................................19 CANRS485 協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)設(shè)計 ....................................................................................20 基本原理 ..................................................................................................................20 硬件設(shè)計 ..................................................................................................................20 軟件設(shè)計 ..................................................................................................................214 試驗調(diào)試 ...............................................................................................................................275 可靠性設(shè)計 ...........................................................................................................................32沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文IV 硬件設(shè)計 ........................................................................................................................32 軟件設(shè)計 ........................................................................................................................32結(jié) 論 .........................................................................................................................................34致 謝 .........................................................................................................................................35參考文獻 ...................................................................................................................................36附錄 A 英文 原文 .....................................................................................................................37附錄 B 中文翻譯 .....................................................................................................................41附錄 C.......................................................................................................................................44圖 C1 原理圖 ......................................................................................................................44圖 C2 PCB 圖 ......................................................................................................................45附錄 D 程序 ...........................................................................................................................46沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文11　緒論 課題研究的重要意義在現(xiàn)代企業(yè)中,企業(yè)網(wǎng)絡(luò)將成為連接企業(yè)內(nèi)部各車間、部門，并與外部交流信息的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在市場經(jīng)濟與信息社會中，網(wǎng)絡(luò)對企業(yè)的綜合競爭能力起著至關(guān)重要的作用。常用的串行接口標準有RS232 ， RS485等。在現(xiàn)場總線國際標準制定的過程中，共有8種現(xiàn)場總線同時成為IEC現(xiàn)場總線標準的子集，而且還有其它的有影響力的現(xiàn)場總線。這樣既簡化了控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，減少了工業(yè)現(xiàn)場的布線，同時又提高了控制網(wǎng)絡(luò)的可靠性，為底層的控制網(wǎng)絡(luò)提供了更大的靈活性。同時可以通過企業(yè)信息網(wǎng)與互連網(wǎng)的連接把現(xiàn)場總線通過企業(yè)信息網(wǎng)接入互連網(wǎng)，在世界上的任何地方監(jiān)視并控制這些現(xiàn)場以及現(xiàn)場設(shè)備的運行狀況和各種參數(shù)而不必親臨現(xiàn)場，可以節(jié)約大量費用，而且設(shè)備供應(yīng)商也可以通過網(wǎng)絡(luò)對自己的設(shè)備進行維護。 網(wǎng)關(guān) 網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備網(wǎng)關(guān)(Gateway)又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器。在使用不同的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語言，甚至體系結(jié)構(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)之間，網(wǎng)關(guān)是一個翻譯器。網(wǎng)絡(luò)互連從通信協(xié)議的角度可分為四個層次：在物理層，使用中繼器在不同的網(wǎng)段之間復(fù)制位信號；在數(shù)據(jù)鏈路層，使用網(wǎng)橋在局域網(wǎng)之間存儲或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀；在網(wǎng)絡(luò)層，使用路由器在不同的網(wǎng)絡(luò)間存儲轉(zhuǎn)發(fā)分組信號；在傳輸層及傳輸層以上，使用網(wǎng)關(guān)進行協(xié)議轉(zhuǎn)換，提供更高層次的接口。由于兩個互連的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的邏輯差異， 安全網(wǎng)關(guān)是兩個技術(shù)上相似的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域間的必要中介。輸入和輸出接口可以是分立的也可以使沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文3用同一網(wǎng)絡(luò)連接。安全網(wǎng)關(guān)安全網(wǎng)關(guān)是各種技術(shù)有趣的融合，具有重要且獨特的保護作用，其范圍從協(xié)議級過濾到十分復(fù)雜的應(yīng)用級過濾。具有流量控制和擁塞控制的能力。具有路由選擇功能?？梢岳镁W(wǎng)關(guān)將幾種完全不同的局域網(wǎng)互聯(lián)起來。主要用于不同類型的 WAN 之間的互連。如在分布式控制網(wǎng)絡(luò)中，各種現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)關(guān)或路由器互連，網(wǎng)關(guān)工作方式是在網(wǎng)絡(luò)中進行邏輯隔離，而非物理隔離，使通道之間透明，使得一個網(wǎng)絡(luò)工具可以在網(wǎng)絡(luò)上任何地點對網(wǎng)絡(luò)上的其它節(jié)點進行操作，整個系統(tǒng)的安裝、檢測、診斷、維護都非常方便。表 國內(nèi)幾家參與現(xiàn)場總線網(wǎng)關(guān)研究的公司和院校中國北方集團四方車輛研究所 CAN 網(wǎng)關(guān)等產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)上海工業(yè)自動化儀表研究所 LonWorks 網(wǎng)關(guān)等產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)廣州致遠電子有限公司 基于 CA