【正文】 勵(lì)著我。另外對于網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)安全性和收到錯(cuò)誤數(shù)據(jù)或產(chǎn)生其他異常的故障處理沒有詳加討論。 圖 下位機(jī)硬件 在 PC 環(huán)境下用 MFC 編寫了一個(gè)簡單的 Ether 服務(wù)器測試程序來對系統(tǒng)進(jìn)行測試。連接上網(wǎng)線后，在串口調(diào)試中斷中輸入 “ping ” 指令，則網(wǎng)關(guān)會(huì) ping 主機(jī)。 } Top_CANSend()為下行數(shù)據(jù)的 CAN 發(fā)送線程，如果下行數(shù)據(jù)緩沖區(qū)有待發(fā)送的數(shù)據(jù)，則通過 CAN 總線發(fā)送出去。 } } Top_TCPRec()為下行數(shù)據(jù)的 TCP 接收線程， 檢測服務(wù)器上是否有下發(fā)的數(shù)據(jù)，如果檢測到，則存入緩沖區(qū)。 sleep(5)。SendUpBuf)。 基于 ARM 的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān) 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 20 網(wǎng)關(guān)多線程設(shè)計(jì) 線程是進(jìn)程的一個(gè)實(shí)體，是 CPU 調(diào)度和分派的基本單位，它是比進(jìn)程更小的能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位。 char readpos , writepos。 無論是上行數(shù)據(jù)還是下行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量都可能是比較大的，這就需要緩沖區(qū)的空間足夠大。 write(int sockfd, char *buffer, int bytes)。 接收函數(shù) 如圖 所示 ，先清空接收緩沖區(qū)，再讀設(shè)備文件，然后顯示收到的數(shù)據(jù)內(nèi)容，最后將 CAN 幀頭 通過串口 打印出來。所以首先要做的就是在一臺(tái) PC 機(jī)上安裝 Linux 操作系統(tǒng)，本文選用的是 版本的操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)安裝完成后， 將 軟件包安裝到 PC 中，建立好交叉編譯環(huán)境。 。 如： 計(jì)算機(jī)基站，上網(wǎng)本和超便個(gè)人電腦（ UMPC），移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，數(shù)字電視，錄像機(jī)，機(jī)頂盒，網(wǎng)絡(luò) 打印機(jī)，游戲主機(jī)，獨(dú)立式 USB 以太網(wǎng)適配器，嵌入式系統(tǒng)，工業(yè)應(yīng)用，電力抄表，自動(dòng)化設(shè)備，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，醫(yī)療設(shè)備。該 DM9161CEP 支基于 ARM 的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān) 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 14 持 8 位， 16 位接口訪問內(nèi)部存儲(chǔ)器，以支持不同的處理器。通用中 斷引腳和狀態(tài)寄存器（通過 SPI 接口訪問）也可用來確定何時(shí)接收了有效報(bào)文。通過 SPI 接口設(shè)置控制寄 存器中的相應(yīng)位或使用發(fā)送使能引腳均可啟動(dòng)發(fā)送操作。該器件能發(fā)送和接收標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展數(shù)據(jù)幀以及遠(yuǎn)程幀。 基于 ARM 的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān) 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 11 圖 網(wǎng)關(guān)硬件實(shí)物圖 硬件電路設(shè)計(jì) 核心處理器 基于 ARM926EJS 的 AT91SAM9G45 集成了常用的和具有高傳輸速率的硬件接口，包括 LCD 控制器，電阻式觸摸屏控制器，圖像傳感器接口，聲音控制器， 10/100M 以太網(wǎng)控制器和高速 USB 和 SDIO 控制器。同時(shí)，該計(jì)算機(jī)也可以在一定的平臺(tái)上對現(xiàn)場下達(dá)命令，該命令在 Ethemet 上，以 TCP/IP 協(xié)議的形式傳送出去，經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換功能將 TCP/IP 協(xié)議形式轉(zhuǎn)換成 CAN 協(xié)議形式，然后傳送到 CAN 總線上，現(xiàn)場設(shè)備接收到命令后執(zhí)行命令，這樣就實(shí)現(xiàn)了對現(xiàn)場的遠(yuǎn)程監(jiān)控。 工業(yè)以太網(wǎng)是一個(gè)新的概念，它指的是在復(fù)雜的生產(chǎn)現(xiàn)場中應(yīng)用以太網(wǎng)技術(shù)，這就要求針對工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境的惡劣性對現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn) ，主體部分不動(dòng)，針對工業(yè)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)對以太網(wǎng)技術(shù)做出改進(jìn)，使之既能夠適應(yīng)物理上復(fù)雜惡劣的現(xiàn)場環(huán)境，又能夠滿足工業(yè)控制在通信實(shí)時(shí)性、數(shù)據(jù)安全等方面的要求。接收方以同樣的算法計(jì)算 CRC 值并進(jìn)行比較，不一致時(shí)會(huì)通報(bào)錯(cuò)誤。禁止高 7 位都為隱性（禁止設(shè)定：基本 ID=1111111XXXX）。 數(shù)據(jù)幀的構(gòu)成如圖 所示： 圖 數(shù)據(jù)幀的構(gòu)成 注：圖中 D 表示顯性電平， R 表示隱形電平。 （ 4）數(shù)據(jù)段。 CAN 協(xié)議是通過以下 5 種類型的幀進(jìn)行的： ●數(shù)據(jù)幀 ●遙控幀 ●錯(cuò)誤幀 ●過載幀 ●幀間隔 另外，數(shù)據(jù)幀和遙控幀有標(biāo)準(zhǔn)格式和擴(kuò)展格式兩種格式。 CAN 總線是可同時(shí)連接多個(gè)單元的總線。最高 1Mbps（距離小于 40M）， 最遠(yuǎn)可達(dá) 10KM（速率低于 5Kbps）。在總線空閑時(shí)，所有單元都可以發(fā)送消息（多主控制），而兩個(gè)以上的單元 同時(shí)開始發(fā)送消息時(shí)，根據(jù)標(biāo)識(shí)符（ Identifier 以下稱為 ID）決定優(yōu)先級(jí)。此后， CAN 通過 ISO11898 及 ISO11519 進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，現(xiàn)在在歐洲已是汽車網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 [4]?，F(xiàn)在，國際上相關(guān)組織也開始著手做這項(xiàng)工作，制定出了一些工業(yè)以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，在未來直接將以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，取代現(xiàn)在的現(xiàn)場總線技術(shù)，這是一個(gè)必然的趨勢，在這方面需要做的工作還有很多?，F(xiàn)在的工業(yè)現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的比較成熟，在各個(gè)領(lǐng)域也都得到了廣泛的應(yīng)用，雖然沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但是幾種著名的總線都已經(jīng)做的比較成熟能夠適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的 需要，在和以太網(wǎng)技術(shù)共同應(yīng)用時(shí)，將現(xiàn)場信息經(jīng)網(wǎng)關(guān)傳到以太網(wǎng)上然后再傳遞到控制室，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)控與管理 [2]。 測試結(jié)果表明，本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能。 大連海事大 學(xué) 畢業(yè)論文 二○一四年六月 ┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊ 基于 ARM 的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān) 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 專業(yè)班級(jí)： 通信工程 3 班 姓 名： 計(jì)平元 指導(dǎo)教師： 畢 勝 信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院 I 摘 要 CAN 總線作為現(xiàn)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(shí)時(shí)性和靈活性。 關(guān)鍵詞： Linux； CAN 總線；以太網(wǎng)；網(wǎng)關(guān) 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(wǎng)技術(shù)的研究現(xiàn)狀 ..................................................................... 1 CAN 總線的研究現(xiàn)狀 ................................................................................... 1 以太網(wǎng)的研究現(xiàn)狀 ........................................................................................ 2 本文的主要工作 .................................................................................................. 2 第 2 章 CAN 總線和以太網(wǎng)簡介 .................................................................................... 3 CAN 總線簡介 ......................................................................................................... 3 以太網(wǎng)簡介 ............................................................................................................. 8 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .......................................................