WorldFIP-Ethernet网关的研发

论文摘要

现场总线是当今广泛用于自动生产制造领域控制设备之间通信的炙手可热的技术,WorldFIP作为一种符合国际标准的现场总线技术,较好地将实时性和效率要求结合在一起,在不影响实时通信的前提下,在一条总线上能传递其他信息,为与IT技术的融合打下了坚实的基础。为了解决WorldFIP和Ethernet之间通信的问题,作者设计了EtherFIP现场总线网关。EtherFIP连接WorldFIP到以太网,从而PC机或PLC可以用来监测和控制现场总线控制系统。EtherFIP在设计上选用了NetBox-II嵌入式网络模块及WorldFIP等通信器件;并使用了嵌入式实时操作系统uC/OS-II。在测试中,EtherFIP的WorldFIP现场总线和以太网通信能正常、稳定的运行,为WorldFIP现场总线控制系统的设计奠定了一定的基础。本文描述了EtherFIP的硬件、软件设计架构以及调试等方面内容。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 工业控制网络的发展
• 1.1.2 现场总线的发展和工业以太网
• 1.2 课题研究的意义
• 1.3 课题研究重点
• 第二章 WorldFIP现场总线及其特点
• 2.1 WorldFIP 现场总线概述
• 2.2 WorldFIP 的主要特点
• 2.3 WorldFIP 现场总线的层次结构
• 2.4 WorldFIP 通信
• 2.4.1 WorldFIP 通信模型
• 2.4.2 WorldFIP 的数据类型
• 2.4.3 WorldFIP 总线仲裁器
• 2.5 WorldFIP 与Internet 的融合
• 2.6 本章小结
• 第三章 EtherFIP的结构设计与硬件实现
• 3.1 EtherFIP 的结构与设计方案
• 3.1.1 WorldFIP 通信主站开发概述
• 3.1.2 EtherFIP 的设计原则
• 3.1.3 EtherFIP 的设计方案
• 3.2 EtherFIP 的硬件实现
• 3.2.1 NetBox-II 嵌入式网络模块
• 3.2.2 EtherFIP 总线通信模块
• 3.2.4 EtherFIP 的网络模块
• 3.2.5 EtherFIP 的存储模块
• 3.2.6 EtherFIP 的CPU 模块
• 3.2.7 EtherFIP 接口模块
• 3.3 本章小结
• 第四章 EtherFIP软件结构设计与程序实现
• 4.1 EtherFIP 的软件架构
• 4.1.1 RTOS—uC/OS-II
• 4.1.2 FDM 通信库介绍
• 4.1.3 TCP/IP 协议栈介绍
• 4.2 EtherFIP 程序实现
• 4.2.1 uC/OS-II 的移植
• 4.2.2 FDM 库的移植和应用程序的编写
• 4.2.3 TCP/IP 的移植
• 4.2.4 应用程序的开发
• 4.3 本章小结
• 第五章 EtherFIP的调试
• 5.1 EtherFIP 的硬件调试
• 5.1.1 NetBox-II 调试环境的搭建
• 5.1.2 EtherFIP 的硬件调试
• 5.2 EtherFIP 的软件调试
• 5.2.1 WorldFIP 总线侧网络调试
• 5.2.2 以太网侧软件调试
• 5.2.3 EtherFIP 系统调试
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况