首页> 正文

基于嵌入式Linux技术的CAN/Ethernet网关设计

2020-12-02阅读(395)

基于嵌入式Linux技术的CAN/Ethernet网关设计

论文摘要

Internet正在把全世界的办公系统和通信系统连接起来,这为现场信息的远程访问提供了可能;现场总线为现场设备接入Internet提供了基础。Ethernet(以太网)是最广泛的局域网技术,非常容易集成到以Internet为代表的信息网络中。将现场总线与以太网相结合构成两层工业网络控制系统,已经成为当前国内外流行的工业控制模式。嵌入式技术已经是一门涉及计算机体系结构、计算机软件以及其他相关电子技术的综合技术。随着信息与网络技术的发展,嵌入式系统渗透到各个领域,得到了广泛的应用。嵌入式Linux因为免费、开放源代码以及强大的网络功能受到了越来越多的重视。CAN(Control Area Net)总线作为一种优秀的现场总线,在我国得到大面积的推广和使用。因此,本文探讨了互连CAN总线协议和Ethernet协议的方法。本文根据研究需要,以32位ARM7系列LPC2292微处理器为核心,设计了CAN/Ethernet网关系统的总体结构,搭建了采用嵌入式Linux技术所需要的开发环境。主要的工作内容如下:选择合适的软硬件开发环境,完成嵌入式uClinux操作系统的硬件平台移植;设计了基于ARM7的CAN总线节点,编写基于嵌入式uClinux操作系统的底层CAN总线控制器的硬件驱动程序;实现PC机与ARM7处理器之间的以太网通信;进行两种总线协议的数据交换分析;最后,配合网关的实验测试设计了嵌入式webserver。本文所设计开发的CAN/Ethernet网关经过了实验测试,结果表明具备较好的易用性、稳定性,完全实现了通过以太网进行CAN总线网络信息收发的功能;并且由于嵌入式uClinux操作系统的移植,为网关完成复杂的协议转换提供了实时内核,实现了局域网内主机对CAN节点的实时访问。此网关的研究与应用为现场总线和以太网的结合提供了较好的思路,为现场总线的继续发展和以太网向工业设备底层的延伸找到了最好的结合点。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 本课题研究的目的和意义
  • 1.2 嵌入式LINUX 技术的特点
  • 1.3 国内外研究现状分析
  • 1.4 论文的主要研究内容
  • 1.5 本章小节
  • 第二章 网关的协议介绍和分析
  • 2.1 CAN 总线的协议简介
  • 2.2 ETHERNET 的协议简介
  • 2.3 本章小节
  • 第三章 嵌入式LINUX 操作系统――UCLINUX
  • 3.1 UCLINUX 内核和传统LINUX 内核的比较
  • 3.2 UCLINUX 成为嵌入式操作系统的优势
  • 3.3 UCLINUX 操作系统分析
  • 3.3.1 uClinux 内核源文件结构及功能
  • 3.3.2 uClinux 采用的小型化方法
  • 3.3.3 uClinux 开发环境
  • 3.4 本章小节
  • 第四章 嵌入式UCLINUX 操作系统在ARM7-LPC2292 平台的移植
  • 4.1 交叉编译开发环境的建立
  • 4.2 对UCLINUX 源码的修改
  • 4.3 UCLINUX 内核和用户程序的配置和编译
  • 4.4 UCLINUX 在目标板的移植
  • 4.4.1 建立Boot Loader 启动程序
  • 4.4.2 制作uClinux 根文件系统
  • 4.4.3 移植uClinux 内核相关文件
  • 4.5 本章小节
  • 第五章 UCLINUX 环境下CAN 总线控制器的驱动程序设计
  • 5.1 设备驱动模块化编程的基本原理
  • 5.2 驱动程序的分类
  • 5.3 CAN 控制器驱动所需要的开发环境
  • 5.4 UCLINUX 下CAN 总线设备驱动程序整体框架
  • 5.5 CAN 控制器驱动的模块化编程设计
  • 5.5.1 驱动程序的注册和注销
  • 5.5.2 CAN 控制器驱动与文件系统的关系
  • 5.5.3 设备的打开和释放
  • 5.5.4 设备的读写操作具体实现
  • 5.6 驱动程序的加载和使用
  • 5.7 本章小节
  • 第六章 嵌入式网关系统设计
  • 6.1 硬件系统的设计
  • 6.1.1 网关的核心处理器LPC2292
  • 6.1.2 网关核心处理器的外围设备
  • 6.1.3 网关系统结构设计
  • 6.2 软件程序的设计
  • 6.2.1 网关的工作原理
  • 6.2.2 网关的模块化设计思想和主流程
  • 6.3 设置NFS 服务器进行应用程序的开发和调试
  • 6.4 本章小节
  • 第七章 网关系统的应用测试
  • 7.1 CAN 接口的ZLGCANTEST 测试
  • 7.2 以太网接口的嵌入式WEBSERVER 测试
  • 7.2.1 服务器端嵌入式webserver 设计
  • 7.2.2 客户端与webserver 的动态交互----CGI 接口设计
  • 7.2.3 测试结果分析
  • 7.3 本章小节
  • 第八章 总结与展望
  • 8.1 论文总结
  • 8.2 工作展望
  • 参考文献
  • 发表论文和科研情况说明
  • 致谢

    • 相关论文文献

    • [1].基于uClinux的学习型遥控器设计[J]. 职教与经济研究 2011(04)
    • [2].uClinux的特点及在嵌入式系统中的应用[J]. 上海船舶运输科学研究所学报 2009(01)
    • [3].SOPC系统建立及uClinux移植实现[J]. 微计算机信息 2009(11)
    • [4].基于嵌入式uCLinux的网络实验设备的研制[J]. 实验室科学 2010(01)
    • [5].uClinux操作系统的移植[J]. 世界科技研究与发展 2009(01)
    • [6].基于S3C44B0X和uClinux的串口设备以太网接入设计[J]. 四川理工学院学报(自然科学版) 2008(05)
    • [7].基于uClinux嵌入式操作系统的串行接口电路设计[J]. 电脑知识与技术 2014(13)
    • [8].基于uClinux嵌入式网络的设计和实现[J]. 微计算机应用 2008(12)
    • [9].基于S3C44B0X的uClinux内核移植实现[J]. 电脑与电信 2009(11)
    • [10].基于uClinux的测井仪器调试台架前端机软件设计探究[J]. 电子测试 2014(18)
    • [11].基于嵌入式ARM-uClinux的ZigBee网络设计[J]. 仪表技术与传感器 2009(01)
    • [12].uClinux进程调度器的实现分析[J]. 微计算机信息 2008(05)
    • [13].基于ARM和uClinux的嵌入式系统的构建研究[J]. 通讯世界 2015(15)
    • [14].uClinux下动态Web技术的实现方法[J]. 信息通信 2014(01)
    • [15].基于uClinux的井下低压电器网络监控系统的设计[J]. 工矿自动化 2009(06)
    • [16].基于uClinux的BACnet网关的设计与实现[J]. 延边大学学报(自然科学版) 2008(01)
    • [17].uClinux在S3C4510B上的移植[J]. 软件 2011(06)
    • [18].基于JUPITER的uClinux移植及其应用实例[J]. 微计算机信息 2010(20)
    • [19].uClinux基于ARM9嵌入式系统的移植[J]. 才智 2009(07)
    • [20].uClinux在EP7312上的移植[J]. 电脑知识与技术 2008(32)
    • [21].基于ARM-uClinux的网络MP3设备的设计与实现[J]. 微计算机信息 2008(23)
    • [22].基于ARM的uClinux的移植研究[J]. 重庆职业技术学院学报 2008(05)
    • [23].基于uClinux的I~2C设备驱动的实现[J]. 电气时代 2012(01)
    • [24].基于ARM的嵌入式uClinux系统开发[J]. 长春理工大学学报(自然科学版) 2009(02)
    • [25].基于ARM的uClinux及其应用开发[J]. 软件导刊 2008(04)
    • [26].uCLinux引导程序设计及其在LPC2478上的实现[J]. 电脑知识与技术 2010(06)
    • [27].基于ARM的uClinux的移植方案[J]. 宁波广播电视大学学报 2010(03)
    • [28].基于uClinux的无线监控终端的设计与实现[J]. 国外电子测量技术 2009(02)
    • [29].一种基于S3C44B0平台的GPS终端[J]. 福建电脑 2008(12)
    • [30].嵌入式uClinux下的CAN总线设备驱动程序设计[J]. 微计算机信息 2008(08)

    标签：;  ;  ;  ;  

    基于嵌入式Linux技术的CAN/Ethernet网关设计
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5