基于RS-485/CAN总线嵌入式网关的设计与实现

论文摘要

物联网已经慢慢融入到我们的日常生活,所谓物联网就是指将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。基于这样的现状本文通过设计智能家居系统的嵌入式网关来对物联网进行一些深入的了解。本文在总结前人研究成果的基础上将先进的嵌入式技术、总线技术、网络技术和无线传输融合在一起,提出了一种基于RS-485总线、CAN总线的嵌入式网关设计方案。本方案可通过RS-485总线、CAN总线、GPRS和以太网相互通信来实现对不同接口设备数据的转发,进而对各总线上的模拟家电设备进行控制和监测。本文分析了当前国内外嵌入式网关的现状和未来发展方向,介绍了软硬件平台以及总体设计方案,给出了系统硬件构成,详细描述了网关的软件设计。其中网关硬件采用UP-NETARM2410-S嵌入式开发硬件平台,嵌入式Linux操作系统作为软件平台,内核采用嵌入式Linux2.4.18。驱动程序用到了RS-485接口驱动程序、CAN总线接口驱动程序、GPRS接口驱动程序和以太网口驱动程序。网关应用程序利用arm-linux-gcc进行交叉编译,然后将编译好的可执行文件上传到UP-NETARM2410-S,客户端采用VC 6.0作为编程环境,利用UDP协议实现数据的网络传输。应用本系统可通过以太网远程PC终端和手机对各总线上的节点设备进行监测和控制。

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第一章绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外现状

1.3 研究目标

1.4 研究内容

第二章硬件和软件平台

2.1 UP-NETARM2410-S开发板介绍

2.2 开发硬件环境

2.3 软件开发平台的建立

2.3.1 格式化Flash存储器

2.3.2 BootLoader的编译与安装

2.3.3 内核定制

2.3.4 文件系统制作

2.4 交叉编译

第三章总体设计方案

3.1 整体架构

第四章系统硬件设计

4.1 硬件设计方案

4.2 网关硬件设计

4.3 网关RS-485总线接口

4.4 网关CAN总线接口

4.5 网关GPRS接口

4.6 网关以太网接口

第五章软件设计

5.1 软件总体设计

5.2 内核配置与驱动程序

5.3 软件主要模块介绍

5.3.1 网关CAN总线接口模块

5.3.2 网关RS-485总线接口模块

5.3.3 GPRS模块程序设计

5.3.4 数据转发程序设计

5.3.5 设备信息维护

5.3.6 服务器端程序设计

5.3.6 远程客户端控制模块程序设计

第六章总结和展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

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