基于嵌入式系统的CAN总线与基于嵌入式系统的以太网的网关设计

现场总线(Field Bus)是在工业控制现场应用的，在现场仪表和设备之间实现双向、串行、多点通信的数字通信系统。相应于控制局域网和Ethernet技术的突飞猛进，生产线程智能化仪表设备的快速发展，他们很多的被用于了生产现场，来满足各方面的要求，需要通过网关将两个部分连接起来构成一个完整的控制系统。控制局域网CAN有很多的优点，诸如可靠性高，通信速度快等优点，这使得它为了一种在工业中广泛应用的现场总线技术[1]。Ethernet技术自从诞生以来已经有了巨大的发展并取得了成功，它是一种成熟的网络互联技术，得到了广大厂商的支持，经过实践的验证，已经证明了Ethernet速度快，传输距离远等多方面的优点。但是它不能直接和工业设备相连来进行通信，而这些优点和缺点正好和现场总线相互弥补，所以将两种不同适用范围的网络进行连接以利用各自的优点实现对工业生产的监控和管理，这种连接就是通过网关来实现的。本文在深入的研究了以太网、CAN2.0B协议、TCP/IP协议的特点及实现原理，提出了一种以太网和CAN总线互联的网关模型，并提出了一种基于排队论的数据处理模型。本文以ARM9(核心芯片为S3C2440)为硬件平台，以嵌入式Linux为软件平台，进行硬件和软件设计，对CAN总线协议和TCP/IP协议进行转换，实现以太网与CAN总线之间的互联，允许在控制室内对现场中的设备进行访问，监控与管理现场控制系统。