基于工業(yè)Ethernet的嵌入式系統(tǒng)設計.pdf

1、嵌入式智能維護系統(tǒng)是融網(wǎng)絡通信技術、嵌入式計算機技術和自動化技術為一體,能嵌入和集成在被監(jiān)測對象中的嵌入式遠程監(jiān)測、診斷、維護和控制裝置.該文以基于工業(yè)Ethernet的嵌入式智能維護系統(tǒng)為研究對象,設計出一套結(jié)合了16位單片機SPCE061A和以太網(wǎng)控制芯片RTL8019as,以及實時嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的嵌入式智能維護系統(tǒng),應用于液壓電液位置伺服控制系統(tǒng)中,并通過工業(yè)Ethernet連入Internet/Intranet(企

2、業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng))實現(xiàn)與遠程主機PC的控制通信.該文的主要研究內(nèi)容如下:1.論文分析了目前基于工業(yè)Ethernet的嵌入式智能維護系統(tǒng)的應用研究發(fā)展現(xiàn)狀,根據(jù)具體研究對象的要求,確定出整體設計方案,提出了嵌入式系統(tǒng)的硬件環(huán)境的組成和操作系統(tǒng)的選擇,開發(fā)出一套用于電液位置伺服系統(tǒng)監(jiān)控的嵌入式智能維護系統(tǒng).2.在對系統(tǒng)選用嵌入式處理器SPCE061A進行分析后,選擇了一種具有實時多任務占先式特點的嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ,并完成了μC/OS-Ⅱ

3、的移植任務.對16位單片機SPCE061A和以太網(wǎng)控制芯片RTL8019as的硬件結(jié)構(gòu)和控制方式進行研究,完成了兩者的連接電路的設計和制板,并完成了硬件的初始化控制程序的編寫.3.根據(jù)具體的應用需要得出了嵌入式系統(tǒng)連入工業(yè)Ethernet所必須完成的TCP/IP協(xié)議的子集,并在此基礎上,在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)了所需的軟件協(xié)議,從而實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)和工業(yè)Ethernet的通信連接.同時,對于單片機和PC之間的通信控制協(xié)議進行研究,提出一套適合

4、于應用的通信控制協(xié)議完成單片機和PC機之間的信息交互,實現(xiàn)了對液壓設備的遠程監(jiān)控.4.分析比較了工業(yè)Ethernet相對于現(xiàn)場總線FCS在實時工業(yè)控制系統(tǒng)中的優(yōu)勢和不足之處,并針對其網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、實時控制、確定性等問題提出了改進措施,在此基礎上提出了將工業(yè)Ethernet和現(xiàn)場總線技術相融合的觀點.5.對于常用的數(shù)字PID算法進行分析,在嵌入式系統(tǒng)中完成了一種自適應PID控制算法,實現(xiàn)了對電液位置伺服系統(tǒng)的智能控制.論文成功的完成了基于微處