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《西北工业大学》 2005年
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嵌入式工业以太网智能节点结构设计

马昕  
【摘要】:工业以太网智能控制节点是工业以太网的重要组成部分,其性能的好坏直接影响到工业以太网的实时性、可靠性等性能。目前工业以太网智能节点系统主要采用8位或16位处理器和非实时操作系统控制的体系结构,但是现代工业现场对以太网控制提出了更高的要求,尤其在工业控制中对实时性、可靠性要求较高。因此,传统的智能控制节点在各种情况下及时、准确的响应现场的事件将会是比较困难的。本文首先对工业以太网智能控制节点的体系结构、嵌入式实时操作系统和嵌入式TCP/IP协议栈技术进行了深入研究,提出了基于嵌入式技术的智能控制节点系统体系框架。在此基础上进行论证和分析,并设计了实验室原理样机,该样机设计采用基于ARM处理器作为处理器,运行实时操作系统,以以太网为通信媒介。 对于该实验室原理样机,本文按硬件体系和软件体系两部分进行分析和设计。在硬件体系上,智能控制节点的微处理器是32位的ARM处理器S3C44BOX,网卡芯片采用RTL8019AS,分别负责管理各自的硬件模块。在软件体系上,智能控制节点采用μC/OS-Ⅱ作为它的操作系统,嵌入式TCP/IP协议栈作为以太网通信传输协议,在该基础上进行驱动程序和应用软件的开发。最后讨论了试验结果。 通过最后的系统联调,该实验室原理样机达到了所设计的目的。论文的研究成果将是下一步工业以太网进入工业控制领域的现场层的重要的技术储备。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP273.5

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 杨慧;工业以太网EtherNet/IP协议分析研究[D];天津理工大学;2010年
2 李继胜;基于ARM芯片的嵌入式语音处理系统[D];陕西师范大学;2006年
3 赵海峰;一种嵌入式无线电通信监听录音系统设计与实现[D];苏州大学;2009年
4 魏一;基于双口RAM的EtherNet/IP与Modbus-TCP通信适配器研究[D];天津理工大学;2012年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张晓辉;嵌入式操作系统驱动程序开发[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2005年01期
2 陈玉,温阳东;分布式配电自动化系统的研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2005年03期
3 李鑫;马国利;王昆;;矿井自动化信息集成系统[J];安防科技;2006年02期
4 吴强;陈琨;;基于现场总线的火灾报警监控系统[J];安防科技;2006年08期
5 李昌红;刘玮;闫保中;肖忠炳;;基于VxWorks平台的MPEG4视频采集压缩系统设计与实现[J];安防科技;2007年02期
6 丁明勇;李昔华;代晓红;;基于LED技术的煤矿照明与安全监控系统[J];安防科技;2007年12期
7 刘振永;高恒志;;嵌入式系统在远程监控中的应用[J];安防科技;2008年06期
8 赵雨斌;苗满香;陈宇;;基于CAN总线的楼宇智能监控报警系统研究与设计[J];安防科技;2009年01期
9 李恩学;蔡荣海;;基于IME6400的MPEG-4嵌入式视频监控系统实现[J];安防科技;2009年12期
10 卫敏;HART调制解调器HT2012的原理和应用[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2004年Z1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张维勇;潘承锦;陆阳;;大坝安全监测系统结构设计及采样数据处理策略研究[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 刘暾东;郑国祥;骆勤强;;基于现场总线的造气炉智能控制研究[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
3 张静;吴敏;;钢铁工业筛焦过程自动控制系统设计与实现[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 陈景文;;造纸涂布机传动系统的研究与设计[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 夏林稳;谢涛;;综合自动化信息系统在秦源煤业的应用[A];安全高效矿井机电装备及信息化技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
6 赵勇;;PLC在选矿厂自动控制系统中的应用[A];2010'中国矿业科技大会论文集[C];2010年
7 王雷;余岩;崔俊元;冯萍;郭振禹;;Profibus-DP现场总线故障诊断方法[A];中国计量协会冶金分会2012年会暨能源计量与节能降耗经验交流会论文集[C];2012年
8 李佳;;PROFIBUS—DP现场总线技术在固定式串联补偿控制系统中的应用[A];2010年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C];2010年
9 周鼎;姜波;;XY·CN总线在智能停车场管理系统中的应用[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
10 王芳;;基于ARM9的数据采集系统设计[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张红兵;基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究[D];华南理工大学;2010年
2 赵虹;基于自由权矩阵的网络控制系统分析与设计[D];中南大学;2011年
3 陈曦;CAN总线实时性和可靠性若干问题的研究[D];天津大学;2010年
4 徐竟天;基于ARM9嵌入式和工业以太网的矿井瓦斯监控系统研究[D];西安科技大学;2011年
5 张军;电力系统保护电器网络化研究[D];河北工业大学;2011年
6 蒋学锋;重型商用车AMT坡道起步系统研究与开发[D];华中科技大学;2011年
7 李婵娟;安全关键实时通信协议研究[D];兰州大学;2011年
8 任雁铭;变电站计算机通信网络和系统的研究[D];华北电力大学;2000年
9 李毅;基于PVM的研究任务迁移,C++对象分布并行及Capability实现[D];电子科技大学;2001年
10 汤健彬;基于FF现场总线的FCS系统研究[D];浙江大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张海清;基于嵌入式系统的CAN总线汽车组合仪表的研究[D];安徽工程大学;2010年
2 刘经纬;基于DSP的VS1-12/M型永磁真空断路器同步控制系统的研究[D];河南理工大学;2010年
3 宫明广;基于ARM平台分布式测控终端设计[D];南昌航空大学;2010年
4 徐旭;基于ARM的电阻点焊控制器[D];南昌航空大学;2010年
5 张志伟;楼宇供暖节能系统的设计[D];山东科技大学;2010年
6 王岩庆;高校用水计量与远程抄表管理系统的设计[D];山东科技大学;2010年
7 王永;消防单兵综合信息采集系统研究[D];山东科技大学;2010年
8 张睿;农电自动抄表技术研究[D];山东科技大学;2010年
9 朱凯;基于ARM和μC/OS-Ⅱ的数据采集器的研究与设计[D];山东科技大学;2010年
10 叶智祥;基于ARM的以太网转换器研究及应用[D];长春理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴豫,孟宪元;Flash编程器的FPGA实现[J];半导体技术;2003年05期
2 宋一扬,李金平;基于ARM的实时语音识别系统在嵌入式系统中的应用[J];北方交通大学学报;2004年05期
3 陈升来,郭立红,谭振江,袁继侠;Win 2000下USB数据采集系统驱动程序开发[J];吉林大学学报(信息科学版);2003年02期
4 鲍雅萍;顾德英;;基于EtherNet/IP的电网监控和管理信息系统[J];电工技术;2007年08期
5 朱立洁,傅永根;多带激励语音压缩算法原理与仿真[J];电力系统通信;2003年02期
6 许璟峰;一种闪速存储器加载程序的设计方法[J];电脑知识与技术;2005年30期
7 邵贝贝;用自由软件开发嵌入式应用[J];单片机与嵌入式系统应用;2002年10期
8 谭月杰,丁晓明;用AMBE-1000实现的语音分组技术[J];单片机与嵌入式系统应用;2003年06期
9 倪敏,周怡颋,杨继堂;μC/OS-Ⅱ的任务切换机理及中断调度优化[J];单片机与嵌入式系统应用;2003年10期
10 林水明 ,章坚武;AMBE-1000在语音压缩中的应用[J];单片机与嵌入式系统应用;2004年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王霄峡;基于工业以太网的控制器研究与开发[D];浙江大学;2005年
2 陈惠滨;基于嵌入式系统的信息终端的设计[D];浙江大学;2005年
3 黄伟;便携式仓储盘点机硬件及系统软件设计与开发[D];大连理工大学;2005年
4 刘宇;掌上电脑原型样机软件系统开发[D];西北工业大学;2005年
5 朱晗鸣;嵌入式小词汇量语音识别系统的设计与实现[D];大连理工大学;2005年
6 丁继东;基于ARM处理器的串行通信与以太网协议的研究与应用[D];华东师范大学;2005年
7 肖俐平;基于ARM的武器系统数字化接口装置的研究[D];南京理工大学;2005年
8 徐志辉;基于ARM微处理器的嵌入式以太网接口的研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
9 许群岚;ARM平台下uClinux的移植与应用开发研究[D];中南大学;2005年
10 刘屏凡;uClinux系统软件在ARM上的开发与应用[D];天津大学;2005年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 杨青;基于ARM9的语音处理系统软硬件设计[D];南京理工大学;2009年
2 李玉凤;嵌入式系统的语音处理系统设计[D];南京理工大学;2010年
3 王耿;基于ARM9的G.729语音编解码算法的研究与实现[D];湖北工业大学;2012年
【相似文献】
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2 ;计算机及外设[J];今日电子;2007年04期
3 李怀俊,张学习,章云;工业以太网中嵌入式TCP/IP协议应用技术分析[J];广东工业大学学报;2002年04期
4 李彦卿;杨伯原;张洛平;;基于工业以太网的空气质量监测系统[J];机床与液压;2009年06期
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10 丁磊,费敏锐,陈维刚;基于协议互补法的嵌入式工业以太网与现场总线协议转换器[J];工业仪表与自动化装置;2005年06期
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2 成继勋;;研发新一代煤矿监控系统的若干新技术——现场总线、工业以太网和嵌入式计算机[A];第十四届全国煤矿自动化学术年会暨中国煤炭学会自动化专业委员会学术会议论文集[C];2004年
3 计宏;杜美明;;西门子PLC通过工业以太网读取继保数据的研究与应用[A];中国计量协会冶金分会2010年会论文集[C];2010年
4 郭颖;张振东;王雪梅;;嵌入式工业以太网[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
5 王保中;涂亚庆;张丽娟;;工业以太网与CAN现场总线的应用方案探讨[A];2005年中国智能自动化会议论文集[C];2005年
6 单伟振;李世银;孙彦景;赵正芳;;矿井风网监控系统的研究与实现[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(下册)[C];2008年
7 费敏锐;李力雄;;自动化领域的一些进展与评论[A];第三次全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2002年
8 林永君;金理鹏;杨照芬;罗兴宇;;基于一种智能前端的嵌入式工业以太网控制系统的实现[A];2006电力系统自动化学术交流研讨大会论文集[C];2006年
9 彭杰;应启戛;;工业以太网应用分析[A];全国冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年
10 周美娇;应启戛;彭杰;;用于过程控制的工业以太网通信模型[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
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1 叶林海;Moxa倾力工业以太网络产业[N];中国计算机报;2003年
2 记者 韩勇;选择EtherNet/IP把握工业以太网先机[N];中国包装报;2005年
3 雍忠玮;工业以太网受关注[N];中国计算机报;2002年
4 ;挑选嵌入式灶具鱼熊掌兼得之法[N];中国电子报;2006年
5 宋丁仪 DigiTimes;宏力与超捷扩大SuperFlash0.15微米工艺合作[N];电子资讯时报;2006年
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7 涂燕;烽火软件技术开发取得新突破[N];人民邮电;2010年
8 ;英特尔与升腾联手拓展嵌入式终端市场[N];人民邮电;2007年
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10 姜洋;我国嵌入式工程师日本抢手[N];中国计算机报;2007年
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1 张雷;工业以太网拓扑设计与优化研究[D];浙江大学;2012年
2 孟德腾;现代汉语嵌入式预制语块研究[D];中央民族大学;2011年
3 徐竟天;基于ARM9嵌入式和工业以太网的矿井瓦斯监控系统研究[D];西安科技大学;2011年
4 陈磊;从现场总线到工业以太网的实时性问题研究[D];浙江大学;2004年
5 吴修德;基于工业以太网的车间数字设备集成控制的关键技术研究[D];武汉理工大学;2007年
6 张勇;顶板动态监测集成技术研究[D];山东科技大学;2009年
7 杨林;基于工业以太网的运动控制系统关键技术研究[D];山东大学;2011年
8 云利军;网络化运动控制系统行为特性的研究[D];河北工业大学;2006年
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10 李中伟;供配电线路自适应保护系统的算法与通信研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
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1 马昕;嵌入式工业以太网智能节点结构设计[D];西北工业大学;2005年
2 孙磊;嵌入式以太网技术的研究[D];合肥工业大学;2004年
3 白景春;嵌入式通讯采集器的研究与设计[D];大连理工大学;2005年
4 朱洪;工业以太网在控制领域的研究与应用[D];南京工业大学;2003年
5 蒋勇;工业以太网远程桥接系统的研究[D];重庆大学;2002年
6 徐毓军;基于工业以太网的电动执行机构的设计和开发[D];清华大学;2003年
7 罗湘平;基于工业以太网的智能控制器设计[D];大连海事大学;2011年
8 黄清宝;基于工业以太网的专家控制[D];广西大学;2004年
9 刘杨;基于工业以太网和OPC的乌河综合自动化监控系统集成研究[D];新疆大学;2010年
10 上官小晶;基于B&R(贝加莱)PCC的工业以太网硅钢片横剪机控制系统设计和实现[D];上海交通大学;2007年
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