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基于ARM的嵌入式网关多协议转换的研究

阎连龙  
【摘要】:计算机网络技术的飞速发展,引发了传统的计算机控制网络结构的深刻变革,也带动了嵌入式网络的发展。然而对于大量的还在使用8/16位低端处理器的嵌入式监控设备而言,实现TCP/IP协议是不现实的。本文通过对现有的嵌入式Internet实现方案的分析,提出了采用嵌入式网关实现控制网络接入Internet的方案。在信息技术的研究领域中,嵌入式网络是一个非常重要的研究方向,而在嵌入式网络中,嵌入式网关又是一个非常重要的组成部分,它对嵌入式网络技术的发展有着举足轻重的意义。 文中我们分析了构建嵌入式网关的一些关键技术,在对一些嵌入式技术进行分析的基础上,提出了一种嵌入式网关的设计方案,实现了CAN、RS-485与Internet之间的协议转换,并给出了具体实现。通过网关将嵌入式设备能连接起来形成一种分布式的网络,并提供一种成本低、可靠性高、灵活性好、控制方便的网络平台。嵌入式网络由网关通过网络接口接入各类网络,包括常见的Internet以及各种现场总线网络等,组成一个具有分布式网络信息处理能力和先进控制功能的网络系统。利用CAN、RS-485等总线将嵌入式设备组网,增加一个嵌入式 网关,网关将这些嵌入式设备组成的网络与Internet实现互连。Internet上面的各种通信协议均由网关完成,而嵌入式设备系统仅实现数据采集与控制。当其本地子网上某一设备请求服务时,嵌入式网关可以连接到Internet站点。相反,当一个网络应用需要通信时,嵌入式网关负责处理来自远程网间连接器的通信要求。处理器我们采用了三星公司的ARM7系列S3C44B0X处理器,嵌入式操作系统选用uClinux。本文主要对嵌入式网关的设计方案,嵌入式网关系统的软硬件设计,uClinux操作系统的移植,网关协议栈的协议设计与转换等做了深入研究。具体涉及到建立开发环境,调试硬件电路,运行操作系统,移植操作系统及其应用函数库,编写一些特定设备的驱动程序,TCP/IP协议、CAN协议、RS-485协议的详细设计与他们之间的协议转换实现等。 我们研究的这个嵌入式网关具有成本低,效率高的特点,有较高的实践和研究价值,值得推广。最后,本论文对所做的工作进行了总结,并且指出了本嵌入式网关后续开发需要完善的地方。


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