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基于ARM-μClinux的串口设备联网服务器开发

许振山  
【摘要】:在电力系统自动化控制及其他工业控制领域,众多设备的对外通讯接口仍然是低速串口。串口由于其易用性、可靠性及相对于工控设备而言足够高的通信能力而长盛不衰。然而,串口有一个重大弱点就是传输距离短且无法与网络直接相连,造成设备无法实现远程控制及数据共享,而这些恰恰是实现工业控制高度自动化的必须条件。因此,要求设计一种使串口设备快捷方便地实现联网功能的装置,而且要求其成本低廉,我们称之为串口设备联网服务器或串口网桥。 本文设计的串口设备联网服务器旨在为RS-232串口设备提供联网能力。装置主要完成主机与串口设备间交流数据的过滤与转发功能,将RS-232数据转换成TCP/IP协议数据报,使设备数据可以在Internet或Intranet上流通、共享。 本文介绍了基于ARM微处理器S3C4510B及嵌入式μClinux操作系统的串口设备联网服务器的系统开发与设计实现过程。主要有三部分内容:硬件平台设计与实现部分,介绍设备硬件设计,以及基于ARM微处理器平台的设计开发方法;设备固件程序设计部分,介绍μClinux开发环境的建立、TL16C554 UART设备驱动程序的开发、μClinux环境下的UDP Server和PC端UDP Client应用程序的编写以及信号量和多线程的应用;主机端设备驱动程序设计部分,阐述设备驱动程序的总体结构及设计思路,对驱动程序的分层结构、数据流程、开发方法,以及虚拟串口驱动程序与网卡驱动程序之间的连接方式进行了详细描述,并介绍了该驱动程序的加载方式和使用方法。最后给出了PC端试验程序对设备进行功能及性能测试的结果。


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