本文關(guān)鍵詞：基于ARM技術(shù)的CAN-PROFINET協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)研制

  更多相關(guān)文章： 網(wǎng)關(guān) 工業(yè)以太網(wǎng) 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFINET CAN

【摘要】：隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展,PROFINET已經(jīng)逐漸成為低壓配電系統(tǒng)中各設(shè)備間互聯(lián)通信的主流技術(shù)。通過標(biāo)準(zhǔn)PROFINET工業(yè)以太網(wǎng)接口可以實(shí)現(xiàn)智能斷路器與人機(jī)界面(HMI)、可編程邏輯控制器(PLC)等互聯(lián)通信,進(jìn)而組成大規(guī)模、高實(shí)時(shí)性的智能的低壓電器監(jiān)控系統(tǒng)。但是,基于CAN總線的智能斷路器依然占據(jù)市場(chǎng)的不少份額,而CAN-PROFINET協(xié)議轉(zhuǎn)換核心技術(shù)被少數(shù)廠商壟斷。因此,論文針對(duì)智能斷路器接入工業(yè)以太網(wǎng)的需求,設(shè)計(jì)了基于ARM技術(shù)的CAN-PROFINET協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)。論文的主要工作包括了：(1)完成了CAN-PROFINET協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)軟硬件設(shè)計(jì)。定義了CAN-PROFINET協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)與功能；根據(jù)設(shè)計(jì)方案制作了網(wǎng)關(guān)硬件；針對(duì)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)CAN總線最多可帶8個(gè)ETU從節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用需求,結(jié)合CANOpen、PROFINET協(xié)議棧固有的軟件架構(gòu),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的軟件、編寫設(shè)備描述文件；實(shí)現(xiàn)了CANOpen與PROFINET兩種協(xié)議應(yīng)用服務(wù)的映射,保證通信數(shù)據(jù)在CAN總線和PROFINET工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)上的無縫傳輸。(2)提出基于參數(shù)估計(jì)方法的總線利用率恒定控制算法。研究了CAN總線的關(guān)鍵性能指標(biāo)及其影響因素,針對(duì)CAN總線過程數(shù)據(jù)報(bào)文數(shù)量時(shí)變的特性,提出了相應(yīng)的優(yōu)化控制算法,并在實(shí)際協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)中進(jìn)行了驗(yàn)證。(3)測(cè)試了設(shè)計(jì)網(wǎng)關(guān)的綜合性能。驗(yàn)證協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的功能、性能及可靠性：對(duì)涉及可靠性的關(guān)鍵信號(hào)進(jìn)行測(cè)試評(píng)估；搭建CAN總線和PROFINET網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試環(huán)境,對(duì)協(xié)議報(bào)文進(jìn)行深度測(cè)試；按照協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的實(shí)際應(yīng)用背景,進(jìn)行系統(tǒng)組網(wǎng)測(cè)試。綜合測(cè)試的結(jié)果表明本項(xiàng)目研發(fā)的CAN-PROFINET協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)了預(yù)先設(shè)計(jì)的功能,具有性能好、可靠性高的特點(diǎn),完全能滿足復(fù)雜低壓電器系統(tǒng)通信需求。論文取得的進(jìn)展包括了：(1)結(jié)構(gòu)約束條件下的高可靠性網(wǎng)關(guān)硬件電路設(shè)計(jì),包括抗干擾、通信隔離、濾波、主子板接地等設(shè)計(jì)。(2)針對(duì)CAN總線過程數(shù)據(jù)報(bào)文數(shù)量時(shí)變的特性,提出的基于參數(shù)估計(jì)方法的總線利用率恒定控制算法,測(cè)試結(jié)果表明提出的算法保證總線利用率靜態(tài)收斂于設(shè)定值且受到干擾時(shí)動(dòng)態(tài)性能較好。(3)完成的協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)通過IEC 61000-6-2規(guī)定的抗擾度測(cè)試以及IEC 61000-6-4規(guī)定的輻射發(fā)射測(cè)試,并且還通過了PI組織的PROFINET一致性B類產(chǎn)品認(rèn)證,因此符合工業(yè)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可直接投放市場(chǎng)。論文的工作突破了現(xiàn)有技術(shù)壁壘,完成的CAN-PROFINET協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)在新一代智能低壓電器監(jiān)控系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：網(wǎng)關(guān) 工業(yè)以太網(wǎng) 現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFINET CAN
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP273;TM76
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 縮略詞8-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 引言12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)12-16
• 1.2.1 低壓電器通信技術(shù)的發(fā)展12-13
• 1.2.2 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展13-15
• 1.2.3 工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展15-16
• 1.3 本課題的研究意義16
• 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容與章節(jié)安排16-18
• 第二章 CAN-PROFINET協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)功能與組成18-30
• 2.1 網(wǎng)關(guān)功能18-22
• 2.1.1 項(xiàng)目目標(biāo)18-19
• 2.1.2 通信數(shù)據(jù)定義19-22
• 2.2 通信組成22-26
• 2.2.1 CAN通信22-24
• 2.2.2 PROFINET通信24-26
• 2.3 總體方案設(shè)計(jì)26-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 CAN-PROFINET協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)30-52
• 3.1 協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)硬件總體設(shè)計(jì)30-32
• 3.2 通信主板電路設(shè)計(jì)32-40
• 3.3 通信子板電路設(shè)計(jì)40-50
• 3.4 本章小結(jié)50-52
• 第四章 CAN-PROFINET協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)52-70
• 4.1 協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)軟件總體設(shè)計(jì)52-54
• 4.2 CANOPEN軟件架構(gòu)54-55
• 4.3 PROFINET軟件架構(gòu)55-58
• 4.4 協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)軟件實(shí)現(xiàn)58-65
• 4.5 GSDML設(shè)備描述文件的編寫65-67
• 4.6 本章小結(jié)67-70
• 第五章 協(xié)議轉(zhuǎn)化網(wǎng)關(guān)CAN總線性能優(yōu)化70-79
• 5.1 CAN總線利用率及時(shí)延性能分析70-73
• 5.2 基于參數(shù)估計(jì)的CAN總線性能優(yōu)化73-75
• 5.3 優(yōu)化算法實(shí)驗(yàn)測(cè)試及分析75-78
• 5.4 本章小結(jié)78-79
• 第六章 CAN-PROFINET協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)測(cè)試79-96
• 6.1 關(guān)鍵信號(hào)測(cè)試79-82
• 6.1.1 板間并口總線信號(hào)測(cè)試79-81
• 6.1.2 看門狗信號(hào)測(cè)試81-82
• 6.2 CAN總線測(cè)試環(huán)境搭建82-84
• 6.3 PROFINET網(wǎng)絡(luò)測(cè)試環(huán)境搭建84-89
• 6.4 系統(tǒng)組網(wǎng)測(cè)試89-94
• 6.4.1 測(cè)試目的89
• 6.4.2 測(cè)試環(huán)境89-91
• 6.4.3 測(cè)試內(nèi)容和步驟91-93
• 6.4.4 測(cè)試結(jié)果與分析93-94
• 6.5 本章小結(jié)94-96
• 第七章 總結(jié)和展望96-98
• 7.1 全文總結(jié)96
• 7.2 工作展望96-98
• 致謝98-100
• 參考文獻(xiàn)100-102
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果102-103
• 附錄 CAN-PROFINET協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)實(shí)物圖103-104

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉杰;嚴(yán)新平;楊勇;;基于協(xié)議轉(zhuǎn)換的分析儀器聯(lián)網(wǎng)方案[J];潤(rùn)滑與密封;2007年03期

2 周云華;王濤;于曉寧;;一種調(diào)度系統(tǒng)中高可靠性實(shí)時(shí)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2012年23期

3 劉希遠(yuǎn),沈國敏,李峰,陳非,李娟;編譯原理在通信協(xié)議轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用[J];甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2000年03期

4 張習(xí)發(fā);;多協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)在煙草信息化中的應(yīng)用[J];中國新技術(shù)新產(chǎn)品;2011年01期

5 肖閩進(jìn);張建生;過軍;趙泓揚(yáng);;數(shù)字電網(wǎng)變電所站內(nèi)智能設(shè)備協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制;2013年12期

6 何鑫;凌海風(fēng);張洋;賀偉雄;樓增龍;;基于ARM的裝備保障終端設(shè)備串口協(xié)議轉(zhuǎn)換[J];裝備制造技術(shù);2014年06期

7 夏繼強(qiáng),邢春香,何中文,滿慶豐;CAN-HOSTLINK協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊的設(shè)計(jì)[J];電測(cè)與儀表;2003年11期

8 陳曦,曾禮;基于智能模塊的RS-485通信協(xié)議轉(zhuǎn)換路由器[J];自動(dòng)化儀表;2002年03期

9 許濤;朱斌;馬軍強(qiáng);;加油機(jī)協(xié)議轉(zhuǎn)換為IFSF協(xié)議方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];中國信息界;2011年06期

10 張超;;基于OPC技術(shù)的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換平臺(tái)[J];企業(yè)技術(shù)開發(fā);2013年19期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 胡振剛;吳滌;;SNA應(yīng)用運(yùn)行在TCP/IP環(huán)境的實(shí)現(xiàn)[A];全國計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用年會(huì)論文集（2001）[C];2001年

2 李穎;宗竹林;;FC-AE-1553協(xié)議橋研究與控制程序設(shè)計(jì)[A];2009全國虛擬儀器大會(huì)論文集（二）[C];2009年

3 崔文劍;李春;;應(yīng)用并行I/O對(duì)象實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換[A];中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)、中國儀器儀表學(xué)會(huì)2004年西南三省一市自動(dòng)化與儀器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

4 時(shí)永強(qiáng);;基于MODBUS協(xié)議的PLC應(yīng)用系統(tǒng)[A];河南省冶金行業(yè)低碳冶金與節(jié)能減排學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2011年

5 曾翠榮;李斌;佘曼桂;;基于ARM的多協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及其路由設(shè)計(jì)[A];2010年通信理論與信號(hào)處理學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 鄧侃;Jabber對(duì)即時(shí)訊息的統(tǒng)一構(gòu)想[N];中國計(jì)算機(jī)報(bào);2002年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 梁亮;網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換工程實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];河北科技大學(xué);2015年

2 袁帥;基于ARM技術(shù)的CAN-PROFINET協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)研制[D];東南大學(xué);2015年

3 溫佳;智能用電互動(dòng)化系統(tǒng)及協(xié)議轉(zhuǎn)換[D];華北電力大學(xué);2012年

4 賈歡歡;通用短信平臺(tái)中協(xié)議轉(zhuǎn)換功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2010年

5 胡綿超;變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換的研究[D];華北電力大學(xué);2000年

6 黃敬禮;通用協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備研制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

7 聶磊;基于HART協(xié)議的智能儀表通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2008年

8 劉濤;工控網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];大連理工大學(xué);2007年

9 王愛學(xué);加油站設(shè)備通信協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)的研究[D];重慶大學(xué);2009年

10 蔣浩天;綜合網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議轉(zhuǎn)換的研究和實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2007年

，

本文編號(hào)：943300