信息技术的飞速发展,导致了工业领域的深刻变革,并逐步形成了工作在工业现场的分布式网络化控制系统。以太网作为办公环境下使用最广泛的通信方式,在工业界也越来越受到关注,特别在现场数据采集领域更是得到了很大的发展。本文中,对现在普遍应用的几种工业以太网实现方式的分类做了描述,它们包括:以太网加TCP、修改以太网MAC协议和增加中间软件层。本文重点讨论以太网加TCP和增加中间软件层两种方法。在前者的实现中,本文侧重高速传输技术,以提高工业现场数据采集设备在网络传输时的实时性和精确反应。其中,底层采集事务的定时器和DMA的合理设计,将很大地提高数据采集的效率。其次,用FAST TCP的思想优化TCP/IP协议栈的流量控制和拥塞机制将有效提升网络传输过程的效率。在增加中间软件层方法的实现中,针对以太网在实时性确定性上的不足,本文侧重于提出一种基于EPA思想的新的网络实时调度机制,结合时间同步协议,用增加实时调度层的方法解决了工业以太网设备在传输中的实时性和确定性问题。最后给出了一个完整的工业数据采集系统应用实例,结合了本文的研究和设计成果,作为验证和总结。