【摘 要】
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随着无线技术的成熟和发展,其应用逐渐扩展到工业自动化领域。国内外许多公司、研究机构开始进行工业无线技术的研究,重庆邮电大学网络控制技术重点实验室也在国家863计划和重
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随着无线技术的成熟和发展,其应用逐渐扩展到工业自动化领域。国内外许多公司、研究机构开始进行工业无线技术的研究,重庆邮电大学网络控制技术重点实验室也在国家863计划和重庆市科技攻关项目的支持下,针对工业无线通信技术及应用展开研究。由于目前工业控制网络大多为有线控制网络,因此如何解决无线测控系统与有线控制网络互联问题已经成为工业无线技术研究课题之一。
本文首先介绍了工业无线技术及以太网的研究背景及现状,分析了工业无线测控系统与以太网互联时存在的问题,并给出了相应的解决途径--设计并实现一种用于接入以太网的工业无线网关。
本文第三章从分析无线网关功能需求入手,对工业无线网关的开发进行了总体设计。在硬件开发方面,采用了双处理器设计模式(CC2430+AT91R40008):CC2430芯片用于实现无线通信功能,AT91R40008用于实现以太网通信以及整个系统的管理功能。在软件开发方面,设计了网关模型,在此基础上给出了软件模块化设计方案,并简要介绍了软件开发环境。
第四章重点介绍了基于IEEE802.15.4的无线通信协议和基于TCP/IP的以太网协议的研究与实现,并在此基础上完成了无线网关协议转换。为提高系统运行效率,引入了嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ来管理软硬件资源。此外,针对协议转换涉及到的相关通信接口驱动如射频收发、网口驱动以及串口驱动等,本章也给出了其实现过程。
第五章研究了工业无线网关实现中涉及的相关支撑技术,如无线网络的管理、设备地址分配和管理、系统资源的管理以及为上层提供的服务和服务接口等,对这些支撑技术本章给出了相应的实现原理和流程。
最后,通过搭建测试平台和工业无线测控系统对无线网关相关功能进行了测试和验证。测试结果表明,无线网关完全实现了总体设计中提出的各项功能,较好的解决了无线测控系统与以太网的互联问题,基本满足工业应用需求。
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