基于EPA工业以太网的通讯卡研究

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近年来现场总线在自动化控制网络中的应用越来越多,但是由于现阶段多种现场总线标准并存,无法形成统一的国际标准,现场总线技术的发展受到了阻碍。在这种情况下,工业以太网技术逐渐发展起来。工业以太网技术采用以太网+TCP/IP的形式,并且拥有成本低廉、通信速率高、可利用资源丰富、安全性较好等优点,成为现场总线技术新的发展方向。   EPA标准由浙江大学联合国内几大高校共同开发,主要应用于工业测量与控制系统网络之中,并得到了国家“863”计划的支持,是我国第一个拥有自主知识产权的现场总线标准,在2007年成为国际电工技术委员会公布的IEC61158现场总线国际标准的类型之一。   EPA智能仪表的开发,对于EPA控制系统的推广具有重要的作用。为了能将普通的工业仪表应用到EPA网络中,本文提出了一种基于EPA工业以太网的通信卡设计方法,并对通信卡的软硬件结构进行了分析和叙述。   通信卡的硬件部分使用了高性能处理器AT91SAM7X256作为系统的主控制器,同时还拥有UART串行通讯模块、以太网接口模块,复位电路模块等。   软件方面,采用了模块化的设计方法。首先在AT91SAM7X256处理器上进行了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的移植,然后在操作系统中移植了TCP/IP协议栈LWIP。以这两者为基础进行了EPA通信协议的设计,实现了EPA标准中的通信调度管理实体、时钟同步等部分。并在文章的最后,提出了EPA用户层功能块的设计方法,并以雷达物位模块为例进行了叙述。   测试结果表明,使用EPA通讯卡的工业仪表能够被上位机用户组态软件所识别,通信卡具有良好的实时性和通信功能。
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