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随着计算机技术、微电子技术和通信技术的飞速发展,使得传统的控制系统(如DCS等)在结构上和性能上都发生了巨大的飞跃,逐步形成以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统即现场总线系统。但是由于多种现场总线并存、无法统一,导致不同的现场总线不能实现互操作性,阻碍了现场总线技术在监控领域的迅速发展,尤其是远程控制方面。通信技术的不断进步,应用TCP/IP技术的以太网可以满足控制系统的各个层次通信的要求,将分布的孤立的现场设备和设备控制人员以及企业管理系统中的管理人员作为网络节点,通过以太网有机的连接起来,实现底层现场设备到远程设备控制端、管理信息系统的直接通信。正是在这种发展趋势和中国科技部“863”计划支持下,针对工业测量与控制系统网络通信特点,以以太网(和无线技术)、TCP/IP为基础的《用于工业测量与控制系统的EPA通信标准》被浙江大学等提出。
该课题研究和设计目标是设计一个能够通过EPA网桥就直接挂接在EPA网络上的智能测量节点。项目的重点是如何在现有的开放的TCP/IP协议栈下实现EPA协议栈。项目的难点是设计一个嵌入式系统,它涉及的领域牵涉广泛,从硬件的芯片设计、电路与外围设备到软件、韧件到系统整合。
该文按照完整的软件工程思想来组织,研究和设计的是基于EPA网络协议的智能仪表接点。论文首先阐述了进行了产品研发前的调研和系统的选型,以保证开发的产品具有很强的竞争力和很好的前景;然后对采用的研发套件进行评估;最后才是参考套件提供功能,结合需要开发系统的要求进行设计,设计部分包括硬件系统及其驱动程序的设计和系统软件的设计。硬件系统的主要功能模块包括HHARM2410套件的核心板和自主开发的底板两大部分。软件系统的操作系统为ARMLinux,在底层驱动方面,主要考虑到以太网、USB及RS232串行通信、液晶电路,触摸屏电路及实时时钟电路的驱动程序。软件设计是系统具体功能实现的部分,包括已有软件移植和新功能的编写,主要是修改Linux中的TCP/IP协议栈程序使之符合EPA协议。