嵌入式可移动工业控制网关的设计与部分实现(软件)

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信息技术的迅猛发展正深刻改变着人们的生活方式和工作方式,对企业信息化和自动化领域的发展也产生了巨大的影响。其中出现的网络控制系统(NetworkedControlSystem,简称为NCS),即网络化的控制系统,又称为控制网络,是计算机技术、通信技术与控制技术发展和融合的产物,它可应用于几乎任何带有控制器的分布设备需要进行数据交换的场合。DCS、工业以太网和现场总线系统(FCS)都属于网络控制系统,它体现了控制系统向网络化、集成化、分布化、节点智能化的发展趋势,与传统控制系统相比具有无与伦比的优越性。网络控制系统经过30多年的发展,给工业自动化带来一场深层次的革命。现场控制终端单元日益智能化,控制的方式也正走向多智能控制单元的协同工作模式;以后的现场设备很可能不再是简单的传感器和控制器,而将是具有一定的自主控制、数据管理和通信能力的智能设备。现场设备之间通讯方式的选择,通信协议、通信技术的采纳和应用,在控制系统中显得越来越重要。当前在企业的信息化过程中,对工业自动化控制领域MODBUS设备的集成,往往需要有工业控制专业知识的人员和计算机开发人员互相支持,开发出复杂的源代码来实现。这样既费时又费力,很大程度上制约了企业真正信息化的快速实现。考虑到快速集成的可能性及工业环境的复杂性,实现具有工业控制协议MODBUS接口的可移动的Web控制器,具有很强的现实意义。 本文论述了作者在硕士学位论文工作期间在嵌入式Internet领域与工业控制领域所做的研究和实践工作。论文主要的工作围绕着实现具有MODBUS接口的可移动嵌入式Web服务器的具体工作展开。论文在uClinux嵌入式操作系统的基础上通过C语言实现了一个嵌入式可移动通用的具有MODBUS接口的Web服务器。该Web服务器支持RFC2616规定的HTTP协议,出于安全考虑,也支持RFC2617规定的HTTP的认证协议,同时,也提供了符合CGI1.1规范的接口。在Web服务器中,提出并实现了MODBUSOverHTTP的概念,使得MODBUS可以简便安全的穿越Internet/Intranet,最大限度地节约了企业投入;实现了MODBUS的通用接口,能实现从MODBUSTAG到MODBUS命令的自动映射,也能实现从MODBUS返回结果到预设格式的映射;实现了对MODBUS协议请求的独特优先级处理;系统也支持通用的CGI编程接口,嵌入式的Web服务器不仅可以利用浏览器提供的丰富的图形用户界面实现远程管理、监控MODBUS工控设备的功能,并且可以在服务器端进行进一步开发,提高设计效率;最后,系统还通过GPRS模块的监控来实现无线移动功能。
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