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随着计算机技术、网络技术、通信技术的发展,嵌入式系统已渗入到工业控制、智能建筑、消费电子、医疗器械等社会生产和生活的各个领域,极大地推动了社会生产力的发展,促进了人们生活质量的提高和生活方式的改变。课题针对工业控制、仪器仪表智能化和网络化的发展需求,面向工业控制和智能建筑领域,研究和开发了基于ARM9微处理器和嵌入式Linux操作系统的嵌入式工控网络平台系统。该32位嵌入式工控网络平台成本低、通用性强、工作稳定、界面友好,利用该系统能够部分取代工业PC机或PLC在控制现场的应用。
本文从软硬件两个方面论述了基于Linux的ARM9嵌入式工控网络平台的设计和实现,在硬件方面,在分析ARM内核处理器的基础上,自主开发以SamSumg公司S3C2410芯片为核心的嵌入式工控网络的硬件平台。平台按照工控机的模式设计了基于PC104系统的硬件结构,根据嵌入式工控网络平台的实际应用要求设计了相应的应用模块,主要包括以太网板卡、CAN总线板卡和带触摸屏的液晶显示等模块的设计。并完成了各个功能模块的接口函数,创建了应用函数库,为后面的代码应用和移植提供了方便。软件方面,分析了嵌入式Linux操作系统及其内核工作原理,成功的将嵌入式Linux系统移植到ARM微处理器网络平台中,并通过相应任务调度实例,对系统模块进行功能测试。并在此基础上开发设备的驱动程序及系统的图形用户界面,实现整个系统的上网、CAN总线通讯等功能。
最后,将嵌入式工控网络平台应用于“家庭智能无线网络”项目中,作为整个无线网络系统的通信和管理终端,实现了用户通过触摸屏和以太网对家用电器的集中和远程控制。测试结果表明:硬件平台各功能模块运行良好,嵌入式Linux内核可以成功实现对多任务的调度。设计的嵌入式工控网络平台达到了与其的效果。