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CANopen协议在RTU通信控制模块中的应用研究

作　者: 胡欣欣
导　师: 曹庆年
学　校: 西安石油大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: CAN CANopen 通信协议 远程测控终端
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 27次
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内容摘要


CANopen协议是一种开放的、标准的CAN现场总线的应用层协议，它的规范全集除了包括应用层和通信协议之外，还包括各种不同的框架、建议，以及标准的设备规范、接口协议与应用技术规范，支持不同制造商的设备互操作和互换。RTU远程测控终端，负责对现场数据采集、工业设备监测和控制，较适合于恶劣的工业现场环境中。本文以油田RTU的应用为背景，将CANopen协议应用于RTU上，不仅能对现场设备数据进行采集、传输，而且实现了对现场设备进行实时监控。本文首先提出了一种基于CANopen协议的RTU模块的监控系统，给出了以AT91SAM7X256微处理器为主控制器的嵌入式RTU模块的硬件设计；其次详细剖析了CAN总线以及CANopen协议，并对CANopen协议中的对象字典、PDO对象、SDO对象、NMT对象、特殊功能对象等进行了详细阐述。为了增加嵌入式RTU系统的可靠性和实时性，本监控系统选取了源码开放的μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统。最后，根据本监控系统的功能需求，在系统的主从RTU上实现CANopen协议，并进行测试。测试结果表明，基于CANopen协议的主从RTU节点通信正常，具有良好的可靠性和实时性。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-11
  1.1 课题研究的背景与来源  7-8
    1.1.1 课题研究的背景  7-8
    1.1.2 课题来源  8
  1.2 国内外研究现状与发展前景  8-9
    1.2.1 国内外研究现状  8-9
    1.2.2 发展前景  9
  1.3 课题研究的意义  9-10
  1.4 课题研究内容及篇章结构  10-11
第二章 系统硬件平台设计  11-21
  2.1 系统总体结构  11-12
  2.2 系统硬件设计  12-21
    2.2.1 ARM 嵌入式系统简介  12
    2.2.2 RTU 硬件设计  12-13
    2.2.3 AT91SAM7X256 微处理器介绍  13-14
    2.2.4 电源管理控制器 PMC  14
    2.2.5 先进中断控制器 AIC  14-16
    2.2.6 ARM 系统外围电路设计  16-19
    2.2.7 CAN 模块电路设计  19-21
第三章 嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的移植  21-30
  3.1 嵌入式操作系统概述  21-23
    3.1.1 嵌入式操作系统的特点  21
    3.1.2 μC/OS-Ⅱ操作系统  21-23
  3.2 μC/OS-Ⅱ的移植  23-30
    3.2.1 OS_CPU.H 的编写  23-25
    3.2.2 OS_CPU_C.C 的编写  25-26
    3.2.3 OS_CPU_A.ASM 的编写  26-30
第四章 CANopen 应用层协议分析  30-46
  4.1 CANopen 的层次结构  30
  4.2 CAN 总线协议  30-33
    4.2.1 CAN 总线概述  30-31
    4.2.2 CAN 报文格式  31-33
  4.3 CAL 协议  33
  4.4 CANopen 应用层协议  33-44
    4.4.1 CANopen 协议结构模型  33-35
    4.4.2 通信对象  35-40
    4.4.3 对象字典  40-42
    4.4.4 网络初始化和系统启动  42-44
  4.5 CANopen 网络的优势  44-46
第五章 CANopen 协议在 RTU 模块中的编程与调试  46-62
  5.1 CAN 通信程序设计  46-50
    5.1.1 CAN 控制器初始化  46-48
    5.1.2 CAN 报文发送和接收  48-50
  5.2 CANopen 协议的实现  50-59
    5.2.1 对象字典  50-53
    5.2.2 NMT 网络管理  53-55
    5.2.3 SDO 服务数据  55-57
    5.2.4 PDO 过程数据服务  57-59
  5.3 CANopen 网络通信  59-62
第六章 结束语  62-64
  6.1 论文完成的工作  62
  6.2 问题和展望  62-64
致谢  64-65
参考文献  65-67
攻读硕士学位期间发表论文  67-68
详细摘要  68-78

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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