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基于uClinux的电力通讯管理机的研究

作　者: 王华东
导　师: 李世光
学　校: 山东科技大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: uClinux 嵌入式系统 LPC2294 CAN TCP/IP
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 29次
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内容摘要

电力通讯管理机是电力自动化系统中重要的数据二次转发设备,在电力监控系统中发挥了重要的作用。近年来,嵌入式系统及高性能ARM微控制器的发展,为设计新产品奠定了软件和硬件的基础。论文在深入分析和研究了嵌入式系统的体系结构、uClinux嵌入式操作系统内核的基础上,基于LPC2294的硬件平台,设计了一种新型电力通讯管理机的方案。本系统在ARM硬件平台的基础上,利用嵌入式操作系统uClinux实现多种规约协议的转换。通讯管理机将现场采集来的数据转化为统一的TCP/IP协议数据包发送到上位机,同时也将上位机发来的TCP/IP数据包解包转换为符合现场设备协议的数据。系统总体分为硬件设计和软件实现两大部分。硬件部分包括:电源电路、液晶显示电路、RJ45电路、CAN接口电路、RS232/485接口电路以及GPRS通讯模块接口电路。软件部分包括:CAN控制器驱动、SPI驱动和TCP/IP协议的软件实现以及GPRS无线通讯的软件实现。此外,本文还对CAN、Modbus、TCP/IP协议进行了分析,分析了uClinux内核裁剪、移植的流程。电力通讯管理机主要实现上位机与现场设备的有效衔接,不仅应用于电力监控系统,也可以在煤炭综合自动化系统中作为二次转发设备。作者设计的系统仅实现电力通讯管理机的雏形,在完善功能方面都还需要进一步的分析、研究和调试工作。本文的工作为研发电力通讯管理机进行了有益的尝试。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
1 绪论  11-19
  1.1 课题研究的背景及意义  11-14
  1.2 国内外电力通讯管理机的现状  14-15
  1.3 嵌入式系统简介  15-16
  1.4 系统方案选择  16-18
  1.5 本文所作的工作  18-19
2 系统工作原理及设计思想  19-24
  2.1 系统工作原理  19-20
  2.2 系统设计思想  20-24
3 系统硬件电路设计  24-35
  3.1 微处理器LPC2294的概述  24-25
  3.2 CPU中央处理单元  25-29
  3.3 存储器扩展电路  29-31
  3.4 SPI扩展串口电路  31
  3.5 RJ45接口电路  31-32
  3.6 CAN接口电路  32-33
  3.7 GPRS通讯模块接口电路  33-34
  3.8 硬件电路的抗干扰设计  34
  3.9 本章小结  34-35
4 通讯协议分析  35-46
  4.1 OSI参考模型  35-37
  4.2 CAN技术规范  37-41
  4.3 TCP/IP协议  41-43
  4.4 Modbus协议  43-45
  4.5 本章小结  45-46
5 uClinux在LPC2294上的移植  46-52
  5.1 uClinux概述  46-48
  5.2 uClinux的开发流程  48-49
  5.3 LPC2294上uClinux移植代码的编译  49-50
  5.4 U-BOOT移植  50-51
  5.5 本章小结  51-52
6 系统的软件实现  52-78
  6.1 设备驱动程序  52-56
  6.2 CAN设备驱动程序的开发  56-63
  6.3 串口驱动的编写  63-65
  6.4 SPI驱动程序  65-66
  6.5 TCP/IP协议的实现  66-71
  6.6 各协议之间的转换  71-76
  6.7 GPRS数据传输  76-77
  6.8 本章小结  77-78
7 结论  78-80
致谢  80-81
参考文献  81-84
攻读学位期间发表的论文  84-85
附录A: DM9000E接口电路图  85-86
附录B: GPRS模块接口电路图  86

基于uClinux的电力通讯管理机的研究

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