吴 鹏 汪秉文

(华中科技大学控制系 武汉 430074)

1 引言

随着自动化程度的提高和信息网络化进程的不断加快,自动控制系统所需的测控节点和测控参数越来越多,传感器数目也成倍增加,为了使智能仪表和上位机有效通信,控制系统采用网络化设计。在网络化控制系统中通常采用现场总线。

控制器局域网CAN(Controller A rea Network)是至今被批准为国际标准的少数的现场总线标准之一。CAN总线是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络,具有网络各节点数据通信实时性强、开发周期短、多主方式工作、采用非破坏性仲裁技术、短帧结构、强抗干扰和低耦合性、通信速率范围为5kbps/10km～1M bps/40m、可靠性很高而且性价比又比较高等诸多优点。正是因为上述的诸多优点它被广泛应用到汽车行业、机械工程、数控机床、医疗器械和机器人等各个领域当中,在当今的自动控制领域中发挥着重要的作用。

相对于CAN总线的诸多突出优点,传输距离和速率的有限限制了CAN总线在大型控制系统的应用,而在这方面工业以太网的发展正好迎合当今控制总线的发展趋势和要求,大数据量传输和远程监控和数据共享给予了工业以太网强劲的发展势头,被视为未来总线发展的方向。但由于工业以太网在现场控制方面的不完善与其他成熟现场总线标准相结合成为了现今控制总线领域发展的一大热点,也因此必将带动整个社会的发展。本课题就是在这种背景下提出了一种基于ARM的智能控制器的设计,它采用STM 32F107单片机为核心实现CAN总线网络与以太网的异构互联,理论上以太网技术将多个CAN总线子网结合在一起,有效利用其各自的优缺点实现互补。……