基于arm技术的嵌入式网关设计

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1、基于ARM技术的嵌入式网关设计吴海平，等基于ARM技术的嵌入式网关设计DeignofARM_BaedEmbeddedGateway吴海平王慧锋（华东理工大学自动化与控制系，上海200237）摘要：为解决楼宇自动化系统中不同串行通信协议之间的软件接口问题，从而真正实现现场设备的远程监控与管理功能。为此提出了通过嵌入式网关实现不同串行通信协议到以太网协议的转换方案。嵌入式网关采用结构化设计，其核心的协议转换模块采用了基于ARM7TDMI内核的32位处理器，内嵌µCLinux操作系统。该网关实现了楼宇自动化系统中不同串行通信协议之间的转换，实现了统一监控的要求。关键词：嵌入式网关协议转

2、换模块监控中图分类号：TP31文献标识码：AAbstract：AsolutionforperformingconversionbetweendifferentserialcommunicationprotocolsandEthernetprotocolbymeansoftheembed-dedgatewayispresentedinordertoprovideinteroperabilitybetweencommunicationequipmentutilizingdifferentcommunicationprotocolsandthebuildingmanagementsys

3、tem，offeringremotemonitoringandmanagingfunctionforfielddevices.Theembeddedgatewayemploysmodulardesignwithitsprotocolconversionmodulebasedon32-bitARM7TDMIprocessorandusingembeddedµCLinuxoperationsystem.Thiscanpro-videconversionforavarietyofserialcommunicationprotocolsinthebuildingautomationsys

4、temandmeetrequirementsofcompliantmonitoring.Keywords：EmbeddedgatewayProtocolconvertingmoduleMonitoring性能、低功耗和低成本特性，同时外接了大容量0引言SDRAM和Flash存储器，以满足大数据量实时监控要楼宇自动化中使用了大量串行通信设备，它们采求；软件上采用嵌入式µCLinux操作系统，内嵌多个楼用了不同的串行通信协议，导致智能建筑管理系统宇自动化常用串行设备的通信协议，并通过开关选择（IBMS）和这些设备通信要时分别编写不同的软件接所接入设备对应的串口协议。通过运行开发的应用

5、软口，使得软件开发、维护和移植工作量增大，随着Inter-件最终实现串口设备到以太网的协议转换。net的发展，对现场自动化设备进行远程监控的需求越1嵌入式网关结构设计来越迫切，但由于现场设备没有以太网接口，很难实现一个嵌入式系统一般都由嵌入式计算机系统和执这些设备的远程监控与管理。行装置组成，其中嵌入式计算机系统是整个嵌入式系一种解决上述问题的有效方法就是为这些设备开统的核心，由硬件层、中间层、软件层和功能层组成。发具有以太网接口的串口网关。网关又被称为网间协本嵌入式网关是为实现特定的功能而设计的，其总体议变换器，用于连接采用不同通信协议的网络，实现网结构可简化为硬件层和软件层两

6、部分。硬件层由高性络之间的数据传输。当要求一个报文从一个网段发送能的微处理器和外围接口电路组成，软件层由实时操到另一个网段时，网关完成对该报文的接收、翻译与转作系统和在其上运行的软件构成，其结构如图1所示。发工作。此类网关传统上都采用8位或16位单片机来实现，受到运算能力、存储空间的限制，这些网关仅能提供低速和小数据量的以太网接入，而且实时性差，不能满足楼宇自动化大量监控数据传输要求。此外，这些网关设备只支持特定设备的协议转换，通用性较差，限制了其使用。图1系统结构图基于上述情况，我们设计了基于ARM的嵌入式可Fig.1Systemstructurediagram组态串口网关。在

7、硬件上采用三星公司基于嵌入式网关主要实现串口协议和以太网协议之间ARM7TDMI内核的32位处理器S3C4510B，它具有高《自动化仪表》第27卷增刊2006年5月75基于ARM技术的嵌入式网关设计吴海平，等的转换，采用了结构化设计方案，由协议转换模块、以太网。太网接口模块和串行接口模块等3部分组成，如图21.3串行接口模块所示。ARM芯片通过串行接口RS232接串行楼宇自动化设备。由于RS-232-C标准所定义的高、低电平信号与S3C4510B系统的LVTTL电路所定义的高、低