基于arm技术的can-profinet协议转换网关研制

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1、学校代码．：１０２８６ｈｌｖＳＶｌＢｉ分类号密级：公开ＵＤＣ６２１．３９－＾－：若＇？：－学号：＾．呵？觀，刑誦巧．辱學余魚大？曼龄工程硕±学位论文－ＰＲＯＦ基于ＡＲＭ技术的ＣＡＮＩＮＥＴ协议转换网关研制研究生姓名：袁帅导师姓名：徐平平申请学位类别工程硕±学化授予单仿《巧大举工程领域名称电子与通信工程论文答辩日期２０巧巧０８月２５日研究方向工业通信网络学化巧予日期２０巧年月日答辩委员会主席田锦评阅人田锦张源２０－１５年０８月２３日ＢａｓｅｄｏｎＡＲＭＴ

2、ｅｃｈｎｏｌｏｇｙＤｅｖｅ－ｌｏｐｍｅｎｔｏｆＣＡＮＰＲＯＦＩＮＥＴＰｒｏｔｏｃｏｌＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎＧａｔｅｗａｙ乂ＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒ化ｅＰｒｏ化ｓｓｉｏｎａｌＤｅｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｉｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｇＢＹＹｕａｎＳｈｕａｉＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆｅｓｓｏｒＸｕＰｉｎｉｎｇｐｇＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｔＪｕｎｅ２

3、０巧东南大学学位论文独创巧声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。３＇、日期４研巧生签名；Ｘ：敗叶东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研巧所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文文件，可Ｗ采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。本人电子文件

4、的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权东南大学研究生院办理。研巧生签名；导师签名期：摘要摘要随着智能电网的发展，Ｐ民ＯＦＩＮＥＴ已经逐渐成为低压配电系统中各设备间互联通信的主流技术。通过标准ＰＲＯＦＩＮＥＴ工业Ｗ太网接口可Ｗ实现智能断路器与人机界面（ＨＭＩ）、可编程遷辑控制器（ＰＬＣ）等互联通信，进而组成大规模、高实时性的智能的低压电器监控系统。但是，基于ＣＡＮ总线－的智能断路器依然占据市场的不少份额，而ＣＡＮＰＲＯＦＩＮＥＴ协议转换核必技

5、术被少数厂商垄断。因－此，论文针对智能断路器接入工业Ｗ太网的需求，设计了基于ＡＲＭ技术的ＣＡＮＰＲＯＦＩＮＥＴ协议转－换网关。论文的主要工作包括了：（１）完成了ＣＡＮＰＲＯＦＩＮＥＴ协议转换网关软硬件设计。定义了ＣＡＮ－ＰＲＯＦ网关的结构与功能网关硬件ＩＮＥＴ协议转换；根据设计方案制作了；针对协议转换网关ＣＡＮ总线最多可带８个ＥＴＵ从节点的应用需求，结合ＣＡＮＯｐｅｎ、ＰＲＯＦＩＮＥＴ协议巧固有的软件架构，设计并实现协议转换网关的软件、编写设备描述文件；实现了ＣＡＮＯｐｅｎ与ＰＲＯＦＩＮＥＴ两种协议应用服务的映射，保证通信数据在ＣＡＮ总线和ＰＲＯＦＩＮＥＴ

6、工业Ｗ太网络上的无缝传输。（２）提出基于参数估计方法的总线利用率恒定控制算法，。研究了ＣＡＮ总线的关键性能指标及其影响因素针对ＣＡＮ总线过程数据报文数量时变的特化提出了相应的优化控制算法，并在实际协议转换网关中进行了验证。（３）测试了设计网关的综合性能。验证协议转换网关的功能、性能及可靠性：对涉及可靠性的关键信号进行测试评估，对协议报文进；搭建ＣＡＮ总线和ＰＲＯＦＩＮＥＴ网络的测试环境行深度测试，；按照协议转换网关的实际应用背景进行系统狙网测试。综合测试的结果表明本项目－ＩＮＥＴ研发的ＣＡＮＰＲＯＦ协议转换网关实现了预先设计的功能，具有巧能好，、可靠性离的特

7、点完全能满足复杂低压电器系统通信需求。论文取得的进展包括了：（１）结构约束条件下的高可靠性网关硬件电路设计，包括抗干扰、通信隔离、滤波、主子板接地等设计。（２）针对ＣＡＮ总线过程数据报文数量时变的特性，提出的基于参数估计方法的总线利用率恒定控制算法，测试结果表明提出的算法保证总线利用率静态收敛于设３－－定值且受到干扰时动态性能较好。（）完成的协议转换网关通过圧Ｃ６１０００６２规定的抗扰度测试Ｗ—６－－及圧Ｃ１０００６４规定的福射发