ARM架构下以太网与CAN总线网关的设计与实现

"基于ARM的以太网网关设计与实现，利用CAN2.0协议、TCP/IP协议，通过SBC6845 ARM开发板（基于ARM9的AT91SAM9G45处理器）和嵌入式Linux系统，实现以太网与CAN总线的互联。" 在现代工业自动化系统中，网络通信起着至关重要的作用。本文探讨了一个关键的技术问题，即如何将传统的工业设备，如使用CAN（Controller Area Network）总线的设备，与现代的以太网技术相结合，以实现远程监控和管理。CAN总线以其高可靠性、实时性和灵活性在工业领域广泛应用，而以太网则以其高效的数据传输和稳定性在互连网络中占据主导地位。 本文首先深入研究了CAN2.0协议，这是一个用于车辆和工业自动化领域的低层通信协议，它提供了可靠的错误检测和报文传输机制。同时，文章也分析了TCP/IP协议栈，这是互联网通信的基础，包括TCP（传输控制协议）确保数据的可靠传输，以及IP（因特网协议）负责数据包的路由。 接着，作者提出了一个基于ARM架构的以太网到CAN总线的网关设计方案。这个网关使用了SBC6845开发板，该板载有ARM9处理器AT91SAM9G45，它提供了足够的计算能力来处理协议转换。软件部分选择了嵌入式Linux系统，因为它提供了丰富的开发工具和稳定的运行环境。具体实现中，采用了GEDIT工具进行软件设计，并利用多线程技术，创建了4个线程来分别处理上行和下行数据的存储与转发，确保数据在两个网络之间的顺畅流动。 在网关设计中，关键在于CAN总线协议和TCP/IP协议的转换。网关需要接收来自以太网的TCP/IP数据包，解析其内容，然后按照CAN总线的格式重新打包并发送给现场设备。相反，当CAN总线上的设备发送数据时，网关会捕获这些数据，转换成TCP/IP格式，再通过以太网发送出去。这种转换使得控制室可以通过以太网接口对现场设备进行远程访问、监控和管理。 经过实际测试，该设计成功实现了预期功能，证明了基于ARM的以太网网关在整合传统与现代通信技术方面的有效性和实用性。这一成果对于提升工业自动化系统的远程监控能力和网络化水平具有重要意义，同时也为其他类似项目提供了参考和借鉴。 关键词：Linux，CAN总线，以太网，网关