列车监控下EtherCAT通信系统研究与嵌入式Linux实现
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本文主要探讨了工业以太网EtherCAT通信系统的研究与仿真,针对列车监控及故障检测通信系统这一具体应用背景展开。作者汪雅楠,作为硕士研究生,专业领域是安全技术及工程,其导师为谭南林,于2011年进行了这项研究。
首先,研究者搭建了一个基于工业以太网EtherCAT的通信网络环境,利用主站软件Tw
inCAT进行配置与操作,确保了后续实验的顺利进行。通过深入研究,设计并实现了一个嵌入式Linux系统的 EtherCAT智能从站,包括硬件接口设计,如电路板制作,以及从站网卡驱动的开发,实现了EtherCAT网段内的包分发传输。
接着,文章着重讨论了工业以太网EtherCAT的时钟同步问题,构建了延时误差模型,并针对不同基本拓扑结构(星型、环形和总线型)进行了同步误差仿真和分析,得出了同步误差累积规律公式和参数,这对于优化主站的时钟同步算法提供了重要的理论依据。
在对比EtherCAT协议的优缺点后,作者提出了一个新的协议——EtherDOG,它扩展了EtherCAT的功能,支持无主站通信、主站竞争、并行传输以及基于拓扑结构的寻址。EtherDOG协议旨在支持通信节点的自治组织、适应性和模块化设计,具有很高的实用性。
关键词包括工业以太网、EtherCAT、嵌入式Linux、时钟同步以及通信协议。此外,文章还指明了该研究的分类号TP393.11,表明了其在工业自动化领域的研究定位。
这篇论文不仅深入研究了EtherCAT协议在工业应用中的实际操作,还在理论层面对其时钟同步机制进行了深入探讨,并创新性地提出了适应更高复杂度网络环境的 EtherDOG协议,为工业以太网通信系统的未来发展提供了有价值的技术参考。
2023-12-28 上传
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