基于ARM的橡塑機械雙層網絡監控器設計
摘要:針對橡塑機械對監控的需求,設計了一款以AKM9、嵌入式Linux為核心,以CAN總線技術和網絡技術為支持的,集成了實時監視、現場操作、遠程維護為一體的雙層網絡型監控器。本設計實現了CAN底層的驅動程序和總線上多任務按優先級的調度執行,完成了嵌入式WEB服務器的移植和動態訪問模式的搭建。監控器已經成功應用于抽真空平板硫化機的控制系統中,并取得了良好的監控效果。
關鍵詞:橡塑機械、網絡、CAN總線、ARM9、嵌入式Linux
0 引言
橡塑機械是現代制造技術中一類重要工具,是一種由數控裝置、伺服驅動裝置、機床主體和其他輔助裝置構成的機電一體化產品,它被廣泛應用在橡塑產品加工制造領域。隨著科技的進步,橡塑機械正朝著高速度、智能化、多功能化、高可靠性的方向發展。在監控系統方面,尤其是近年來,也發展得更為集成化、網絡化。作為提升橡塑機械性能的一個重要組成部分,其監控系統也得到了長足的發展。本文設計了一款基于ARM9、嵌入式Linux以及CAN總線技術的應用于橡塑機械的雙層網絡監控器,并介紹了成功應用于橡塑機械的實例。
1 雙層網絡系統整體設計
系統基于工業現場監控集成化、自動化的理念設計了下層CAN總線結構。在現場監控部分,監控器所需要完成的工作包括:通過CAN總線與底層控制器交互,讀取并顯示橡塑機械當前工作的狀態,配置并發送需要修改的運行參數。
在CAN現場總線的基礎上,基于遠程維護監控的理念,設計了上層的網絡支持。在上層網絡部分,監控器提供WEB服務器,根據遠程PC的請求發送相應的數據。網絡結構如圖1所示。
2 硬件系統設計
硬件系統采用了以ARM9內核CPU為主體的組織體結構。選擇了S3C2410為核心,擴展了64M SDRAM和64M NAND FLASH的硬件系統。由于該CPU內部并未集成CAN總線控制器以及以太網控制器,因此通過MCP2510以及CS8900A分別擴展了CAN總線功能和以太網功能。以下對兩個擴展部分做重點介紹。
2.1 CAN總線擴展
MCP2510完全支持CAN總線V2.0A/B技術規范,能夠發送和接收標準和擴展報文,同時具備驗收過濾以及報文管理功能。該器件包含三個發送緩沖器和兩個接收緩沖器,能夠減少S3C241O芯片的管理負擔和軟件設計的負擔。
接口中使用了總中斷引腳INT,處理器在響應總中斷后,通過SPI通道訪問MCP2510內部相應寄存器來確定具體的中斷事件,并對其做出處理。
如圖2所示,S3C2410通過SPI總線發送MCP2510控制命令以及需要傳輸的數據,通過MCP2510控制轉換以后生成總線報文,并通過光電隔離器6N137以及總線驅動器8C250之后發送到CAN總線上。
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