基于A(yíng)RM的橡塑機械雙層網(wǎng)絡(luò )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(xiàn)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)為支持的，集成了實(shí)時(shí)監視、現場(chǎng)操作、遠程維護為一體的雙層網(wǎng)絡(luò )型監控器。本設計實(shí)現了CAN底層的驅動(dòng)程序和總線(xiàn)上多任務(wù)按優(yōu)先級的調度執行，完成了嵌入式WEB服務(wù)器的移植和動(dòng)態(tài)訪(fǎng)問(wèn)模式的搭建。監控器已經(jīng)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(guān)鍵詞：橡塑機械、網(wǎng)絡(luò )、CAN總線(xiàn)、ARM9、嵌入式Linux

0 引言
橡塑機械是現代制造技術(shù)中一類(lèi)重要工具，是一種由數控裝置、伺服驅動(dòng)裝置、機床主體和其他輔助裝置構成的機電一體化產(chǎn)品，它被廣泛應用在橡塑產(chǎn)品加工制造領(lǐng)域。隨著(zhù)科技的進(jìn)步，橡塑機械正朝著(zhù)高速度、智能化、多功能化、高可靠性的方向發(fā)展。在監控系統方面，尤其是近年來(lái)，也發(fā)展得更為集成化、網(wǎng)絡(luò )化。作為提升橡塑機械性能的一個(gè)重要組成部分，其監控系統也得到了長(cháng)足的發(fā)展。本文設計了一款基于ARM9、嵌入式Linux以及CAN總線(xiàn)技術(shù)的應用于橡塑機械的雙層網(wǎng)絡(luò )監控器，并介紹了成功應用于橡塑機械的實(shí)例。

1 雙層網(wǎng)絡(luò )系統整體設計
系統基于工業(yè)現場(chǎng)監控集成化、自動(dòng)化的理念設計了下層CAN總線(xiàn)結構。在現場(chǎng)監控部分，監控器所需要完成的工作包括：通過(guò)CAN總線(xiàn)與底層控制器交互，讀取并顯示橡塑機械當前工作的狀態(tài)，配置并發(fā)送需要修改的運行參數。
在CAN現場(chǎng)總線(xiàn)的基礎上，基于遠程維護監控的理念，設計了上層的網(wǎng)絡(luò )支持。在上層網(wǎng)絡(luò )部分，監控器提供WEB服務(wù)器，根據遠程PC的請求發(fā)送相應的數據。網(wǎng)絡(luò )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(xiàn)控制器以及以太網(wǎng)控制器，因此通過(guò)MCP2510以及CS8900A分別擴展了CAN總線(xiàn)功能和以太網(wǎng)功能。以下對兩個(gè)擴展部分做重點(diǎn)介紹。
2．1 CAN總線(xiàn)擴展
MCP2510完全支持CAN總線(xiàn)V2．0A／B技術(shù)規范，能夠發(fā)送和接收標準和擴展報文，同時(shí)具備驗收過(guò)濾以及報文管理功能。該器件包含三個(gè)發(fā)送緩沖器和兩個(gè)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(guò)SPI通道訪(fǎng)問(wèn)MCP2510內部相應寄存器來(lái)確定具體的中斷事件，并對其做出處理。

如圖2所示，S3C2410通過(guò)SPI總線(xiàn)發(fā)送MCP2510控制命令以及需要傳輸的數據，通過(guò)MCP2510控制轉換以后生成總線(xiàn)報文，并通過(guò)光電隔離器6N137以及總線(xiàn)驅動(dòng)器8C250之后發(fā)送到CAN總線(xiàn)上。