基于工业Ethernet的嵌入式智能维护系统

嵌入式智能维护系统是融网络通信技术、嵌入式计算机技术和自动化技术为一体，能嵌入和集成在被监测对象中的嵌入式远程监测、诊断、维护和控制装置。本文以基于工业Ethernet的嵌入式智能维护系统为研究对象，设计出一套结合了16位单片机SPCE061A和以太网控制芯片RTL8019as，以及实时嵌入式操作系统µC/OS－Ⅱ的嵌入式智能维护系统，应用于液压电液位置伺服控制系统中，并通过工业Ethernet连入Internet/Intranet（企业内联网）实现与远程主机PC的控制通信。目 录
摘 要 I
Abstract Ⅱ
第一章 绪论 1
1.1 嵌入式系统的定义、概念 1
1.2 嵌入式系统的组成、特点与意义 1
1.2.1 嵌入式系统的组成 1
1.2.2 嵌入式系统的特点： 2
1.2.3 嵌入式系统的研究意义 2
1.3 嵌入式系统的应用及发展趋势 2
1.4 本课题的研究意义、目标及主要内容 3
1.4.1 本课题的研究意义 4
1.4.2 本课题的研究目标及主要内容 5
1.5 本课题的研究的重点和难点 5
第二章 嵌入式操作系统 7
2.1 嵌入式操作系统的概念 7
2.2 嵌入式操作系统的特点 7
2.3 嵌入式操作系统的分类 8
2.4 嵌入式实时操作系统 9
2.5 实时多任务嵌入式操作系统——µC/OS－Ⅱ 10
2.5.1 µC/OS－Ⅱ实时操作系统介绍 10
2.5.2 µC/OS－Ⅱ实时操作系统内核的工作原理 12
2.5.3 µC/OS－Ⅱ实时操作系统内核的特点 13
2.6 µC/OS－Ⅱ实时操作系统在单片机上的移植和实现 14
2.6.1 µC/OS－Ⅱ系统的结构分析与移植 14
2.6.2 µC/OS－Ⅱ系统移植的实现 16
2.7 本章小结 20
第三章 嵌入式系统连入Internet的方法与实现 21
3.1 嵌入式Internet的概念 21
3.2 嵌入式系统连入Internet的技术模型 22
3.3 嵌入式系统连入Internet的硬件实现 24
3.3.1 凌阳16位单片机SPCE061A 24
3.3.2 以太网控制芯片RTL8019AS 26
3.3.3 微处理器SPCE061A和网卡芯片RTL8019as的硬件接口电路设计 29
3.4 嵌入式系统连入Internet的软件实现 29
3.4.1 微处理器SPCE061A的初始化编程 30
3.4.2 网卡芯片RTL8019as的初始化编程 31
3.4.3 网卡芯片RTL8019as接受和发送数据报的编程实现 33
3.5 本章小结 37
第四章 嵌入式系统的TCP/IP协议的实现 38
4.1 嵌入式系统TCP/IP协议的选择 38
4.1.1 TCP/IP协议的介绍 38
4.1.2嵌入式系统TCP/IP协议的选择 41
4.2 嵌入式系统TCP/IP协议的实现 44
4.2.1 以太网802.3协议的实现 44
4.2.2 ARP应答协议的实现 45
4.2.3 IP协议的实现 46
4.2.4 ICMP（Ping）协议的实现 48
4.2.5 UDP协议的实现 49
4.3 本章小结 51
第五章 嵌入式系统在液压控制中的应用 52
5.1 基于工业以太网的控制系统 52
5.2 嵌入式液压控制系统的设计 54
5.3 嵌入式PID控制器算法设计 54
5.3.1 位置式PID控制算法 54
5.3.2增量式PID控制算法 55
5.3.3 自适应PID控制器NNC 56
5.4 嵌入式液压控制系统的软件实现 58
5.4.1 PC端网络控制程序的编写 58
5.4.2 单片机控制程序的编写 59
5.4.3 嵌入式系统中通讯协议的设计与实现 60
5.5 本章小结 62
第六章 总结与展望 63
6.1 总结 63
6.2 研究展望 63
参考文献 65
致 谢 67