基于ARM的橡塑機械雙層網絡監(jiān)控器設計

摘要：針對橡塑機械對監(jiān)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(jiān)視、現場操作、遠程維護為一體的雙層網絡型監(jiān)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(yōu)先級的調度執(zhí)行，完成了嵌入式WEB服務器的移植和動態(tài)訪問模式的搭建。監(jiān)控器已經成功應用于抽真空平板硫化機的控制系統(tǒng)中，并取得了良好的監(jiān)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(fā)展。在監(jiān)控系統(tǒng)方面，尤其是近年來，也發(fā)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(jiān)控系統(tǒng)也得到了長足的發(fā)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(jiān)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(tǒng)整體設計
系統(tǒng)基于工業(yè)現場監(jiān)控集成化、自動化的理念設計了下層CAN總線結構。在現場監(jiān)控部分，監(jiān)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(tài)，配置并發(fā)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(jiān)控的理念，設計了上層的網絡支持。在上層網絡部分，監(jiān)控器提供WEB服務器，根據遠程PC的請求發(fā)送相應的數據。網絡結構如圖1所示。

2 硬件系統(tǒng)設計
硬件系統(tǒng)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(tǒng)。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(guī)范，能夠發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)送到CAN總線上。