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基于LwIP协议的网络化RTU研究与实现

2020-12-12阅读(737)

基于LwIP协议的网络化RTU研究与实现

论文摘要

远程测控终端RTU是自动测控系统的重要组成部分之一,负责对现场数据的采集、存储、监测、与上位机进行实时通信等功能,适用于恶劣的工作环境。将RTU通过以太网接入Internet,可以通过网络随时随地看到RTU采集到的信息,以及现场工作状态的正确性,从而实现对现场数据的实时监控功能。本文结合TCP/IP协议栈,以油田中RTU的应用为背景,选择了适合于嵌入式应用的LwIP协议,通过对LwIP协议的移植实现RTU与上位机之间的基于Internet的网络通信。本文详细分析了LwIP协议栈中IP协议、ICMP协议、TCP协议、UDP协议等几个关键模块,选取源码开放的实时嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ作为协议栈移植平台,将LwIP协议移植到具有μC/OS-Ⅱ实时操作系统的RTU上,实现RTU与上位机之间的基于Internet的网络通信功能。为了直观验证基于LwIP协议的网络化RTU与上位机之间的网络通信功能,本文在LwIP协议的应用层实现HTTP协议。上位机通过给RTU设置好的IP地址对RTU进行访问,上位机的浏览器通过网页的形式直观显示出RTU采集到的信息。测试结果表明,所设计的系统运行稳定，上位机与RTU之间的网络通信正常。本文是以油田中的远程监控系统为背景,由于油田环境的特殊性,这种基于LwIP协议的网络化RTU根据油田中具体的实际要求进行完善,具有一定的应用价值。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题研究的背景与来源
  • 1.1.1 课题研究的背景
  • 1.1.2 课题来源
  • 1.2 RTU简介
  • 1.2.1 RTU的发展
  • 1.2.2 RTU的优点
  • 1.3 国内外研究现状与发展前景
  • 1.3.1 国内外研究现状
  • 1.3.2 发展前景
  • 1.4 课题研究的目的及意义
  • 1.5 课题研究的主要任务及篇章结构
  • 第二章 LwIP协议的分析
  • 2.1 嵌入式TCP/IP协议栈概述
  • 2.2 TCP/IP与OSI体系结构的比较
  • 2.3 LwIP协议各层分析
  • 2.3.1 ARP协议
  • 2.3.2 IP协议
  • 2.3.3 ICMP协议
  • 2.3.4 TCP协议
  • 2.3.5 UDP协议
  • 2.3.6 HTTP协议
  • 第三章 系统硬件设计
  • 3.1 系统的层次模型
  • 3.2 系统的硬件设计
  • 3.2.1 嵌入式系统的特点
  • 3.2.2 ARM技术介绍
  • 3.2.3 RTU硬件设计
  • 3.2.4 RTU中主要芯片介绍
  • 3.2.5 ARM系统外围电路设计
  • 第四章 系统软件设计及LwIP协议的实现
  • 4.1 嵌入式操作系统简介
  • 4.2 μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统的移植条件
  • 4.3 μC/OS-Ⅱ的体系结构
  • 4.4 μC/OS-Ⅱ在AT91 SAM7X256上的移植
  • CPU.H的编写'>4.4.1 文件OSCPU.H的编写
  • CPUC.C的编写'>4.4.2 文件OSCPUC.C的编写
  • CPUA.S的编写'>4.4.3 文件OSCPUA.S的编写
  • 4.5 LwIP协议在RTU上的实现
  • 4.5.1 LwIP协议的进程模型
  • 4.5.2 操作系统模拟层的实现
  • 4.5.3 LwIP协议的初始化
  • 4.5.4 底层网络接口的实现
  • 第五章 LwIP协议的测试方案
  • 5.1 上位机与RTU的通信过程
  • 5.2 Web服务器的实现
  • 5.3 系统测试结果
  • 第六章 结束语
  • 6.1 论文完成的工作
  • 6.2 问题和展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表论文
  • 详细摘要

    • 相关论文文献

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