基于ARM的橡塑机械双层网络监控器设计

摘要：针对橡塑机械对监控的需求，设计了一款以AKM9、嵌入式Linux为核心，以CAN总线技术和网络技术为支持的，集成了实时监视、现场操作、远程维护为一体的双层网络型监控器。本设计实现了CAN底层的驱动程序和总线上多任务按优先级的调度执行，完成了嵌入式WEB服务器的移植和动态访问模式的搭建。监控器已经成功应用于抽真空平板硫化机的控制系统中，并取得了良好的监控效果。
关键词：橡塑机械、网络、CAN总线、ARM9、嵌入式Linux

0 引言
橡塑机械是现代制造技术中一类重要工具，是一种由数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置构成的机电一体化产品，它被广泛应用在橡塑产品加工制造领域。随着科技的进步，橡塑机械正朝着高速度、智能化、多功能化、高可靠性的方向发展。在监控系统方面，尤其是近年来，也发展得更为集成化、网络化。作为提升橡塑机械性能的一个重要组成部分，其监控系统也得到了长足的发展。本文设计了一款基于ARM9、嵌入式Linux以及CAN总线技术的应用于橡塑机械的双层网络监控器，并介绍了成功应用于橡塑机械的实例。

1 双层网络系统整体设计
系统基于工业现场监控集成化、自动化的理念设计了下层CAN总线结构。在现场监控部分，监控器所需要完成的工作包括：通过CAN总线与底层控制器交互，读取并显示橡塑机械当前工作的状态，配置并发送需要修改的运行参数。
在CAN现场总线的基础上，基于远程维护监控的理念，设计了上层的网络支持。在上层网络部分，监控器提供WEB服务器，根据远程PC的请求发送相应的数据。网络结构如图1所示。

2 硬件系统设计
硬件系统采用了以ARM9内核CPU为主体的组织体结构。选择了S3C2410为核心，扩展了64M SDRAM和64M NAND FLASH的硬件系统。由于该CPU内部并未集成CAN总线控制器以及以太网控制器，因此通过MCP2510以及CS8900A分别扩展了CAN总线功能和以太网功能。以下对两个扩展部分做重点介绍。
2．1 CAN总线扩展
MCP2510完全支持CAN总线V2．0A／B技术规范，能够发送和接收标准和扩展报文，同时具备验收过滤以及报文管理功能。该器件包含三个发送缓冲器和两个接收缓冲器，能够减少S3C241O芯片的管理负担和软件设计的负担。
接口中使用了总中断引脚INT，处理器在响应总中断后，通过SPI通道访问MCP2510内部相应寄存器来确定具体的中断事件，并对其做出处理。

如图2所示，S3C2410通过SPI总线发送MCP2510控制命令以及需要传输的数据，通过MCP2510控制转换以后生成总线报文，并通过光电隔离器6N137以及总线驱动器8C250之后发送到CAN总线上。