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工业以太网EtherCAT通信系统的研究与仿真
| 论文题名： | 工业以太网EtherCAT通信系统的研究与仿真 |
| 关键词： | 工业以太网;时钟同步;EtherCAT协议;通信系统;列车监控 |
| 摘要： | 本文以列车监控及故障检测通信系统为应用背景，基于工业以太网EtherCAT协议进行从站设备研究与协议建模仿真分析，为工业以太网EtherCAT在列车通信系统中的应用提供技术参考。 首先，建立EtherCAT通信网络环境，简要分析了主站软件TwinCAT对EtherCAT的配置与使用，为下一步的研究完成环境配置。 然后，基于EtherCAT从站芯片及协议，设计了基于嵌入式Linux系统的EtherCAT智能从站。进行硬件接口设计及从站其他功能模块的配置，最终设计制作完成硬件电路板。完成了系统剪裁移植及从站网卡驱动开发，基于EOE协议实现了以太网包在EtherCAT网段内的分包传输，并建立了Boa网页服务器测试，最终实现了EtherCAT从站内的监控网页服务器，并测试了网络性能。 另外，建立了工业以太网EtherCAT的时钟同步延时误差模型，并建立了引入误差量的时钟同步算法及仿真程序。基于EtherCAT网络的三种基本拓扑结构，进行同步误差仿真及分析，总结出三种拓扑结构的同步误差累积规律公式及累积参数。累积规律公式为实际应用中构建复杂拓扑结构提供了理论参考，并可以用于改进主站的时钟同步算法。 最后，在比较分析EtherCAT协议的优缺点之后，本文提出了一种新的基于EtherCAT、改变而成的EtherDOG协议，能够实现无主站通信、竞选主站、并行传输、根据拓扑结构寻址等功能，并建立模型仿真分析EtherDOG协议的可行性。EtherDOG协议可以为通信节点自组织、自适应及微网段模块化提供通信技术支持。 |
| 作者： | 汪雅楠 |
| 专业： | 安全技术及工程 |
| 导师： | 谭南林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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