论文中英文翻译(译文)

编号：桂林电子科技大学信息科技学院

毕业设计(论文)外文翻译

（译文）

系别：电子工程系

专业：电子信息工程

学生姓名：韦骏

学号：0852100329

指导教师单位：桂林电子科技大学信息科技学院姓名：梁勇

职称：讲师

2012 年6 月5 日

设计与实现基于Modbus 协议的嵌入式Linux 系统

摘要：随着嵌入式计算机技术的飞速发展，新一代工业自动化数据采集和监测系统，采用核心的高性能嵌入式微处理器的，该系统很好地适应应用程序。它符合消费等的严格要求的功能，如可靠性，成本，尺寸和功耗等。在工业自动化应用系统，Modbus 通信协议的工业标准，广泛应用于大规模的工业设备系统，包括DCS，可编程控制器，RTU 及智能仪表等。为了达到嵌入式数据监测的工业自动化应用软件的需求，本文设计了嵌入式数据采集监测平台下基于Modbus 协议的Linux 环境采集系统。串行端口的Modbus 协议是实现主/从式，其中包括两种通信模式：ASCII 和RTU。因此，各种药膏协议的设备能够满足串行的Modbus通信。在Modbus 协议的嵌入式平台实现稳定和可靠。它在嵌入式数据监测自动化应用系统的新收购的前景良好。关键词：嵌入式系统，嵌入式Linux，Modbus 协议，数据采集，监测和控制。

1、绪论

Modbus 是一种通讯协议，是一种由莫迪康公司推广。它广泛应用于工业自动化，已成为实际的工业标准。该控制装置或不同厂家的测量仪器可以链接到一个行业监控网络使用Modbus 协议。Modbus 通信协议可以作为大量的工业设备的通讯标准，包括PLC，DCS 系统，RTU 的，聪明的智能仪表。随着嵌入式计算机技术的飞速发展，嵌入式数据采集监测系统，使用了高性能的嵌入式微处理器为核心，是一个重要的发展方向。在环境鉴于嵌入式Linux 的嵌入式工业自动化应用的数据，一个Modbus 主协议下的采集监测系统的设计和实现了这个文件。因此，通信设备，各种药膏协议能够满足串行的Modbus。

2、Modbus 协议简介

Modbus 协议包括ASCII 码，RTU 和TCP 传输模式，支持传统的RS - 232 和RS - 422，RS - 485 和以太网设备。至于串口的Modbus 设备，控制器，在标准的Modbus 网络协议可以建立在两个传输模式：ASCII 模式或RTU 模式种。至于以太网的Modbus 设备，传输模式是Modbus / TCP 协议。相同的传输模式和参数必须选择在网络上所有设备的Modbus。Modbus 协议是独立于硬件。取而代之的是物理层，它只定义了利用结构的资料，该控制器能够区分的。然而，网络式的沟通是没有定义。Modbus 协议规定了信息和数据结构，指挥和响应方式。该协议以主/从方法用于数据通信。主机

发出的请求信息，而从机产生响应信息和主返回到正确的信息作出反应的要求后接收。主机还可以将信息发送到修改了数据的从机。

Modbus 协议需要验证数据。串行协议具有校验，此外，ASCII 模式采用LRC校验，RTU 模式和使用16 CRC 校验。但是，TCP 模式没有额外规定检查，因为TCP 协议是一个可靠的协议，面临的连接。此外，使用的Modbus 主从方式，接收和发送在固定时间内的资料。在实务上，如果某些从属设备分开，主可以诊断它，故障被修复后，网络可以自动连接。因此，Modbus 协议是可靠的。由于Modbus 协议的消息结构，每个控制器需要一台设备的地址，这是用来区分消息和法官会采取什么行动进行。如果响应是必要的，控制器将产生答复和Modbus 协议传送到查询的一面。该系统的设计它是嵌入式数据采集系统的总体结构图。在这个系统中，嵌入式数据采集平台是核心和控制设备的数据通信与嵌入式数据采集平台的Modbus 协议的Modbus 从站通过各种。因此，数据采集，数据分析后，通过TCP /IP 是实现预处理的数据传输给操作员和工程师监测中心站。工业级微处理器是Atmel 公司的AT91RM9200 的作为嵌入式数据采集平台的核心。在嵌入式数据采集平台集成多种周边连接此外，包括串口，CAN 总线接口，使AD / DA 接口，RS485 接口，SD / MMC 卡读写器，JTAG 和调试调试接口等，18 英寸TFT 真彩色液晶显示屏，它可以在数据可能被用于演示，也有触摸屏的功能，也集成在该平台。嵌入式Linux 操作系统中使用的嵌入式数据采集平台，以及Modbus 协议主功能得以实现。因此，嵌入式平台，可以通过串口读了Modbus协议奴隶的数据，并显示在LCD（触摸屏）被处理后，分析和数据。同时，可以传输数据，通过以太网接口的嵌入式平台，以供进一步的监测和管理监测中心经过分析和处理中。

4、设计与Modbus 协议的嵌入式Linux 环境下执行

4.1、嵌入式Linux 系统及移植随着Linux 的发展方向之一，嵌入式Linux 有许多成功和成熟的产品。稳定性，可靠性和高效率的嵌入式Linux 正在证明了的事实。嵌入式Linux 开放的源代码，提供技术支持，具有良好的可扩展性广泛，支持多种硬件。所有这些都是嵌入式Linux 的优势。该系统采用嵌入式的硬件环境为Linux 操作系统和ARM9。目前，臂Linux 支持公司的一系列的ARM 处理器，包括ARM610，ARM710，ARM720Tcores，ARM920Tcores，StrungARM110，SrtongARM1100，XScale 和等是Atmel 的AT91RM9200 的板的使用为目标，在这个文件。从标准Linux 不同，它必须开始从闪存或ROM 中。美国启动用作本文启动程序。为了手动移植Linux 操作系统，它也需要各种资源Linux 驱动程序。如果该设备是由他们自己设计的，它需

要编写相应的驱动程序。Linux 的移植的一般步骤如图2。至于到了ARM 内核和文件系统的Linux，u - boot 的是先通过串口下载到开发板，然后使用串口或网络的方法。由于内核和文件系统的反映是相当大的文件，通过串行端口传输速度缓慢;以太网模式用于下载内核和文件系统。当然，网络的U - Boot 的参数需要在下载前处理。根据建立的u - boot 命令模式的u - boot 的网络参数：TFTP 服务是运行在服务器上，然后编译内核和文件系统映像的图像被添加到服务器的目录。服务器和网络开发板与电缆连接，然后，内核和文件下载到系统的内存通过运行启动命令行下面的命令下的u - boot：已编译的Linux 可以操作臂后进行bootm 21000000。内核和文件系统中内存可以通过闪存写入启动处长秩序的u。该系统能自动运行后，设置启动参数。然后程序操作的开发板。

4.2、串行配置的Modbus 协议在Linux 环境下标准的Modbus 串行协议使用的RS232/RS485 传输。串行设备设备节点为/dev/ttyS0 来（COM1 端口）dev/ttyS1 COM2 端口）Linux 环境。和/（在由于Modbus串行协议包括两种传输模式：ASCII 和RTU 模式。起始标记和结束标记的两种模式是不同的。此外，每个信息包数据的位置也不同。因此，必须单独处理。以RTU 模式为例，介绍在Linux 环境下的Modbus 串行协议配置。头文件由串行操作需要的是：当Modbus 协议的特点是采用RTU 传输模式下，串行波特率，数据位，停止位置，检查位置和控制应根据设定的框架特征的信息。建立串口波特率：在设计中，以使其得到方便。功能参数，是一个结构的定义如下凡

slave_address 就是从站地址。一个Modbus 网络允许最多255 个从站。该函数是服务模式的选择特点，并有六种服务模式在本系统提供的，分别为1-6。该start_address 是16 位字符，这是目前从站供电设备的起始地址。该pointnum_or_setdata 包括2 种文字，服务1-4 是点头人数增加经营，服务 5 和6 是16 位字符正在建立。该方案首先确定了格式字符值，建立了传输模式，用户需要，这将决定哪些串行配置功能和服务功能什么样的选择。然后设置串口参数在Linux 环境。相应的服务结构功能是通过判断用户的请求服务类型的选择。例如，如果格式为0，采用RTU 模式。该函数是1，这意味着用户请求读取线圈。该方案通过使用construct_rtu_frm 构造函数是rtu_read_status 函数调用的Modbus 的请求帧。该方案保留了串行传输缓冲区mod_tx_buf，这是事先定义它，然后把通过调用命令的Modbus 串行传输请求帧。如果程序设定的时间内得到答复框架，该方案将处理答复帧通过调用相应的模式解析函数。举例来说，当是ASCII 传输模式，在ascii_data_anlys 函数被调用，如果传输模式是RTU 模式，然后