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基于嵌入式的以太网与CAN总线的网关设计的开题报告
一、选题背景
在现代工程中，嵌入式系统正逐渐成为一个重要的组成部分。为了实现更加智能化和集成化的控制和监控功能，嵌入式系统需要通过网络实现与外界的通信。而以太网和CAN总线是常用的工业网络技术，它们分别具有高速的传输能力和可靠的实时性。因此，将两者进行结合，可以实现更加高效、灵活的系统通信方案。
本选题主要针对嵌入式系统中以太网与CAN总线的通信网关设计。通过嵌入式系统实现以太网与CAN总线之间的数据传输，将以太网上收到的数据转发到CAN总线上，将CAN总线上收到的数据转发到以太网上，使得系统在具有高速通讯能力的同时，又具备实时性。
二、研究内容
本选题的主要研究内容包括：
1、以太网与CAN总线的原理和特点研究：对于以太网和CAN总线的传输原理及其在工业领域的常见应用进行研究，以此为基础，设计网关结构。
2、嵌入式系统的设计与开发：选用适用于本研究的嵌入式系统平台，进行硬件电路设计和软件编程。本研究选用的嵌入式系统平台是基于ARMCortex-A9架构的芯片及其开发板。
3、网络协议的研究：在嵌入式系统上实现以太网和CAN总线之间的数据转发，需要深入研究以太网和CAN总线的网络协议，如TCP/IP协议、CAN协议等。
4、网关系统的设计和实现：根据前面的研究成果，设计以太网与CAN总线的网关系统。网关系统需要包括硬件结构和软件设计，其中硬件结构包括数据收发接口电路的设计，软件设计包括数据接收、处理和转发的程序编写。
5、设计实验和测试：在完成网关系统设计与实现后，进行相关测试。主要包括网关系统数据传输测试和网络协议测试。
三、研究意义
本选题主要的研究意义在于：
1、开发一种基于嵌入式系统的以太网与CAN总线之间互相转换的网关系统，可以在工业自动化、机器人、汽车电子等领域中被广泛应用。
2、本研究可以深入探究以太网与CAN总线的网络协议，提高学生的理论水平和实践能力。
3、本研究的成果可以为相关领域的研究提供参考，促进相关技术的发展和应用。
四、研究方法
本选题主要的研究方法包括：
1、文献调研：对于以太网与CAN总线的原理、通信协议、网关的设计方法和实现技术进行深入调研，并撰写调研报告。
2、硬件电路和嵌入式软件开发：基于调研成果，对网关系统的硬件和软件进行开发，包括硬件电路设计、单片机编程和操作系统开发等方面。
3、系统测试与评估：在开发完成后，进行系统测试和评估，评价系统在实际应用中的性能和可靠性。
五、预期结果
预期结果为：
1、设计实现一种基于嵌入式系统的以太网与CAN总线之间转换的网关系统。
2、网关系统的性能测试结果，并分析其优缺点，并设计优化网关系统结构。
3、对于以太网与CAN总线的网络协议进行理论研究，并撰写相关文章发表。
六、进度计划
本选题的进度计划如下：
1、前期调研与文献阅读：2022年9月至10月。
2、硬件和软件开发：2022年11月至2023年4月。
3、系统测试和优化：2023年5月至2023年6月。
4、论文撰写和答辩：2023年6月至2023年7月。
七、参考文献
1.张鹏.基于嵌入式系统的以太网与CAN总线互联网关设计[J].工程技术,2022,11(04):238-239.
2.叶超.工业以太网和CAN总线技术在智能机器人系统中的应用[J].广东机械学院学报,2022,33(02):107-111.
3.高博.基于Freescale芯片的以太网/CAN总线网关的设计[J].微型机与应用,2021,40(02):82-83.
4.程学华,马志亮.一种基于以太网和CAN总线的物流装备网络控制系统设计[J].自动化及仪表,2022,43(01):101-103.