基于现场总线技术构建的矿山安全监控系统网络,数据信息一般在本地网络内进行传递,并不能直接和外部网络进行通信,信息无法直接与管理层垂直集成。如果要实现现场设备直接与企业管理层之间的数据通信,就必须屏蔽现场总线与其他网络协议之间的差异,使现场设备“无缝”连接至以太网。因此,本论文提出在现场总线与以太网之间开发协议网关来解决现场总线与以太网的连接问题。在本平台通信链路解决方案中,现场设备采用CAN总线,GIS管理层以及远程控制端均以Ethernet为基础进行构建,本论文以CAN总线与Ethernet互联为目标,提出了CAN-Ethernet网关设计方案。CAN总线以其突出的可靠性、实时性和灵活性,成为目前应用最普遍的现场总线之一;而以太网凭借其成本低、开放性强以及具有广泛的软、硬件支持等优势,已经成为目前应用最为广泛的互联网技术。由于CAN总线的传输速率受到传输距离的限制,在应用中往往以CAN总线作为现场控制局部网络,连接现场监控设备;而将以太网作为企业信息传输主干网,连接各个现场控制局部网络。因此,将CAN总线接入以太网已经成为大势所趋。近年来,ARM微处理器被广泛应用于消费电子、通信系统等各领域。基于RISC技术的32位ARM9微处理器具有功耗低、可靠性高、运算速度快的特点,因此,本系统采用ARM9微控制器S3C2410作为控制核心,它通过CAN协议控制器MCP2515与CAN总线相连,同时通过10/100M以太网控制器DM9000与Ethernet相连,并外接NANDFLASH、SDRAM存储器构建了一套完整的嵌入式网关硬件系统。本设计采用Linux操作系统,构建CRAMFS+YAFFS嵌入式文件系统。在此基础上,实现CAN与Ethernet网关协议转换层的开发。本论文的主要研究内容包括:研究并分析CAN总线协议和各分层结构功能,提出CAN应用层结构的设计。分析以太网以及TCP/IP协议技术,在此基础上提出网关整体设计方案。在S3C2410嵌入式平台上实现了CAN网络接口的硬件设计以及MCP2515设备驱动开发;利用FIFO缓冲区队列建立网关数据通道,封装、解析CAN应用层报文,实现协议转换层功能。CAN-Ethernet网关的设计,实现了现场设备与以太网设备节点之间的数据通信,屏蔽了应用层协议间的差异,使现场设备可以“无缝”接入互联网,实现了数据的透明传输。