随着计算机网络、通信和控制技术的发展,以太网技术在工业控制中的应用成为当前控制领域的研究热点。但是,以太网自身存在的通信延迟不确定性、缺乏统一的应用层协议等缺陷,成为其进入工业控制领域的主要技术障碍。EPA(Ethernet for Plant Automation)是现场设备层的实时以太网解决方案。它通过对ISO/IEC 8802-3协议规定的数据链路层进行扩展,增加了一个通信调度管理实体,用于对报文发送进行调度以避免碰撞,解决了以太网的通信延迟不确定性。此外,针对工业控制系统中设备管理、数据传输等需求,EPA还定义了统一的应用层协议栈,解决了工业控制领域中以太网设备间的互通问题。研究了EPA应用层协议栈原理。根据协议栈的模块化结构,采用面向对象的思想及C++程序设计语言,在嵌入式Linux系统的应用层中开发了管理信息库类EPA_SMIB、套接字映射实体类EPA_SMPE、系统管理实体类EPA_SME和应用访问实体类EPA_AAE。类的成员函数实现了EPA应用层实体需要的各项服务。研究了EPA链路层协议栈结构,分析了EPA通信调度管理实体的报文调度规则。以软件/硬件定时器的方式实现了周期报文的定式发送;通过内核QoS接口实现了报文的优先级缓存:通过修改Linux内核网络协议栈中链路层部分相关位置代码,实现了EPA链路层通信调度管理实体的协议状态机。选择一致性测试作为验证所开发的EPA协议栈功能正确性的方法。根据EPA协议一致性测试原理,组建了一致性测试平台。使用浙江中控技术股份有限公司开发的测试软件EPA_Tester对实现的EPA应用层及链路层协议栈进行了一致性测试。测试结果表明,开发的EPA通信协议栈符合EPA标准。