核技术在医疗、食品、农业、能源、矿产勘探等方面拥有极其广泛的应用,而在核技术的应用过程中,对核脉冲信号的探测与提取是至关重要的一个环节,因此核测控仪表是核技术应用中的一个重要设备,作为核脉冲数据测量的关键,核仪表往往需要与放射源保持较近的距离才能达到较高的计数率,高的脉冲计数率是成谱的一个重要的保证,否则难以保证后面的数据分析的准确性。我们都知道,放射性对人体造成的危害是无法逆转的,特别是在核电站、乏燃料后处理厂、环境辐射水平监测这些需要长时间监测的地方,远程谱数据传输和远程设备操控的需求已经很迫切了。在核仪表底层数据传输方式中,使用的通讯接口电路有:USB、RS-232、BPP并口、CAN总线。USB接口的传输速度快,能达到1.5M-5G,利用USB进行数据的传输具有稳定、方便的特点,在目前个人电脑端基本都有大量的USB接口;RS232是一种历史悠久的传输接口,虽然已经退出了PC阵营,但是在大多数嵌入式设备中依然发挥着重要的作用,它传输距离较远,开发简单;BPP并口在早期核仪器中有过使用,但是现在基本已经被取代;CAN总线和串口是在当前核仪器底层中最普遍的一种数据接口,CAN总线具有性能好可组网的特点(邓卫,裴玮,齐智平,2007),为核测控实现多点测量提供了可行性,串口通信具有简单易行的特点。这些传输方式都是核仪表的底层接口,而当核仪表需要与PC端软件进行数据通信时,一般都是转成USB或者虚拟串口与PC端的能谱测量软件进行数据交互,由于这些接口的特性往往不可能完成远距离数据传送。而以太网是当今世界占有率非常高的一种网络实现方式,所有的计算机都集成了以太网接口,特别在当前国家网络建设很完备的情况下,网络数据的传输基本不再受到空间和距离的限制,大多数公司和地区都有完整的网络布线。因此本论文针对目前四川新先达公司核仪表底层传输接口的情况研发了一套嵌入式以太网网关系统。网关系统的特点在于实现了Ethernet与CAN、USART的相互转换,在核仪表保留CAN总线接口易于组网、高可靠性的特点下又实现了核仪表的远程测量与控制,同时串口在某些特殊的核仪表中用于对核仪表其他部件的控制。并对以太网网关系统下的核仪表系统的通信协议进行了重新设计,使得现有的核仪器仪表可以轻松的接入局域网络,实现了远程测量和监控。在核仪器仪表以太网通信接口设备研究实现中,根据谱数据传输要求和成本考虑,硬件采用ARM+ENC28J60+PAC82C50+MAX232的结构,其中ARM采用意法半导体公司推出的STM32F103系列的嵌入式微处理器,其内部资源丰富,外设齐全,使用意法半导体公司推出的库函数进行开发,在一定程度上减少了开发流程和开发难度。以太网控制芯片采用了美国微芯公司研发的通信速率达到10Mb/s并集成了MAC控制器和PHY收发器的ENC28J60。完全满足了谱数据的传输要求。CAN收发器采用了恩智浦公司的PAC82C50,具有很高的传输速率和性价比。串行通讯设计中使用了常见的单电源电平转换器件MAX2323,ARM与网卡ENC28J60经过SPI总线接口进行数据传输,完成对ENC28J60的寄存器数据读取与写入以及能谱数据和各个通信接口数据的交互,STM32集成的SPI外设通信速率高达18Mbit/s,与以太网控制器达到了完美的配合。在系统软件设计方面,采用了UCOS+LWIP的结构,在深入研究UCOS和LWIP源码的基础上,完成了UCOS和LWIP在STM32F103嵌入式微控制器上的移植,并且根据操作系统的特点对LWIP操作系统模拟层进行编写,在应用软件层方面,通过UCOS提供的多任务机制和消息队列机制,完成了Ethernet-CAN-USART协议的的相互转换。并对多接口统一到以太网接口下的网关多命令通信协议进行了制定。文章最后,对设计的嵌入式网关系统的各个模块进行了测试,并与四川新先达测控公司研发的CIT-3000数字化能谱仪进行联合测试。测试结果表明,本设备实现了通过网络接口对核仪表的脉冲信息的快速、无误的传输。Ethernet-CAN-USART转换协议,网关服务器能够可靠的进行工作。在联合测试中,网关表现出了良好的传输性能和连接稳定性。网关系统接入局域网即可对远程核仪表设备的核脉冲信息进行传输以及对核仪表的工作参数远程调整。