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以PROFINET为代表的工业以太网,在国际上已渐有取代现场总线的趋势,但在国内,受限于中文资料和相关产品的稀缺,应用并不广泛。如果有一款本地化的PROFINET平台,一定能加速这项技术的推广。本文从移植操作系统,设计协议栈,优化通信性能三方面出发,介绍了基于STM32平台的PROFINETIO应用平台的设计过程,并验证了可用性。首先,课题结合性能需要与成本控制进行选型与电路模块设计,应用平台选择STM32F407VET6主控芯片,DP83848IVV网口模块芯片;平台测试网络系统选择 PLC S7-1500 和 SCALANCE X208 交换机。其次,比较了主流的几款嵌入式实时操作系统,选择采用FreeRTOS并阐述了移植于STM32F407平台的关键步骤,同时研究PROFINET IO协议栈,分析了 PROFINET对通信实时性优化的方法,并据此设计了适用于新硬件平台和新操作系统的协议栈。然后,针对通信过程中,交换机时常出现拥塞的情况,改进了寻径方式,并在此基础上建立了排队系统优化模型,通过计算证明了优化策略的有效性。最后,搭建PROFINET IO设备测试系统,应用平台接入网络后,通过TIA Portal组态,putty作为超级终端进行监测。测试结果表明,应用平台能通过PROFINET协议作为IO设备进行数据收发通信,达到了预期的目标。本设计针对国内缺少简单易用的PROFINET平台的问题,采用更换硬件平台和操作系统,重新设计协议栈,并优化通信过程的方法,设计了低成本,易学易用的PROFINETIO应用平台,性能达到PROFINET规范标准,上层开发前景广阔,利于PROFINET技术在国内的普及。