随着计算机控制技术及网络技术的发展,人们对工业现场总线与Ethernet的整合提出了新的要求,希望通过现有的技术使工业管理深入到现场总线。控制器局域网Controller Area Network(CAN)作为一种工业现场总线,能有效支持分布式控制和实时控制,具有高性能和高可靠性的特点,现已在各种控制系统中被广泛的使用。课题来源于“矿井安全生产数字化控制平台”项目,采用CAN总线+Ethernet的网络架构。由于该系统存在两种异构网络设备的接入和相互通信问题,且CAN总线自身也存在不适合长距离通信和多个网络的互连等局限。因此,本文设计了一种新型的以ARM7处理器为核心的高性能嵌入式CAN-Ethernet网关,用来实现控制系统中监控层和设备层设备间的稳固、简洁的互连通信,完成对大规模现场设备的实时监控。本文通过对CAN总线和Ethernet这两种异构网络技术的分析,进行了网络互联和通信的可行性研究;针对嵌入式CAN-Ethernet网关需要实现的功能,提出了软硬件设计思想、协议转换模型;阐述网关软件的总体框架,给出硬件的具体实现方案;并对μC/OS-Ⅱ操作系统进行了裁剪,完成其在LPC2194微处理器上的移植及任务设计;制定了CAN总线和以太网的编址方案,设计并实现了嵌入式TCP/IP协议栈和具体协议转换方案。最后,文章利用排队论相关技术对实际的嵌入式CAN-Ethernet网关系统建立了数学模型,并进行分析、检验其性能。结果表明该网关系统实现了CAN与Ethernet高效无缝的互连,且运行稳定可靠。