摘要：嵌入式网关对于进一步提高卷烟生产的智能化水平，实现对卷烟智能化生产车间环境参数的实时监测以及对生产线运行的远程控制具有十分重要的作用。本文将结合卷烟智能化生产的实际需要，对嵌入式网关展开研究，以探讨嵌入式网关在卷烟生产智能化车间中应用的实现方式，从而帮助卷烟生产企业建立以嵌入式网关为基础的智能化监测控制系统。

关键词：嵌入式网关；卷烟生产‘智能化车间；应用实现

为提高我国卷烟生产企业的技术水平，降低卷烟生产成本，增强企业的核心竞争力，卷烟生产应加强智能化生产车间的建设。而在智能化生产车间的构建过程中，嵌入式网关不仅能够为多轴嵌入式异构设备接入止网络提供重要的技术支持，同时其也是对智能化生产车间进行远程实时监测控制的基础。因此，卷烟生产企业应加强对嵌入式网关技术的研究，并应结合卷烟智能化生产车间建设的实际需要科学运用嵌入式网关技术。

一、卷烟生产智能化车间中嵌入式网关应用的Linux开发环境构建

（一）交叉编译环境的建立

本文采用Linux作为嵌入式网关应用的系统平台。在应用嵌入式网关时，为使系统具备开发能力，需要利用Host对Target进行交叉编译、调试以及测试以完成交叉开发[1]。因此需要首先在Host上编辑以及编译代码，以获得可执行代码，之后再通过Targer对映像文件的运行来将运行结果向Host反馈。而Host的交叉调试软件能够对Target上映像文件的运行情况进行实时反应。

（二）移植Bootloader

在开发U-boot源码时应采用GPL协议为多种嵌入式系统提供支持，以提高bootloader的通用性。在实际应用中则需要结合不同硬件平台特点来移植U-boot。

（三）编译Linux嵌入式内核

为确保Linux能够在嵌入式系统中运行，需要对其进行移植。首先应获取其内核源码，在按照目标平台要求对其进行修改。之后应对Linux内核进行配置，以便开展嵌入式内核的编译工作。

（四）制作Linux嵌入式文件系统

文件系统是Linux嵌入式系统中的数据基础。根据嵌入式Linux系统特点，应在文件系统中合理选择文件格式。结合卷烟生成智能化车间的实际情况，可以采用ext2格式的RAMDisk类型系统，该类型文件系统能够对部分系统内存进行模拟分区。因此在格式化化不会影响其大小。

二、卷烟生产智能化车间中嵌入式网关应用的移植AppWeb服务器分析

为实现嵌入式网关在卷烟智能车间的应用，可以在设计中移植AppWeb。在移植AppWeb时，应首先获取服务器源代码，并对其解压。为使用交叉编译工具链进行编译，还需对其环境变量进行配置[2]。在完成上述操作后即可生成函数库。此时应为AppWeb合理配置编译选项，并利用make命令完成其源代码的编译工作。最后，应在Linux嵌入文件系统内建立所需目录并向目录中复制相应Key，就可以使命令能够在目标机上实现运行。

三、卷烟生产智能化车间中嵌入式网关应用的网关数据转发分析

在应用嵌入式网关时，为有效转发不同网络数据，应合理设计数据帧格式，并需实现相关进程，以满足卷烟生成智能车间的实际需要。

（一）实现CGI进程

在实现CGI进程时，应合理规定提交数据格式，以确保表单所传输的所有数据能够被有效解析。当CGI进程获得表单数据的操作码后，首先对查询要求进行判断，并按照判断结果采取发往消息队列或者报错等操作，并在完成服务器响应后结束进程。

（二）实现数据处理进程

该进程主要是分类处理表单中是所有有效数据。在实现该进程时应在初始化处理后进行共享存储区和消息队列的构建，以便对ControlQ中的消息状态加以查询。当有消息存在时，应判断数据帧类型并对其名目标设备进行解析，通过编号字段获取设备类型信息，并将数据帧通过WirelessOutPipe以及CanOutPipe管道发出。当消息队列内无消息存在时，则应对共享存储区进行查看，并将周期数据帧、反馈数据帧分别向SaveStateQ、BackQ发送。为二保数据处理进程能够连续转发各类型数据帧，应采取无限循环结构型式。

（三）实现数据库操作进程

该进程实现的目的是对数据库数据进行查询以及更新。该进程的实现应首先进行初始化以及消息队列定义，之后则应对消息队列中是否有消息存在加以查询。当有消息时对其进行读取和解析，以生成历史查询数据帧以及SQL查询语句，以便查询操作的执行。查询结果则会进一步生成反馈帧并向ResuliQ发送。此时操作进程将对SaveStateQ进行查看，当有消息时则对其加以读取和解析，同时向数据库内写入周期数据帧的解析结果。在该进程的设计实现时，应采用无限循环结构类型。

（四）实现CAN总线进程

在实现Can总线进程时，应首先对其进行初始化处理，准确界定共享寸粗区以及消息队列定义，并为Can总线设置相关工作参数。之后，应检查CANOutPipe管道内的数据情况，当管道内有数据存在时，应对其进行读取，并数据帧进行判断以及解析，以促使Can数据包生成并向目标设备发出。当目标设备接收并在规定时间内完成数据反馈后，应相应的生成操作控制或者查询反馈帧。如目标设备数据反馈潮湿，则应生成Errordate报错数据帧。所生成的数据帧以及反馈帧均应向共享寸粗区发送。当进入数据采集周期时，Can总线进程能够对所有相关设备状态进行周期性查询，并同样需要将其所产生的周期数据帧向共享存储区发送。

（五）实现无线进程

在实现无线进程时应采用WirlessOutPipe作为管道，并对传感器无线网络中的所有无线终端设备进行管理。在数据传送时，应通过Zigee数据包来实现。

三、总结

为促进智能化车间的建设，卷烟生产企业应加强对嵌入式网关等先进技术的研究，积极开展技术改造，科学运用嵌入式网关技术将智能化生产车间接入至互联网中，为生产决策层获取各种生产设备运行状态数据奠定良好的技术基础，从而实现对卷烟生产车间运行工况的动态监测以及对生产设备的远程控制，全面提高企业的技术水平和生产能力。

参考文献：

[1] 李青云. 嵌入式IPC在卷烟机电控系统设计中的应用[J]. 电子技术与软件工程， 2015（23）：1.

[2] 凌帅. 嵌入式IPC在超高速卷烟机上的应用研究[J]. 今日自动化， 2019（1）：4.