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嵌入式以太网Web Server测控模块的研究与设计

王玉堂

  随着以太网技术不断发展,嵌入式系统与以太网相结合应用于工业控制领域已成为一大趋势。本文给出了一个基于嵌入式工业以太网的控制方案,基于此,具体讨论并实现了节点网络控制器的硬件架构和软件体系,为工业现场最底层的设备架设了单一高效的网络结构,形成了与现有Internet无缝连接的数据传输通道。以太网最典型的应用形式就是Ethernet + TCP/IP,它的底层是Ethernet,搭建此网络测控模块所需要的核心以太网控制器,分析网络低层工作机理,讨论并分析通过设置以太网控制器CS8900A特殊的内部寄存器来完成以太帧的有效接收和发送,采用高性能的MSP430F449微控制器与以太网控制器相结合实现网络数据传输的方案,对它们之间电路接口作了详细的阐述。针对嵌入式应用中处理器RAM受限,在保证能实现网络通信的基础上对网络协议进行适当裁减,以太网接口程序主要用于封装要发送的数据帧、读写CS8900A内部寄存器和接受以太网数据帧等功能,以应用程序接口(API)形式,实现TCP/IP协议,屏蔽低层硬件(以太网控制器)细节。设计并实现了网络层协议IP、ARP、ICMP等,可靠流式报文段传输协议TCP以及应用层协议HTTP协议。收发数据使用全局变量,避免了过多的参数传递所消耗的系统资源。有效的提高了不同协议之间相互调用的速度。程序的分层结构以及合理的函数调用接口可方便扩展功能。协议以API(应用程序接口)函数的形式实现,可供二次开发、扩展功能。整个网络协议体系既能与通用协议一致又能兼顾嵌入式系统本身空间小、结构紧凑。最后就工业控制过程中实现B/S结构模型,利用应用层协议HTTP协议实现了嵌入式以太网Web Server,在浏览器下使用HTML表单可以远程浏览工业现场实时采集的数据。本课题的研究工作以建立嵌入式以太网Web Server用于测控为目的,研制出了实验平台,可供进一步开发和扩展。……   
[关键词]:嵌入式;以太网;TCP/IP;Web Server;测控网络
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:重庆大学2004年