基于嵌入式的工業監控網絡控制器的研究
時間:2009-04-20 15:24:58來源:ronggang
導語:?本文研究并設計了一種基于嵌入式的工業監控網絡控制器。先完成了硬件器件的選型及整體框架的硬件搭建,并完成了驅動設計,隨后進行了控制器的以太網訪問的軟件設計
摘 要:本文研究并設計了一種基于嵌入式的工業監控網絡控制器。先完成了硬件器件的選型及整體框架的硬件搭建,并完成了驅動設計,隨后進行了控制器的以太網訪問的軟件設計。重點研究了網絡層的功能實現,并通過相應的檢測模塊。本設計具有低成本,高性能和通用性的特點。
關鍵字:以太網; 嵌入式; 工業監控
1.前言
隨著信息技術的發展,樓宇、工廠乃至家庭都開始大量安裝以太網以共享信息。這些通用以太網靈活方便,費用低廉,與 Internet 自然結合。如果能在對實時性和環境沒有特殊要求的場合,直接用這些網絡連接現場設備以實現控制方面的信息共享,則可以輕松實現遠程監控并大大降低成本
2.嵌入式接口控制模塊的硬件實現
2.1 ATmega128 及 RTL8019AS網卡芯片簡介
ATmega128是ATMEL公司推出的一款基于AVR RISC結構的低功耗CMOS8位單片機。通過在一個時鐘周期內執行一條指令,ATmega128 可以取得1MIPS/MHz的性能,從而使得設計人員可以在功耗和執行速度之間取得平衡。
RTL8019AS 網卡芯片的主要性能[1]:1) 適應于 EthernetII、IEEE802.3、lOBaseS,lOBase2,lOBaseT;2) 支持 8 位、16 位數據總線;3) 全雙工,收發可同時達到 lOMbps的速率,具有睡眠模式,以降低功耗;4) 內置 16KB 的 SRAM,用于收發緩沖,降低對主處理器的速度要求;5) 可連接同軸電纜和雙絞線,并可自動檢測所連接的介質;6) 100 腳的TQFP 封裝,縮小 PCB 尺寸。
2.2 總體框架介紹
本課題采用了基于RISC 結構的單片機 ATmega128[2],帶有片上 FLASH程序存儲器,具有在系統編程、調試功能,采用 CPU 并行流水線方式及單時鐘周期指令,所有 I/0 管腳可以通過編程靈活配置。網絡控制模塊的實現采用了多任務方式,單片機在進行數據采集或完成 I/O 控制任務的同時,還可完成 Internet 協議處理。在應用層,采用了 HTTP 協議作為單片機系統與 Internet 遠程管理終端之間的通訊協議。使用了以太網控制芯片 8019AS[3],可將數據包發到以太網上,通過以太網接入 Internet,實現真正的嵌入式 TCP/IP 設備。
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