| 用于單片機(jī)的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)--網(wǎng)絡(luò)通 | |
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關(guān)鍵詞：以太網(wǎng)分布式測控系統(tǒng) 以太網(wǎng)測控網(wǎng)關(guān) 網(wǎng)關(guān) 網(wǎng)絡(luò)通
1 概 述
利用現(xiàn)有以太網(wǎng)（因特網(wǎng)）的豐富資源,組建以太網(wǎng)分布式測控系統(tǒng)是一種低成本、高可靠性、快捷的技術(shù)方案。組建以太網(wǎng)分布式測控系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備是以太網(wǎng)測控網(wǎng)關(guān),而以太網(wǎng)測控網(wǎng)關(guān)的組成方式有以下三種。
第一種是在20世紀(jì)90年代中期,人們采用PC機(jī)+網(wǎng)卡+采集插卡組成以太網(wǎng)測控網(wǎng)關(guān),進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換,將由現(xiàn)場總線連接測控設(shè)備組成的分布式測控系統(tǒng)接入以太網(wǎng),將管理PC機(jī)放在以太網(wǎng)內(nèi),組成一個較大的自控系統(tǒng)。這種組成方式成本很高,只適用于大的自控系統(tǒng)。
第二種是在近幾年,人們采用嵌入式系統(tǒng)+以太網(wǎng)卡+采集卡來組成以太網(wǎng)測控網(wǎng)關(guān)。嵌入式系統(tǒng)實際上是在硬件和軟件上均可按用戶需要進(jìn)行剪裁的PC機(jī)。例如,PC-104實際就是一臺沒有顯示器、鍵盤、硬盤、軟盤的PC-486DX計算機(jī),有電子硬盤及各種I/O插口,可裝入Windows CE和其他PC機(jī)應(yīng)用軟件。所以,實際上它是第一種網(wǎng)關(guān)的簡化和微型化。它的成本比第一種有所下降,但價格還是較高。另外,利用了PC機(jī)的軟件,開發(fā)速度較快。
第三種是今年以來,人們利用單片機(jī)加上以太網(wǎng)接口芯片組成以太網(wǎng)測控網(wǎng)關(guān)。這實際上是嵌入式網(wǎng)關(guān)向大眾化、普及化的進(jìn)一步發(fā)展。它以單片機(jī)取代PC機(jī),用以太網(wǎng)接口芯片取代以太網(wǎng)卡,使測控網(wǎng)關(guān)的價格下降到幾百元。這就使測控設(shè)備能以低廉的費用,以簡捷的方式接入以太網(wǎng),使網(wǎng)絡(luò)家電變?yōu)楝F(xiàn)實,使以太網(wǎng)分布式測控系統(tǒng)能得到迅速的發(fā)展。
本文重點介紹我們研制的基于單片機(jī)的以太網(wǎng)測控網(wǎng)關(guān)--"網(wǎng)絡(luò)通"的結(jié)構(gòu)、原理和應(yīng)用。
2 網(wǎng)絡(luò)通的組成
"網(wǎng)絡(luò)通"是以太網(wǎng)測控網(wǎng)關(guān)。它主要在網(wǎng)絡(luò)層完成以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議和測控設(shè)備現(xiàn)場總線RS-232、RS-485、并口通信等協(xié)議的轉(zhuǎn)換,完成以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián),實現(xiàn)不同以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換。
"網(wǎng)絡(luò)通"的組成如圖1所示,由單片機(jī)和以太網(wǎng)接口芯片組成。
以太網(wǎng)接口芯片可選用符合IEEE802.3協(xié)議的10Base-T通用接口芯片,如UM9003、RTL8019、DM9008等芯片。這些芯片完成與以太網(wǎng)在物理層上的通信任務(wù),采用RJ-45插口,可以直接連接到以太網(wǎng)上。
"網(wǎng)絡(luò)通"對單片機(jī)沒有什么獨特的要求,可選用普通的單片機(jī),如80C51等。單片機(jī)內(nèi)用匯編語言寫入TCP/IP通信協(xié)議,以及RS-232、RS- 485等現(xiàn)場總線及并行總線通信協(xié)議。它負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)交換任務(wù)。它將從以太網(wǎng)接收來的IP包,進(jìn)行拆包,取出數(shù)據(jù),再按 RS-232、RS-485等現(xiàn)場總線或并行總線通信協(xié)議重新組成幀,發(fā)送給測控設(shè)備;或者將測控設(shè)備發(fā)送來的數(shù)據(jù)幀,重新打成IP包,向以太網(wǎng)發(fā)送。
由于"網(wǎng)絡(luò)通"具有RJ-45、RS-232、RS-485及并行通信總線等多種接口,是異型網(wǎng)互聯(lián)、協(xié)議轉(zhuǎn)換的網(wǎng)關(guān),所以使用"網(wǎng)絡(luò)通"可以很容易將具有RS-232、RS-485、CAN、雙口RAM等接口的測控設(shè)備連接到以太網(wǎng)上,構(gòu)建基于以太網(wǎng)的分布式測控系統(tǒng)。
由于"網(wǎng)絡(luò)通"的接口豐富,且價格低廉,所以它既可以作為網(wǎng)關(guān)連接以太網(wǎng)和RS-485、CAN等現(xiàn)場總線網(wǎng),也可以直接將具有各種接口的測控設(shè)備接入以太網(wǎng),組成以太網(wǎng)分布式測控系統(tǒng),而不需要再架設(shè)現(xiàn)場總線,如圖2所示。
3 上位PC機(jī)軟件
"網(wǎng)絡(luò)通"為了方便測控設(shè)備通過以太網(wǎng)和以太網(wǎng)上任一PC節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,特意設(shè)置了VB下的專用控件lenlib.ocx,用戶只需在PC機(jī)上安裝 10/100 Base-T以太網(wǎng)卡,在WIN98平臺上即可調(diào)用該控件�？丶enlib.ocx提供以太網(wǎng)上接收和發(fā)送"網(wǎng)絡(luò)通"產(chǎn)品數(shù)據(jù)的軟件接口。嵌入 lenlib.ocx控件可設(shè)計開發(fā)出"網(wǎng)絡(luò)通"的各種網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件,實現(xiàn)各種基于以太網(wǎng)的分布式測控系統(tǒng)。
lenlib.ocx控件是一種ACTIVEX控件,使用lenuser對象。它向應(yīng)用開發(fā)者提供了一個屬性remoteip,3個方法GetData()、SendData()、Link()和1個事件dataarrival()。其調(diào)用步驟如下。
�、� 首先連接PC機(jī)和"網(wǎng)絡(luò)通"。remoteip屬性賦值"網(wǎng)絡(luò)通"的IP地址,再用Link()方法連接。當(dāng)收到"ACK"字符串表示連機(jī)成功時,可以進(jìn)行下一步通信。
② 通信。連通后,GetData()用來接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),SendData()用來發(fā)送數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡(luò)上。PC機(jī)收到"網(wǎng)絡(luò)通"發(fā)數(shù)據(jù)后,觸發(fā)DataArrival()事件,使用 DataArrival 事件內(nèi)的 GetData 方法來獲取已發(fā)送的信息,獲取當(dāng)前的數(shù)據(jù)塊并將其存儲在變體類型的變量中。
�、� SendData,GetData,link語法：
返回值 Void
a. object.SendData data
b. object.GetData data, [type,] [maxLen]
通�？偸菍etData方法與 DataArrival事件并用,而 DataArrival 事件包含totalBytes參數(shù)。如果指定一個比totalBytes參數(shù)小的maxLen,則將得到警告10040,以此指出剩余的字節(jié)將丟失。
c. object.link
參數(shù)如表1所列。
表1
