TCP/IP體系的最高層為應(yīng)用層，相當(dāng)于OSI的最高三層；TCP/UDP協(xié)議層與OSI運(yùn)輸層相當(dāng)；IP協(xié)議層與OSI網(wǎng)絡(luò)層相當(dāng)。TCP/IP體系中沒有對(duì)最低的兩層做出規(guī)定。本系統(tǒng)中對(duì)網(wǎng)絡(luò)接口層采用的是IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)協(xié)議。具體應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)封裝中的順序如下：
①在待發(fā)送數(shù)據(jù)前后加上http協(xié)議或telnet等協(xié)議內(nèi)容形成應(yīng)用層數(shù)據(jù)包；
②在應(yīng)用層數(shù)據(jù)包前加上TCP或UDP協(xié)議對(duì)應(yīng)的幀頭形成TCP或UDP數(shù)據(jù)幀；
③在TCP或UDP數(shù)據(jù)幀前加上IP協(xié)議頭形成IP數(shù)據(jù)幀
④在IP數(shù)據(jù)幀前后加上IEEE802.3局域網(wǎng)的MAC幀格式形成最后的的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，將此數(shù)據(jù)包交給8029芯片發(fā)送。
接收數(shù)據(jù)時(shí)的解包過程與打包過程剛好相反。
本系統(tǒng)中，采用是IPV4版本的IP協(xié)議，簡(jiǎn)化后的TCP/IP和Ethernet協(xié)議嵌入到微處理器中后約占用10KB存儲(chǔ)空間，上層功能主要支持http協(xié)議和telnet協(xié)議。
（2）8029驅(qū)動(dòng)程序的編寫
8029芯片驅(qū)動(dòng)程序主要包括以下幾個(gè)步驟：
①8029芯片上電復(fù)位
8029芯片跟復(fù)位有關(guān)的引腳是89腳RSTB，只需給該引腳一個(gè)至少120ns的低電平信號(hào)，然后拉高，即可使其復(fù)位。
②8029芯片初始化
完成復(fù)位之后，還需對(duì)8029的工作參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，以使芯片開始工作。主要是對(duì)8029芯片的各個(gè)工作寄存器的設(shè)置，如三個(gè)配置寄存器（CONFIG0, CONFIG2, CONFIG3）及命令寄存器（Command Register，CR）等。設(shè)置完各個(gè)工作寄存器后，還需設(shè)置芯片的IP地址。通過上述設(shè)置后，8029芯片就可以正常工作了。
8029芯片正常工作后，微處理器處理一次網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的流程圖如圖3所示。在以太網(wǎng)幀中，協(xié)議類型值為0x0800時(shí)表明下一層協(xié)議為IP協(xié)議，為0x0806時(shí)表明下一層協(xié)議是ARP（Address Resolution Protocol，地址轉(zhuǎn)換協(xié)議）協(xié)議；IP幀中，協(xié)議類型值為1時(shí)表明下一層協(xié)議是ICMP（Internet Control Message Protocol，Internet控制報(bào)文協(xié)議），為6時(shí)表明下一層協(xié)議是TCP協(xié)議，為17時(shí)表明下一層協(xié)議是UDP（User Datagram Protocol，用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）協(xié)議。由于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量可能比較大，因此這里采用了專門的RAM對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖處理，微處理器對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的處理采用是定時(shí)查詢的方式，對(duì)本地所測(cè)數(shù)據(jù)和本地命令的處理采用的是中斷方式。圖4所示為微處理器內(nèi)部命令處理流程圖。
四、應(yīng)用實(shí)例
圖5為該基于以太網(wǎng)的智能網(wǎng)絡(luò)傳感器應(yīng)用于廣東省農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化環(huán)境因子測(cè)控平臺(tái)中的設(shè)備連接圖，已經(jīng)標(biāo)定后的基于熱敏電阻溫度傳感和基于高分子電阻式濕度傳感器通過網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備接入到現(xiàn)場(chǎng)以太網(wǎng)，系統(tǒng)中的傳感器、設(shè)備與微機(jī)可以通過以太網(wǎng)相互通信，實(shí)現(xiàn)多機(jī)協(xié)同工作。
實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，基于以太網(wǎng)的智能網(wǎng)絡(luò)測(cè)控平臺(tái)的測(cè)量結(jié)果與原來(lái)單個(gè)傳感測(cè)量結(jié)果是一致的，測(cè)量結(jié)果是可靠的。這是基于以太網(wǎng)的智能網(wǎng)絡(luò)測(cè)控系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)采用數(shù)字信號(hào)傳輸，系統(tǒng)的測(cè)量準(zhǔn)確度主要取決于所連接的傳感器件的測(cè)量準(zhǔn)確度。[7]
五、結(jié)束語(yǔ)
網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器是智能傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)通信技術(shù)相結(jié)合而提出的一個(gè)全新概念，基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器在傳感器現(xiàn)場(chǎng)級(jí)實(shí)現(xiàn)了Ethernet和TCP/IP協(xié)議，且組網(wǎng)方便可靠，組網(wǎng)費(fèi)用低廉，在過程控制領(lǐng)域?qū)⒌玫綇V泛應(yīng)用。采用文中所介紹的軟硬件設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的智能傳感器及其網(wǎng)絡(luò)接口，已在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的環(huán)境參數(shù)測(cè)控平臺(tái)上得到成功應(yīng)用。實(shí)踐證明，該設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，組網(wǎng)十分方便，使監(jiān)控系統(tǒng)的兼容性和可擴(kuò)充性得到很大提高。文中所介紹的網(wǎng)絡(luò)接口軟、硬件設(shè)計(jì)方案，不僅適用于環(huán)境參數(shù)測(cè)控系統(tǒng)，而且可以推廣到其它過程控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控模塊設(shè)計(jì)中。
