試驗站遠程監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡接口的設計
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本系統(tǒng)網(wǎng)絡接口采用以太網(wǎng)接口，所以協(xié)議棧遵循TCP/IP模型來設計。考慮到系統(tǒng)的程序空間極為有限，所以設計時對標準協(xié)議棧進行了簡化，通過選擇合適的協(xié)議，可以降低對處理器硬件資源的需求。例如，由于對可靠性要求較高，可以只選擇使用TCP協(xié)議，而不使用不可靠的UDP協(xié)議。另外，對于己經(jīng)選擇使用的協(xié)議，在具體實現(xiàn)時也進行了適當?shù)暮喕?，保留其中必須具備的部分，以?jié)約程序空間和執(zhí)行時間。同時保證系統(tǒng)的可靠性與安全性，遵循分層設計思想和模塊化設計方法，各協(xié)議由對應的模塊實現(xiàn)，模塊對外提供接口函數(shù)供主程序調(diào)用，精簡的TCP/IP協(xié)議棧如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/156798.htm
圖3 TCP/IP協(xié)議棧
網(wǎng)絡接口層是TCP/IP模型的最底層，由RTL8019AS的驅(qū)動程序來完成基本功能。RTL8019AS的驅(qū)動程序負責將單片機傳輸?shù)絀nternet上的數(shù)據(jù)封裝成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的格式發(fā)送，以及將網(wǎng)絡上傳來的數(shù)據(jù)包進行分析使其進入上一層的協(xié)議處理程序。
網(wǎng)絡層的功能則由ARP(地址解析協(xié)議)、IP(網(wǎng)際協(xié)議)和ICMP(因特網(wǎng)控制報文協(xié)議)協(xié)議共同完成。ARP協(xié)議能夠判斷數(shù)據(jù)幀中的目的地址是否與本地IP地址相同，如果相同則接收數(shù)據(jù)幀，否則將數(shù)據(jù)幀拋棄。而IP是TCP/IP協(xié)議棧最為核心的協(xié)議，所有的網(wǎng)絡層和運輸層的數(shù)據(jù)都是以IP數(shù)據(jù)報格式傳輸。ICMP允許主機或路由器報告差錯情況和提供有關異常情況的報告。
圖4 數(shù)據(jù)的封裝過程
系統(tǒng)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過在每個協(xié)議層添加頭部信息，最后封裝成為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，在物理網(wǎng)絡上進行傳輸，數(shù)據(jù)的封裝過程如圖4所示。
結(jié)論
對于工業(yè)控制領域，嵌入式Internet設備將測控網(wǎng)與Internet互連，由此實現(xiàn)測控網(wǎng)和信息網(wǎng)的統(tǒng)一。在這樣構(gòu)成的網(wǎng)絡中，傳統(tǒng)儀器設備充當著網(wǎng)絡中獨立節(jié)點的角色，信息可跨越網(wǎng)絡傳輸至所及的任何領域，實時、動態(tài)(包括遠程)的在線測控成為現(xiàn)實。
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