基于硬件協(xié)議棧的以太網遠程數據傳輸系統(tǒng)

除了上面幾個寄存器之外，還需要設置MAC地址、IP地址、網關地址等，根據實際應用向對應的控制位寫入相應的地址即可，這里不再贅述。
W5100可以工作在TCP和UDP兩種通信模式下，在不同的通信模式下又分為客戶端和服務器兩種工作狀態(tài)，TCP是面向連接的以太網通信，相比UDP可以提供更可靠的通信服務。本文通過W5100建立TCP的客戶端工作模式，將采集到的數據通過以太網發(fā)送至數據中心的服務器。如圖5所示，客戶端首先向服務器發(fā)起請求連接，成功建立連接之后，當周期性數據采集任務結束后，將向服務器發(fā)送數據包；如果遇到網絡阻塞，會產生通信超時或者沒有響應等情況，將會終止一次通信連接，關閉Socket，然后重新發(fā)起新的連接請求，循環(huán)反復。

3 系統(tǒng)應用
目前，通過本文開發(fā)的基于W5100的遠程數據采集與傳輸系統(tǒng)已經成功應用在遼寧省建筑能耗監(jiān)測平臺、太原理工大學節(jié)約型校園監(jiān)管平臺、大連市公共機構能耗監(jiān)管平臺等多個能耗監(jiān)測項目當中。其中，遼寧省項目覆蓋范圍最廣，涉及到省內14個地級市共50棟建筑的能耗采集與傳輸工作。調試期間，因能耗采集周期和上傳周期均一致，并且各客戶端的時間信息通過服務器進行同步，導致所有的客戶端均在同一個時刻向數據中心發(fā)起連接或者發(fā)送能耗信息數據，如圖6所示(上傳周期為5 min)，第1分鐘的C1～Cn表示各地的數據采集器在同一時刻向服務器發(fā)起連接請求，第5 min的C1～Cn表示各數據采集器在同一時刻向服務器發(fā)送能耗數據信息，從而造成服務器偶爾因連接負載過多造成采集軟件死機等情況發(fā)生。

解決該問題的方法其實很簡單，設置各客戶端分時發(fā)送數據即可，但如果對不同的客戶端下載不同版本的程序，從而達到分時的目的，實際操作過程中很不方便，而且造成程序版本不唯一，容易出現(xiàn)問題。經過進一步分析發(fā)現(xiàn)，各客戶端的網絡通信質量不一，與服務器成功建立連接的時間不同，通過下面的方法巧妙地將該問題解決，如圖7所示。

通過在程序中加入下面兩行代碼：
Write_W5100(W5100_S0_CR，S_CR_SEND KEEP)；
／／監(jiān)測網絡狀態(tài)
ssr0_state=Read_W5100(W5100_S0_SSR)；
／／讀取當前網絡狀態(tài)
對當前的網絡進行監(jiān)測，客戶端與服務器成功建立連接之后，寄存器ssr0_state變?yōu)?x17，記錄從發(fā)起連接到建立連接之間的時間差△T，發(fā)送數據時順延△T時刻再發(fā)送，從而零成本解決了負載過大的難題。遼寧省項目自2010年7月開始運行，至今已經連續(xù)運行2年多時間，結果表明該系統(tǒng)能夠準確地將數據上傳，工作穩(wěn)定可靠。

結語
本文以STM32F103VET6為核心處理器，通過單片網絡控制芯片W5100建立了以太網遠程數據傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有高集成度、低成本、開發(fā)周期短等優(yōu)勢。針對建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)多個客戶端同時發(fā)起連接和上傳數據造成的服務器壓力過大問題，文中通過監(jiān)測客戶端與服務器之間的連接時間點，在發(fā)送數據時順延時間差△T，巧妙地解決了該問題。實際項目運行結果表明，該系統(tǒng)運行可靠穩(wěn)定，應用前景良好。