試驗(yàn)站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口的設(shè)計(jì)
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本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口采用以太網(wǎng)接口，所以協(xié)議棧遵循TCP/IP模型來設(shè)計(jì)。考慮到系統(tǒng)的程序空間極為有限，所以設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議棧進(jìn)行了簡(jiǎn)化，通過選擇合適的協(xié)議，可以降低對(duì)處理器硬件資源的需求。例如，由于對(duì)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(duì)于己經(jīng)選擇使用的協(xié)議，在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)也進(jìn)行了適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化，保留其中必須具備的部分，以節(jié)約程序空間和執(zhí)行時(shí)間。同時(shí)保證系統(tǒng)的可靠性與安全性，遵循分層設(shè)計(jì)思想和模塊化設(shè)計(jì)方法，各協(xié)議由對(duì)應(yīng)的模塊實(shí)現(xiàn)，模塊對(duì)外提供接口函數(shù)供主程序調(diào)用，精簡(jiǎn)的TCP/IP協(xié)議棧如圖3所示。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/156798.htm
圖3 TCP/IP協(xié)議棧
網(wǎng)絡(luò)接口層是TCP/IP模型的最底層，由RTL8019AS的驅(qū)動(dòng)程序來完成基本功能。RTL8019AS的驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)將單片機(jī)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(luò)上傳來的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析使其進(jìn)入上一層的協(xié)議處理程序。
網(wǎng)絡(luò)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(bào)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(luò)層和運(yùn)輸層的數(shù)據(jù)都是以IP數(shù)據(jù)報(bào)格式傳輸。ICMP允許主機(jī)或路由器報(bào)告差錯(cuò)情況和提供有關(guān)異常情況的報(bào)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(gè)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(luò)上進(jìn)行傳輸，數(shù)據(jù)的封裝過程如圖4所示。
結(jié)論
對(duì)于工業(yè)控制領(lǐng)域，嵌入式Internet設(shè)備將測(cè)控網(wǎng)與Internet互連，由此實(shí)現(xiàn)測(cè)控網(wǎng)和信息網(wǎng)的統(tǒng)一。在這樣構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中，傳統(tǒng)儀器設(shè)備充當(dāng)著網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的角色，信息可跨越網(wǎng)絡(luò)傳輸至所及的任何領(lǐng)域，實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)(包括遠(yuǎn)程)的在線測(cè)控成為現(xiàn)實(shí)。
評(píng)論