多接口嵌入式Web服务器的设计与实现
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摘要
随着嵌入式系统的发展和Internet的普及,将嵌入式系统与Internet相结合是一种必然的趋势。但是传统的工业控制设备主要是非TCP/IP设备,如何低价完成这些设备的网络化改造是当前研究的重要课题。
     本文首先阐述了嵌入式系统接入Internet面临的两大问题:技术问题和成本问题,并对8位MCU接入网络的可行性进行分析,提出了在8位MCU上实现多接口嵌入式Web服务器的解决方案。其次对嵌入式Web服务器的组成、功能以及关键技术进行了分析,选择了基于Internet混合结构的接入方式,使得该嵌入式Web服务器既可以通过以太网接入Internet,也可以使用PPP协议通过公用电话网接入Internet。接着选用DS80C400作为嵌入式Web服务器的主控芯片,完成系统硬件平台的设计,选用Java平台完成应用软件的设计。
     最后本文给出了在以太网环境下通过本嵌入式Web服务器完成对西门子PLC的控制和数据采集,证明本系统运行可靠、性能稳定,达到设计要求,具有很好的实用价值。
     该设计为工业控制设备低价进入Internet提供了可行的技术方案,具有广阔的应用前景。
With the evolution of embedded system and the popularization of Internet, it is aninevitable trend that the embedded technology and the Internet should be combinedtogether. At present, the traditional industrial control equipment can not be directlyconnected to the Internet. How to make these equipments connect to the Internet withlow-cost is an important issue.
     The thesis first describes two problems when the embedded system is accessed to theInternet: the technical problems and the cost ones. The Multi-Interface embedded webserver based on 8-bit MCU was advanced to solve the problems after the feasibility isanalyzed. Then, we analyze the constitution, function and the key technology of the webserver system. After that, the hybrid structure is chosen to access to the Internet, so that theweb server can be connected either to Internet through Ethernet or to PSTN with the PPPprotocol. The DS80C400 is employed to complete the hardware design andrealization. The application software is designed based on the Java software platform.
     Finally, as the validation test, the system is applied to the PLC of Siemens for dataacquisition. The application approved that the system is reliable and stable so that itachieves the design requirements and has good practical value.
     The result of the research provides a viable option for industrial control equipmentaccessed to Internet with low-cost. So it will have a broad prospect.
引文
1.王田苗.嵌入式系统设计与实例开发.北京:清华大学出版社,2002
    2.吕京建,肖海桥.嵌入式Internet技术及其应用.今日电子.1999(10):24-26
    3.张毅,赵国锋.嵌入式Internet的几种接入方式比较.重庆邮电学院学报.2002.14(4):83-86
    4.彭少熙.家庭网络中的嵌入式Internet方案.电子技术应用.2001(10):47-50.
    5.王勇,姚亦峰,蒋兴浩,陈抗生.式系统接入Internet的技术研究.计算机工程与应用.2001(4):29-30
    6.蔡虔,涂燕琼.五种嵌入式Internet接入方案的研究分析.科技广场.2006(8):116-118
    7.刘淑霞,孙学农,杨宏,梁平.嵌入式Internet接入方案的研究.青岛理工大学学报.2006.27(3):94-97
    8.朱文凯,何岭松,丁汉,熊有伦.基于Internet的嵌入式Web传感器.仪表技术与传感器.2002(8):1-4
    9.毛永毅,马洪义.利用Rabbit2000实现抄表数据在Internet网络的传输.电测与仪表.2003.40(9):50-52
    10.赵葵银,唐勇奇.MCU应用系统与Internet连接的一种新技术.单片机与嵌入式系统应用.2001(2):35-37
    11.董炜,杨士元.嵌入式Internet与家庭网关技术.计算机应用研究.2005.22(6):222-225
    12.万静华,丁亚军.以太网控制器的嵌入式设备网络互连.单片机与嵌入式系统应用.2001(1):41-43
    13.陶波,丁汉,熊有伦.基于嵌入式Internet的工业控制.测控技术.2001.20(8):5-9
    14.关沫,赵海,王小英,张文波.基于Web的嵌入式设备监控模型的设计与实现.算机工程.2005.31(15):189-191
    15.张茜,张银福.基于Web服务器的设备管理技术研究与实现.计算机工程与应用.2003.39(24):169-171
    16.Bruce Eckel.Think In Java.第3版.北京:机械工业出版社,2005
    17.郝金华.基于网络微控制器的远程监控系统的设计与应用.电子科技大学.硕士论文
    18.范莹,须德,郝雪峰.C/S和B/S模式相结合的ITS数据再获得系统设计与实现.计算机工程与应用.2004.40(35):208-210
    19.张良银.浅论C/S和B/S体系结构.工程地质计算机应用.2006(4):20-23
    20.张丽,张艳.从C/S到B/S,再到三层(多层)结构:论体系结构的发展.河南师范大学学报(然科学版).2002.33(3):24-27
    21.吴大刚,肖荣荣.与B/S结构的信息系统比较分析.情报科学.200321(3):313-315
    22.武苍林.B/S与C/S结构的分析与比较.电脑学习.1999(5):42-43
    23.李桂权.一种基于B/S结构与C/S结构结合的新体系结构.电子技术应用.2004.30(8):7-9
    24.孙一林,彭波.Java网络编程实例.北京:清华大学出版社,2003
    25.於志文,周兴社,吴小钧.基于Java开发嵌入式应用的方法研究.计算机应用研究.2002.19(10):14-16
    26.Java用于嵌入式系统的十个优点和五个局限.电子出版.2004年(12):41-46
    27.李钢,李增智,杨振江,张勇.关于Java技术在嵌入式系统中的应用研究.小型微型计算机系统.2001.22(9):1138-1140
    28.吕京建.嵌入式处理器:嵌入式系统的心脏.世界电子元器件.1999(2):21-23
    29.侯志恒.DS80C400网络微控制器的应用.电光系统.2005(1):52-55
    30.吴珏,谭文学.DS80C400在远程数据采集系统中的应用.国外电子测量技术.2003.22(3):40-41
    31.杨东,丁朋林.MPC8260结合LXT972A实现快速以太网通信.电子测量技术.2004(4):61-62
    32.曾立志.推广贴片式、薄膜式变压器是必然趋势.国际电子变压器.2004(6)
    33.鲍官军,计时鸣,张利,王亚良.CAN总线技术、系统实现及发展趋势.浙江工业大学学报.2003.31(1):58-61
    34.饶运涛,邹继军,郑勇芸.现场总线CAN原理与应用技术.第一版.北京:北京航空航天大学出版社出版.2003.6
    35.雷霖.现场总线控制网络技术.北京:电子工业出版社.2004.4
    36.苏义鑫,王子毅,张素文.uClinux在嵌入式系统中的移植研究.微计算机信息.2006(11):58-60
    37.37.(美)Jean J.Labrosse著.绍贝贝译.μC/OS-Ⅱ——源码公开的实时嵌入式操作系统.北京:中国电力出版社,2001
    38.包宇,王连明,邢雪峰.基于TINI平台的嵌入式网络接入技术研究及应用.电测与仪表.2006.43(7):60-62
    39.姜捷,王永红,凌志浩.基于TINI的一线制网络互联技术.单片机与嵌入式系统应用.2002(6):8-9
    40.姜捷,王永红.TINI的硬件结构和软件环境.单片机与嵌入式系统应用.2002(9):53-55
    41.晨风.嵌入式实时多任务软件开发基础.第1版.北京:清华大学出版社,2004
    42.钟京馗,唐恒.精通Java Web动态图表编程.北京:电子工业出版社,2005.9
    43.曾勇军.PPP协议及其在INTERNET远程接入技术中的应用.计算机应用研究.2000.17(1):58-60
    44.何梅.Java Applet编程实例.北京:清华大学出版社,2003
    45.郝战存.可编程控制器发展综述.河北工业科技.2004年(2):53-56
    46.高淑敏,费玉华.PLC和PC实时通信方法的研究.自动化博览.2003(6):62-64
    47.彭金林.基于嵌入式Web服务器的PLC通讯研究.武汉科技大学学报(自然科学版.2004.27(4):423-425
    48. J.K.Gibson, Discrete logarithm hash function that is collision free and oneway IEEE Proceedings-E, 1991,138:407-410
    49. Rabbit2000. "RabbitCore With Ethermet". http://www.zword.com,2004.
    50. EmWare. "EMIT 4 Spec Sheet.pdf'. http://www.emware.com.2004
    51. Datlas Semiconductor Corporation. High-Speed Microcontroller User's Guide:DS80C400 Supplement
    52. Getting Started With TINI. http://www.maxim-ic.com. 2004
    53. Intel Inc. LXT972ALC DataSheet.
    54. Intel Inc. LXT972A User's Manual.
    55. Don Loomis."The TINI Specification and Development Guide",2001
    56. Simpson.W. The Point-to-Point Protocol (PPP). RFC1661, 1994