試驗站遠程監(jiān)控系統(tǒng)網絡接口的設計
本系統(tǒng)網絡接口采用以太網接口,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,對于己經選擇使用的協(xié)議,在具體實現時也進行了適當的簡化,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,模塊對外提供接口函數供主程序調用,精簡的TCP/IP協(xié)議棧如圖3所示。本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/156798.htm
圖3 TCP/IP協(xié)議棧
網絡接口層是TCP/IP模型的最底層,由RTL8019AS的驅動程序來完成基本功能。RTL8019AS的驅動程序負責將單片機傳輸到Internet上的數據封裝成以太網數據包的格式發(fā)送,以及將網絡上傳來的數據包進行分析使其進入上一層的協(xié)議處理程序。
網絡層的功能則由ARP(地址解析協(xié)議)、IP(網際協(xié)議)和ICMP(因特網控制報文協(xié)議)協(xié)議共同完成。ARP協(xié)議能夠判斷數據幀中的目的地址是否與本地IP地址相同,如果相同則接收數據幀,否則將數據幀拋棄。而IP是TCP/IP協(xié)議棧最為核心的協(xié)議,所有的網絡層和運輸層的數據都是以IP數據報格式傳輸。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 數據的封裝過程
系統(tǒng)需要傳輸的數據通過在每個協(xié)議層添加頭部信息,最后封裝成為以太網數據包,在物理網絡上進行傳輸,數據的封裝過程如圖4所示。
結論
對于工業(yè)控制領域,嵌入式Internet設備將測控網與Internet互連,由此實現測控網和信息網的統(tǒng)一。在這樣構成的網絡中,傳統(tǒng)儀器設備充當著網絡中獨立節(jié)點的角色,信息可跨越網絡傳輸至所及的任何領域,實時、動態(tài)(包括遠程)的在線測控成為現實。
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