嵌入式因特网接入技术在测控网络中研究应用

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1、引言伴随着二十一世纪的曙光，人类迎来了一个充满希望的新时代。而作为二十世纪人类社会最伟大的发明之一，计算机也迈入了其另一个充满机遇的阶段一～后PC时代。不知不觉中，形式多样的数字化产品已经开始继PC机之后成为信息处理的一大主要工具，并且正在逐步形成一个充满商机的巨大产业111。Internet带来了一个新时代。在PC时代，我们骄傲的说：“信息就在指尖”，后PC时代，使得人们开始越来越多地接触到一个新的概念一一嵌入式产品。像手机、PDA(如商务通等)均属于手持的嵌入式产品，VCD机、机顶盒等也属于嵌入式产品，而像车载OPS系统、数

2、控机床、网络冰箱等同样都采用嵌入式系统。形式多样的数字化设备正努力把Internet连接到人们生活各个角落，也就是说中国数字化设备的潜在消费者数量将以亿为单位。嵌入式软件是数字化产品的核心。如果说PC机的发展带动了整个桌面软件的发展，那么数字化产品的广泛普及必将为嵌入式软件产业的蓬勃发展提供无穷的推动力。嵌入式系统的概念众说纷纭，目前为止还没有一个公认的统一的定义。比较权威的一个是：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。Inter

3、net的伟大之处就在于可以无限地膨胀。《数字化生存》的作者尼古拉·庞帝来中国讲演时，曾预言未来PC的市场份额将减少，可能会出现许多非常便宜的因特网接入设备，他建议的价格只有1美元。单片机或微控制器(MCU)，通称嵌入式系统，己经在家庭和工业的各个领域得到了广泛的应用。过去大量的浩如烟海的使用8／16位微处理器的嵌入式设备，如仪表仪器、数据采集、过程控制、工业自动化、家庭自动化等实时应用，已到了享用互联网方便的时候了【2I。由此可见，如何设计和制造嵌入式瘦服务器、嵌入式网关和嵌入式因特网路由器己成为嵌入式Internet时代的关键

4、和核心技术。嵌入式因特网设备具有如下的特点：·不需要专用的通信线路，现成的因特网成为全球化的网络：·不止是文本数据，声音、图象等多媒体数据可以传输；·协议是公开的，任何一种Web浏览器都可以照读不误；·信息可以直接反映在色彩丰富的网页上，形式可以是数据、文本、图象、表格和语音。现代测控网络利用现场总线技术，企业内部网和各种网关设备，来间接对现场设备进行监控。利用嵌入式Internet接入技术，就可使现代测控网络真正做到现场监控现场设备。本文结合科研课题“基于嵌入式Web服务器的网络视频监控系统”，深入研究了嵌入式InteFnet

5、的实现技术，解决了在8位微处理器上实现TCP／IP协议栈的技术难点。系统的成功运行证明作者提出的解决嵌入式系统因特网接入的方案是可行的。同时也表明嵌入式Internet技术具有广泛的应用前景。本文按照如下的顺序组织文章的结构：第一章现场总线一开创测控网络的新纪元。对现场总线的特点、现场总线的网络模型和现代流行的几种现场总线作了较详细的论述，在此基础上，作者提出了基于嵌入式Internet的现代测控网络的网络模型。第二章嵌入式系统研究。首先论述了嵌入式系统的定义、特点、分类、应用和发展趋势，接着分析了嵌入式系统的硬件和软件平台：嵌

6、入式实时操作系统和嵌入式微处理器。第三章嵌入式Internet系统。本章从研究嵌入式Internet的兴起开始，涉及了嵌入式Internet的应用领域，嵌入式Internet在现代控制网络系统中的应用，重点研究了实现嵌入式Internet的方法。第四章TCP／IP协议。概要论述了TCP／IP协议的组成和结构体系。第五章基于嵌入式Web服务器的网络视频监控系统。详细论述了系统的组成和各个组成模块，针对视频监控的特点，在8位微处理器上实现了Internet的接入。由于TCP／／P协议栈的实现比较复杂，在此基础上，还有具体的应用程序的

7、设计问题，若用‘个简单的While循环将会使整个嵌入式Web服务器的软件没计变得复杂，可读’胜不强，并且会影响网络的传输速度，所以作者采用了ⅡC／OS—II这个源代码公开、移植性强的实时操作系统。这就涉及到uC／OS—TI实时内核的修改。uc／os—II的绝大部分源代码是用ANSIC编写，但是，对每种不同的微处理器，几个少数内核函数的修改是各不相同的，与所移植的微处理器的结构，指令有关。总之，只需对与微处理器等硬件相关的部分进行修改，并且，只能使用汇编语言。从系统的实际运行情况看来，作者对嵌入式Web服务器的硬件设计和软件设计是

8、正确的，同时也表明，嵌入式Internet接入技术在现代测控网络系统中，具有广阔的应用前景。II摘要随着Internet和嵌入式系统的广泛应用，计算机技术、网络技术、控制技术和现场总线技术得到迅速发展，促使测控网络向数据共享更加方便、信息传递更加快捷和交互性更强