基于網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)畢業(yè)設計論文(編輯修改稿)
2025-07-24 20:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 Tel 服務進程開始在系統(tǒng)上處于空閑狀態(tài)，等待著連接。用戶使用Tel 客戶程序與服務進程建立一個連接。客戶程序向服務進程寫入信息，服務進程讀出信息并發(fā)出響應，客戶程序讀出響應并向用戶報告。因而，這個連接是雙工的，可以用來進行讀寫 [8]。 兩個系統(tǒng)間的多重 Tel 連接是如何相互確認并協(xié)調(diào)一致呢？TCP 或 UDP 連接唯一地使用每個信息中的如下四項進行確認： 源 IP 地址 發(fā)送包的 IP 地址。 目的 IP 地址 接收包的 IP 地址。 源端口 源系統(tǒng)上的連接的端口。 目的端口 目的系統(tǒng)上的連接的端口。 端口是一個軟件結(jié)構(gòu)，被客戶程序或服務進程用來發(fā)送和接收信息。一個端口對應一個 16 比特的數(shù)。服務進程通常使用一個固定的端口，例如，SMTP 使用 2Xwindows 使用 6000。這些端口號是‘廣為人知’ 的，因為在建立與特定的主機或服務的連接時，需要這些地址和目的地址進行通訊 [9]。10第三章 論文（設計）的主要研究方案 研究內(nèi)容 本文主要研究內(nèi)容為以下兩大部分：（1）單片機終端數(shù)據(jù)發(fā)送部分。本部分主要完成數(shù)據(jù)的發(fā)送功能。 （2）PC 機端數(shù)據(jù)接收部分。主要用于聯(lián)網(wǎng)接收單片機終端發(fā)送的數(shù)據(jù)，以便實時提取查看。 擬采用的研究方法及主要措施目前有兩種方法可以實現(xiàn)單片機系統(tǒng)接入Inter 。（1）第一種方法是利用NIC(網(wǎng)絡控制器/ 網(wǎng)卡) 實現(xiàn)網(wǎng)絡接口，由單片機來提供其他所需協(xié)議。如單片機和ZNE— 100模塊構(gòu)成的系統(tǒng)。ZNE—100模塊內(nèi)部集成了TCP/IP 協(xié)議棧，我們可以利于它可以輕松完成嵌入式設備的網(wǎng)絡功能。采用這種方法成本非常低廉，困難的就是軟件設計比較復雜。幸運的是我們無需像計算機那樣提供全套的網(wǎng)絡通信協(xié)議，實際上，我們只需要根據(jù)特定的應用要求，提供一個TCP/ IP 協(xié)議族的子協(xié)議集11即可。（2）第二種方法是利用具有協(xié)議棧結(jié)構(gòu)的芯片和PHY(phyceiver 物理層的接收器) 來實現(xiàn)網(wǎng)絡接口，主控器只負責往協(xié)議棧結(jié)構(gòu)芯片的 某個寄存器里放上適當?shù)臄?shù)據(jù)。在這種方法里，網(wǎng)絡協(xié)議是由具有協(xié)議棧結(jié)構(gòu)的芯片硬件實現(xiàn)的。目前市面上已有這種結(jié)構(gòu)的芯片出售， 如韓國WIZ 公司生產(chǎn)的i2chip W3100A 芯片，美國Seiko Instruments 公司生產(chǎn)的ichip S7600A 芯片等等。這里以i2chipW3100A 為例，來說明這類芯片如何硬件實現(xiàn)網(wǎng)絡協(xié)議。其 所示。這款芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為4 部分：與單片機接口的部分(MCU interface) 、協(xié)議引擎(protocol engine) 、存儲器(DPRAM) 和與 MII 接口的部分。其中MII 接口接上一個PHY 。這款芯片能從硬件上實現(xiàn)網(wǎng)絡協(xié)議主要是靠它的協(xié)議引擎，使用者對這一點的最深的感觸是，在它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中有如下幾個與網(wǎng)絡協(xié)議相關(guān)的寄存器：命令寄存器C CR ，它的各位分別表示系統(tǒng)初始化、通道socket 初始化、建立連接、偵聽、接收、發(fā)送、關(guān)閉等命令，將某位置1就會發(fā)出相應的命令；C DIR 為目的IP 地址寄存器； C DPR 為目的端口地址寄存器；C TOSR 為服務類型寄存器，對應于IP 報頭的TOS 字段；C IPR為IP 協(xié)議寄存器，對應于IP 報頭的協(xié)議字段；CSPR源端口寄存器； C SSR socket 狀態(tài)寄存器； GAR 網(wǎng)關(guān)地址寄存器； SMR 子網(wǎng)屏蔽寄存器；SHAR 源硬件地址寄存器； SIPR 源IP 地址寄存器等等 [10]。有了這些寄存器，開發(fā)者只需往適當?shù)募拇嫫髦蟹派虾线m的數(shù)據(jù)，并按一定的順序啟動相應的命令，就可以按標準協(xié)議上網(wǎng)了。更方便的是，這類芯片的開發(fā)商還提供了相應的軟件包，設計者只需調(diào)用軟件包中的函數(shù)就可以了，就像在VC 中做網(wǎng)絡開發(fā)編程一樣。所以這種方法的優(yōu)點是軟件設計簡單。但缺點是價格比較貴。通常，這種芯片的價格都在上千元以上 [11]。12圖3. 1 W3100A 結(jié)構(gòu)示意圖本系統(tǒng)共分兩個部分：單片機終端數(shù)據(jù)發(fā)送部分和 PC 機端數(shù)據(jù)接收部分。系統(tǒng)框圖如第一章圖 所示 單片機（發(fā)送端） MCS—51 單片機串行通信工作方式(1)在方式 0 下，是把串行口作為同步移位寄存器使用，這時以RXD（）端作為數(shù)據(jù)移位的入口和出口，而由 TXD（）端提供移位時鐘脈沖。(2)方式 1 是 10 位為一幀的異位串行通信方式。(3)方式 2 是 11 位為一幀的串行通信方式。(4)方式 3 同樣是 11 位為一幀的串行通信方式，其通信過程與方式 2 完全相同，所不同的僅在于波特率 [12]。 發(fā)送端程序 [13]發(fā)送主程序： ORG 0023H AJMP ACINT ORG 8030H13MOV TMOD，20HMOV TL1，0F3HMOV TH1，0F3HSETB EACLR ESMOV PCON，00HSETB TR1MOV SCON，40HMOV SBUF，40HSOUT1：JNB T1，$CLR T1MOV SBUF，00HSOUT2：JNB T1，$CLR T1MOV SBUF，40HSOUT3:JNB T1，$CLR T1MOV SBUF，1FHMOV DPTR，4000HMOV R7，20HSETB ESAHALT:AJMP $中斷服務程序：ORG 8100HACINT:MOVX A，@DPTRCLR T1MOV SBUF，ADJNZ R7，AEND14CLR ESCLR TR1AEND:INC DPTRRET1 ZNE—100 （網(wǎng)卡芯片 ）功能特點： Serial (TTL) to 10M Ether，Serial 最大波特率為115200 bps； 可利用 Web browser 和Windows utility 輕松進行設定； TCP Server， UDP Server， Real COM driver 作業(yè)模式 ； 支持動態(tài) (DHCP) ；或靜態(tài)獲取IP 地址； 尺寸?。?4 ）；產(chǎn)品特性： 32 位ARM7 CPU； 16KB RAM； 128KB FLASH； 10M 以太網(wǎng)接口（使用排針方式引出）； 電磁隔離； 串口 TTL 電平方式，波特率300~115200 bps； 串口任意校驗； 串口數(shù)據(jù)位5，6，7，8 可設定； 串口停止位1，2 位可設定； 支持 TCP/IP 協(xié)議包括：ETHERNET、ARP、IP、ICMP、UDP 、TCP、HTTP、DHCP； 工作方式可選擇為TCP Server 或 UDP Server，工作端口可設定； 可使用配置工具ZCom Utility for Windows98/me/NT/2022/XP 進行配置； 可使用網(wǎng)頁瀏覽器進行配置； 輸入電壓 5V DC 功耗低最大工作電流 38 mA15 工作溫度 0～65186。C 保存溫度 －25～85186。C [14]ZNE100 模塊硬件電路 模塊有兩排外引管腳，左邊一排是12 針，右邊一排是11 針。左邊排針的最上方引腳為模塊的引腳1，依次往下是2～12 引腳，右邊最上方是最后一個引腳23 腳。另外圖 模塊的上方有3 個孔，它們是用于恢復出廠設置值和升級固件的。圖 ZNE100 模塊俯視圖 ZNE100 模塊管腳名稱*注意：設計時要保持保留的管腳懸空！ TX+、Ether TX、Ether RX+、Ether 16RX管腳是以太網(wǎng)信號；TXD、RXD 是串口信號；管腳119 為LED 信號，方向為輸出；485_TXD_EN 是485發(fā)送控制端，方向為輸出，保證RS485 半雙工傳輸，發(fā)送數(shù)據(jù)時為高電平，接收數(shù)據(jù)為低電平；nRST 模塊復位腳，低電平有效，在該管腳輸入一大于20us 的負脈沖，模塊復位（模塊內(nèi)部有上電復位電路，該管腳可懸空）。 ZNE100 模塊 ZNE100 模塊軟件配置在使用軟件進行配置前，需要保證用戶的PC 機內(nèi)有以太網(wǎng)卡，而且其配置的PC機與ZNE100 模塊同在一個網(wǎng)段內(nèi)。ZNE100 模塊在出廠時設定了一個默認的IP 地址（ ）和網(wǎng)絡掩碼（），用戶可以計算一下看是否和ZNE100 模塊在同一網(wǎng)段，公式為：用戶PC 機IP 地址 與上 用戶PC 機網(wǎng)絡掩碼等于ZNE100模塊的IP 地址 與上 ZNE100 模塊的網(wǎng)絡掩碼（按出廠設定）。如果不相等，則需要如下操作：首先進入操縱系統(tǒng)，然后使用鼠標點擊任務欄的“ 開始” － “設置”－
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