基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文41(編輯修改稿)
2025-07-24 21:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 靠性，所以它們使用了 TCP。DNS 在某些情況下使用 TCP（發(fā)送和接收域名數(shù)據(jù)庫） ，但使用 UDP 傳送有關(guān)單個(gè)主機(jī)的信息。 UDP 與 TCP 位于同一層，但對于數(shù)據(jù)包的順序錯(cuò)誤或重發(fā)。因此，UDP 不被應(yīng)用于那些使用虛電路的面向連接的服務(wù)， UDP 主要用于那些面向查詢應(yīng)答的服務(wù)，例如 NFS。相對于 FTP 或 Tel，這些服務(wù)需要交換的信息量較小。使用 UDP 的服務(wù)包括 NTP（網(wǎng)落時(shí)間協(xié)議）和 DNS（DNS 也使用 TCP） 。 9欺騙 UDP 包比欺騙 TCP 包更容易，因?yàn)?UDP 沒有建立初始化連接（也可以稱為握手） （因?yàn)樵趦蓚€(gè)系統(tǒng)間沒有虛電路） ，也就是說，與 UDP 相關(guān)的服務(wù)面臨著更大的危險(xiǎn)。 ICMP 與 IP 位于同一層，它被用來傳送 IP 的的控制信息。它主要是用來提供有關(guān)通向目的地址的路徑信息。ICMP 的‘Redirect’信息通知主機(jī)通向其他系統(tǒng)的更準(zhǔn)確的路徑，而‘Unreachable’ 信息則指出路徑有問題。另外，如果路徑不可用了，ICMP 可以使 TCP 連接‘體面地’終止。PING 是最常用的基于 ICMP 的服務(wù)。5. TCP 和 UDP 的端口結(jié)構(gòu) TCP 和 UDP 服務(wù)通常有一個(gè)客戶/服務(wù)器的關(guān)系，例如，一個(gè)Tel 服務(wù)進(jìn)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(wù)進(jìn)程建立一個(gè)連接?？蛻舫绦蛳蚍?wù)進(jìn)程寫入信息，服務(wù)進(jìn)程讀出信息并發(fā)出響應(yīng)，客戶程序讀出響應(yīng)并向用戶報(bào)告。因而，這個(gè)連接是雙工的，可以用來進(jìn)行讀寫 [8]。 兩個(gè)系統(tǒng)間的多重 Tel 連接是如何相互確認(rèn)并協(xié)調(diào)一致呢？TCP 或 UDP 連接唯一地使用每個(gè)信息中的如下四項(xiàng)進(jìn)行確認(rèn)： 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(gè)軟件結(jié)構(gòu)，被客戶程序或服務(wù)進(jìn)程用來發(fā)送和接收信息。一個(gè)端口對應(yīng)一個(gè) 16 比特的數(shù)。服務(wù)進(jìn)程通常使用一個(gè)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?yàn)樵诮⑴c特定的主機(jī)或服務(wù)的連接時(shí)，需要這些地址和目的地址進(jìn)行通訊 [9]。10第三章 論文（設(shè)計(jì)）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(jī)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(jī)端數(shù)據(jù)接收部分。主要用于聯(lián)網(wǎng)接收單片機(jī)終端發(fā)送的數(shù)據(jù)，以便實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)接入Inter 。（1）第一種方法是利用NIC(網(wǎng)絡(luò)控制器/ 網(wǎng)卡) 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口，由單片機(jī)來提供其他所需協(xié)議。如單片機(jī)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(shè)備的網(wǎng)絡(luò)功能。采用這種方法成本非常低廉，困難的就是軟件設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。幸運(yùn)的是我們無需像計(jì)算機(jī)那樣提供全套的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，實(shí)際上，我們只需要根據(jù)特定的應(yīng)用要求，提供一個(gè)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(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口，主控器只負(fù)責(zé)往協(xié)議棧結(jié)構(gòu)芯片的 某個(gè)寄存器里放上適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)。在這種方法里，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是由具有協(xié)議棧結(jié)構(gòu)的芯片硬件實(shí)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(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)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(jī)接口的部分(MCU interface) 、協(xié)議引擎(protocol engine) 、存儲(chǔ)器(DPRAM) 和與 MII 接口的部分。其中MII 接口接上一個(gè)PHY 。這款芯片能從硬件上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要是靠它的協(xié)議引擎，使用者對這一點(diǎn)的最深的感觸是，在它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中有如下幾個(gè)與網(wǎng)絡(luò)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(huì)發(fā)出相應(yīng)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(wù)類型寄存器，對應(yīng)于IP 報(bào)頭的TOS 字段；C IPR為IP 協(xié)議寄存器，對應(yīng)于IP 報(bào)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(dāng)?shù)募拇嫫髦蟹派虾线m的數(shù)據(jù)，并按一定的順序啟動(dòng)相應(yīng)的命令，就可以按標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)的軟件包，設(shè)計(jì)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(luò)開發(fā)編程一樣。所以這種方法的優(yōu)點(diǎn)是軟件設(shè)計(jì)簡單。但缺點(diǎn)是價(jià)格比較貴。通常，這種芯片的價(jià)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(gè)部分：單片機(jī)終端數(shù)據(jù)發(fā)送部分和 PC 機(jī)端數(shù)據(jù)接收部分。系統(tǒng)框圖如第一章圖 所示 單片機(jī)（發(fā)送端） MCS—51 單片機(jī)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(shí)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(shí)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(wù)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(diǎn)： 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(jìn)行設(shè)定； TCP Server， UDP Server， Real COM driver 作業(yè)模式 ； 支持動(dòng)態(tài) (DHCP) ；或靜態(tài)獲取IP 地址； 尺寸小（44 ）；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(yàn)； 串口數(shù)據(jù)位5，6，7，8 可設(shè)定； 串口停止位1，2 位可設(shè)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(shè)定； 可使用配置工具
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