【文章內容簡介】 接的服務。但是UDP比TCP要簡化，所以在運行速率上要快些，根據(jù)本系統(tǒng)的需要我選擇UDP協(xié)議。IP層接收由更低層（網(wǎng)絡接口層例如以太網(wǎng)設備驅動程序）發(fā)來的數(shù)據(jù)包，并把該數(shù)據(jù)包發(fā)送到更高層 UDP層；相反，IP層也把從UDP層接收來的數(shù)據(jù)包傳送到更低層。 以太網(wǎng)協(xié)議的實現(xiàn)首先對協(xié)議中運用的公共數(shù)據(jù)結構執(zhí)行定義：如MAC地址格式、IP地址格式、系統(tǒng)的地址配置、緩沖區(qū)格式及大小。其中MAC，IP地址格式都是固定的，系統(tǒng)的配置用于確定系統(tǒng)的IP地址及端口以及MAC地址值。由于系統(tǒng)中傳送的數(shù)據(jù)較大，必須定義用于傳送數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，長度為1500B，而接收的數(shù)據(jù)十分基本，因此無需緩沖區(qū)。其次，定義ARP數(shù)據(jù)幀頭結構及ARP高速緩沖表，數(shù)據(jù)幀必須根據(jù)標準定義，高速緩沖表至少要含有IP地址及相對應的MAC地址2項。由于本系統(tǒng)連接的對象只有數(shù)據(jù)服務器，因此，在系統(tǒng)原始化建立連接時填入ARP緩沖表信息，而不必實現(xiàn)定時更新。本系統(tǒng)所用到的以太網(wǎng)協(xié)議及在各層中的作用如表31所示。表31 各層所用對應的TCP/IP協(xié)議族OSI中的層功能協(xié)議傳輸層提供對端的接口TCP，UDP網(wǎng)絡層為數(shù)據(jù)包選擇路由IP,IGMP等協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層傳輸有地址的幀以及錯誤檢測功能SLIP,CSLIP,PPP,MTU物理層以二進制數(shù)據(jù)形式在物理媒體上傳輸數(shù)據(jù)IEEE802,根據(jù)以太網(wǎng)標準定義IP及ICMP數(shù)據(jù)幀格式。網(wǎng)絡層的的主要工作有：對上一層傳下來的數(shù)據(jù)包，加上IP首部和IP校驗和，發(fā)往下一層；以及對下一層傳上來的數(shù)據(jù)包，執(zhí)行校驗和檢查，若正確去掉IP首部，送往上一層；對收到的ICMP的回顯請求包，按照格式組裝1個ICMP的回顯應答包并發(fā)送，以便于響應服務器的PING程序。最后，根據(jù)標準定義UDP數(shù)據(jù)幀格式。這一層的主要工作有：對運用層傳下來的數(shù)據(jù)包，加上UDP首部和UDP校驗和，發(fā)往下一層。以及對下一層傳上來的數(shù)據(jù)包，執(zhí)行校驗和檢查，若正確去掉UDP首部，提出數(shù)據(jù)送給運用層。 數(shù)據(jù)通信的實現(xiàn)根據(jù)系統(tǒng)上傳數(shù)據(jù)量大而接收數(shù)據(jù)量很小的特點，加之單片機的處理速度有限，系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳送程序放到主程序中執(zhí)行調用，而接收數(shù)據(jù)采用中斷方式。當系統(tǒng)有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，首先在傳輸層將數(shù)據(jù)加上UDP首部，再調用網(wǎng)絡層函數(shù)給其加IP首部，然后到鏈路層從ARP表中查詢MAC地址，填入相應位置，并發(fā)給網(wǎng)絡驅動程序傳到以太網(wǎng)上。當收到網(wǎng)絡中斷就讀取數(shù)據(jù)，根據(jù)包的種類分別傳給ARP或IP協(xié)議，由每一層自行處理數(shù)據(jù)，最后由單片機調用顯示程序顯示接收到的比對結果。第4章 指紋終端 指紋終端結構指紋數(shù)據(jù)/驗證服務器主要用來存放指紋識別的算法和指紋數(shù)據(jù)；指紋終端主要用來采集指紋信息和顯示與數(shù)據(jù)庫指紋對比的結果。指紋采集終端結構圖，如圖41所示。圖41 指紋采集終端結構圖根據(jù)結構圖可知：指紋終端由單片機、指紋傳感器、LCD顯示器、以太網(wǎng)芯片、RJ45接口和片外數(shù)據(jù)FLASH組成。由指紋傳感器采集指紋傳送給單片機，單片機通過以太網(wǎng)芯片將數(shù)據(jù)傳送給以太網(wǎng)。所傳送的數(shù)據(jù)在服務器上進行算法比對，得出結論并將所的比對的結論再傳送給單片機，由單片機通過串口給LCD顯示出來。這樣可以減少指紋終端的工作壓力，使得系統(tǒng)能夠高效率的運行。 指紋終端各部分作用指紋終端由單片機、指紋傳感器、LCD顯示器、以太網(wǎng)芯片、RJ45接口和片外數(shù)據(jù)組成。SST89系列是美國SST公司推出的高可靠、小扇區(qū)結構的FLASH單片機，內部嵌入40KB的Super FLASH。它是終端的CPU，用來處理指紋傳感器的數(shù)據(jù)、LCD顯示器的數(shù)據(jù)以及和以太網(wǎng)的通信。傳感器MBF200屬于電容性傳感器，支持3種接口形式，即MCU接口模式、SPI接口模式和USB接口模式。系統(tǒng)采用微處理器接口模式，在此模式下可將MBF200與51系列單片機8位數(shù)據(jù)總線直接相連，其接口形式非?；荆椅⑻幚砥鹘涌谀Ｊ皆贛BF200的3種接口模式下，數(shù)據(jù)傳輸率最高，可以滿足對連續(xù)指紋圖像采集和比對的需要。傳感器MBF200的外圍電路如圖42所示。圖42 指紋傳感器外圍電路為了保存指紋圖像數(shù)據(jù)，必須為系統(tǒng)擴充外部存儲器。MBF200一幅指紋掃描圖像需要存儲空間為75KB，因此系統(tǒng)采用SST公司的FLASH存儲器SST 39SF040A對數(shù)據(jù)存儲器執(zhí)行存儲擴充，其容量為128K8位。由于51單片機地址線只有16位，系統(tǒng)采用P1口對存儲空間執(zhí)行分段訪問。其中，指紋圖像數(shù)據(jù)及識別數(shù)據(jù)采用固定地址執(zhí)行存儲，數(shù)據(jù)讀取容易實現(xiàn)。LCD顯示器用于顯示比對結果信息。為了方便系統(tǒng)設計，采用LCD1602顯示模塊。用來顯示當前所采集信息比對后的結果。以太網(wǎng)芯片和RJ45接口用于將指紋終端接入網(wǎng)絡，實現(xiàn)與服務器的通信。第5章 系統(tǒng)詳細設計 以太網(wǎng)建立的詳細設計以太網(wǎng)的建立包括兩方面的設計，一方面是拓撲結構的選擇，另一方面以太網(wǎng)的調試。因為系統(tǒng)是基于企業(yè)局域網(wǎng)的系統(tǒng)，故應選用最常用的拓撲結構，不但方面系統(tǒng)的擴展而且結構簡單便于操作。以太網(wǎng)在建立時要設置協(xié)議，通過ping命令來檢查是否能實現(xiàn)通信。 拓撲結構以太網(wǎng)又稱拓撲結構，計算機網(wǎng)絡的拓撲結構是引用拓撲學中研究與大小，形狀無關的點，線關系的方法。把網(wǎng)絡中的計算機和通信設備抽象為一個點，把傳輸介質抽象為一條線，由點和線組成的幾何圖形就是計算機網(wǎng)絡的拓撲結構。網(wǎng)絡的拓撲結構反映出網(wǎng)中個實體的結構關系，是建設計算機網(wǎng)絡的第一步，是實現(xiàn)各種網(wǎng)絡協(xié)議的基礎，它對網(wǎng)絡的性能，系統(tǒng)的可靠性與通信費用都有重大影響。最基本的網(wǎng)絡拓撲結構有：環(huán)形拓撲、星行拓撲、總線拓撲三個。根據(jù)實際的需要，在本系統(tǒng)中我們使用總線型結構?？偩€型網(wǎng)絡不但便于建立而且在使用起來比較方便，更適用于大型企業(yè)。其中總線型拓撲結構如圖51所示。圖51 總線型結構圖 以太網(wǎng)的建立以太網(wǎng)的建立的設計包括應用層的設計、傳輸層的設計、網(wǎng)絡層的設計和鏈路層設計。在運用層，由于本嵌入式系統(tǒng)無HTTP，F(xiàn)TP等運用，所以其中的協(xié)議無需實現(xiàn)。在傳輸層，TCP為2臺主機提供面向連接的、可靠的、無重復的雙向數(shù)據(jù)流傳輸服務，但其實現(xiàn)對系統(tǒng)資源的耗費非常大。而UDP的實現(xiàn)比較基本，它在嵌人式運用場合可以很好的運用?？紤]到系統(tǒng)的簡化及速度的要求，采用UDP協(xié)議，為了確保UDP數(shù)據(jù)的到達，在運用程序中采用了重復發(fā)送、回復確認的方式來保證數(shù)據(jù)的正確性。在網(wǎng)絡層，由于系統(tǒng)要求能夠在Intranet執(zhí)行通信，因此系統(tǒng)要實現(xiàn)IP協(xié)議。同時，為了能