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)(編輯修改稿)
2024-08-14 11:05 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 DP 的服務(wù)包括 NTP（網(wǎng)落時(shí)間協(xié)議）和 DNS（ DNS 也使用 TCP）。 欺騙 UDP 包比欺騙 TCP 包更容易，因?yàn)?UDP 沒(méi)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(méi)有虛電路），也就是說(shuō)，與UDP 相關(guān)的服務(wù)面臨著更大的危險(xiǎn)。 9 ICMP 與 IP 位于同一層，它被用來(lái)傳送 IP 的的控制信息。它主要是用來(lái)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(wèn)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(lái)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(lái)發(fā)送和接收信息。一個(gè)端口對(duì)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 2 Xwindows 使用 6000。這些端口號(hào)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?jī)?nèi)容 本文 主要研究?jī)?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(lái)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(wú)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(lái)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 11 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(guó) WIZ 公司生產(chǎn)的 i2chip W3100A 芯片 ， 美國(guó) Seiko Instruments 公司生產(chǎn)的 ichip S7600A 芯片等等。這里以 i2chipW3100A 為例 ， 來(lái)說(shuō)明這類芯片如何硬件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 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(duì)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(duì)應(yīng)于 IP 報(bào)頭的 TOS 字段 ； C IPR為 IP 協(xié)議寄存器 ， 對(duì)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) 的寄存器中放上合適的數(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(jiǎn)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：?jiǎn)纹瑱C(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(guò)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 8030H 13 MOV TMOD， 20H MOV TL1， 0F3H MOV TH1， 0F3H SETB EA CLR ES MOV PCON， 00H SETB TR1 MOV SCON， 40H MOV SBUF， 40H SOUT1： JNB T1， $ CLR T1 MOV SBUF， 00H SOUT2： JNB T1， $ CLR T1 MOV SBUF， 40H SOUT3:JNB T1， $ CLR T1 MOV SBUF， 1FH MOV DPTR， 4000H MOV R7， 20H SETB ES AHALT:AJMP $ 中斷服務(wù)程序： ORG 8100H ACINT:MOVX A， @DPTR CLR T1 MOV SBUF， A DJNZ R7， AEND 14 CLR ES CLR TR1 AEND:INC DPTR RET1 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?。?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?lè)绞揭觯? 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 ZCom Utility for Windows98/me/NT/20xx/XP 進(jìn)行配置； 可使用網(wǎng)頁(yè)瀏覽器進(jìn)行配置； 輸入電壓 5V DC 功耗低最大工作電流 38 mA 15 工作溫度 0～ 65186。C 保存溫度 － 25～ 85186。C[14] ZNE100
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