【導(dǎo)讀】本課題的基本任務(wù)是研究基于以太網(wǎng)的爐溫遠程控制系統(tǒng)設(shè)計。，能遠距離對電熱爐的。溫度實施有效控制。主要技術(shù)要求：①溫控器以單片機為核心；②恒溫值設(shè)定范圍：600～。側(cè)重于控制算法和軟件設(shè)計。①查閱資料，確定總體方案，完成選題報告及文獻綜述初稿。③確定硬件、軟件的結(jié)構(gòu)，擬定關(guān)鍵算法。⑤設(shè)計軟件程序，調(diào)試。⑥撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書，整理文檔資料，答辯。瀏覽器三部分組成。在被控對象和溫度控制器之間設(shè)置過程控制接口，過程控制接口包。溫度控制采用PID控制策略。BL2021通過自身的以太網(wǎng)接口與網(wǎng)絡(luò)連?？蛻魹g覽器完成溫度顯示和參數(shù)設(shè)置的功能，通過以太網(wǎng)，將設(shè)置參數(shù)（恒溫值、PID參數(shù)）傳送給BL2021，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

　　

【正文】 數(shù) channel表示輸出數(shù)字 I/O口的數(shù)字通道；參數(shù) value表示輸出的狀態(tài)值，有 0和 1兩個值，分別對應(yīng)于高低電平。在這里用 out0作為輸出。 我們是通過控制數(shù)字輸出口 OUT0 的狀態(tài)來控制晶閘管的通斷時間，即對電阻絲加熱時 間的控制，從而達到控制溫度的目的。這里就涉及到一個定時的問題。如果單獨采用單片機來進行控制，可以編寫匯編程序，利用單片機的定時器定時。 定時器定時有一個麻煩，那就是要編寫定時中斷服務(wù)程序。 BL2021 系列的單板機，利用 Dynamic C 語言編寫程序非常方便。在 Dynamic C 中，有三個全局變量是用來定時的， SEC_TIMER、 MS_TIMER 和 TICK_TIMER 是三個被定義為無符號數(shù)長整型的全局變量 。 它們會周期性改變，但不能被應(yīng)用程序改變，我們可以利用它們來定時。其中 SEC_TIMER 被預(yù)置為與實 時時鐘同步，讀數(shù)據(jù)和時間時，讀 SEC_TIMER 比讀實時時鐘更容易訪問。系統(tǒng)會周期性的中斷來更新 SEC_TIMER、 MS_TIMER 及 TICK_TIMER 三個變量，其中SEC_TMIER 每秒鐘更新一次， MS_TIMER 每毫秒更新一次， TICK_TIMER 會一秒中內(nèi)更新 1024 次，即與周期性中斷的頻率一致。從它們的屬性易知，它們用于應(yīng)用程序定時很方便。在設(shè)計中就用 MS_TIMER 來定時 5S。即通過它與以前某個時候的值進行比較，看是否到相差 5000，如果等于或大于 5000，也就是說 5S 定時已到，重新采樣 A/D轉(zhuǎn) 換值。 基于以太網(wǎng)的電熱爐遠程控制系統(tǒng) 22 下面就是設(shè)計中用到的 PID 控制程序。通過控制數(shù)字 I/O 口的輸出來控制晶閘管的通斷時間（參考硬件電路部分的設(shè)計）。由于匯編語言的廣泛應(yīng)用，在附錄中給出用匯編語言編寫的 PID 計算源程序。 void main( ) {unsign long sj1。 /*某時刻值 */ blbl=。 /*下面 5 個變量都是已經(jīng)用 web 定義的變量 */ jfbl=。 wfbl=。 wd1=0。 wd2=800。 float e(2)=0,e(1)=0,e(0)=0。 long u(0)=0,u(1)=5000。 sj1=MS_TIMER。 /*給某時刻賦初值 */ while(1) {if ((MS_TIMERsj1))=u(0)) digOut(1,0)。 /*晶閘管導(dǎo)通 */ else digOut(1,1)。 /*晶閘管關(guān)斷 */ if ((MS_TIMERsj1)=5000) {sj1=MS_TIMER。 /*重新賦時刻值 */ wd1=anaIn(1)。 /*讀入 AD 轉(zhuǎn)換值 */ e(2)=wd2wd1。 u(0)=u(1)+pt*(e(2)e(1))+it*e(2)+dt*(e(2)2*e(1)+e(0)。/*PID 算法式子 */ if(u(0)5000) /*輸出控制變量 u(0)限幅處理 */ u(0)=5000。 else if(u(0)0) u(0)=0。 else u(0)=u(0)。 u(1)=u(0)。 e(0)=e(1)。 e(1)=e(2)。 } } 湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 23 Web 服務(wù)器程序 采用 Dynamic C 編寫 Web服務(wù)程序 ， Dynamic C是專門為 Z－ World 產(chǎn)品創(chuàng)建的軟件平臺，它使得在功能強大的嵌入式系統(tǒng)上進行實時編程易于實現(xiàn)。 C 語言作為一種通用的高級語言，大幅度提高了嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)效率。 C 語言便于移植和修改，有利于產(chǎn)品的升級和繼承。區(qū)別于一般計算機中的 C 語言編譯器，嵌入式系統(tǒng)中的 C 語言編譯器要專門進行優(yōu)化，以提高編譯效率。在嵌入式開發(fā)中采用高級語言，使得硬件開發(fā)和軟件開發(fā)可以分工。系統(tǒng)設(shè)計采用 Dynamic C 配套開發(fā)語言，就可以完成網(wǎng)絡(luò)通訊和 控制管理功能。 Dynamic C 是一種嵌入式軟件開發(fā)語言，符合 ASCII C標準，提供了編譯、調(diào)試、仿真和程序加載功能。它的語言和函數(shù)都是為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)而設(shè)計的，方便地支持對 I/O 口的操作，在一個程序內(nèi)支持多進程，支持中斷服務(wù)和匯編語言的嵌入等。此外，該語言還有一系列函數(shù)支持嵌入式系統(tǒng)、串口通訊和網(wǎng)絡(luò)操作，支持包括 TCP/IP 在內(nèi)的多種網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，支持 CGI，可以方便地對硬件進行操作，可以直接讀寫 I/O 口，或通過串行通訊取得數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)放在指定的文件中供 Java Applet 訪問。利用其提供TCP/IP 開發(fā)包可與服務(wù)器進行可靠的通訊。 我們來看一個應(yīng)用程序的大致組成，下圖給出了一個 Web 服務(wù)器程序的相關(guān)組成部分。 下面介紹如何創(chuàng)建一個 Web服務(wù)程序，應(yīng)用于基于 Rabbit2021CPU的嵌入式控制器。從 Dynamic C ， Dynamic C又建立了一個行的增強模塊 (enhancedHTTP sever)，通常稱為 RabbitWeb。主要用于避免復(fù)雜 CGI程序的編寫，從而給 Web頁面設(shè)計帶來了極大的方便。 RabbitWeb主要用到下面兩樣?xùn)|西： （ 1）一種由服務(wù)解析標志加到 HTML網(wǎng) 頁上的腳本語言，這種腳本語言生成的網(wǎng)頁擴展名為 .zhtml。 （ 2） Dynamic C語言的增強板，這種板本包括一種新的匯編指令，可以在使用 HTTP服務(wù)時應(yīng)用于應(yīng)用程序。 從 圖 5個子模塊組成。這些應(yīng)用模塊需要我們用指令編寫，下面就簡單介紹下應(yīng)用程序的 5個子模塊。 所有的子模塊都有相應(yīng)的庫函數(shù)可以調(diào)用，當然還要定義一些特殊的接口。 (1)匯編初始化部分。它包括選擇合適的庫、初始化靜態(tài)數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)和表，定義合適的網(wǎng)絡(luò)配置，如用 ximport 或 zimport 來指定文件路徑。下面的 一些表格會在初始化時建立： 基于以太網(wǎng)的電熱爐遠程控制系統(tǒng) 24 圖 應(yīng)用模塊圖 Ruletype：這個表的建立只是在使用文件時需要。用于對資源的訪問允許。 靜態(tài)資源表（ The static resource table）：在 Dynamic C 中這是一種典型的定義資源的方式，可選 。 MIMEtype 表格：該表格用于告訴用戶如何使用瀏覽器顯示內(nèi)容，必須被服務(wù)器程序定義，盡管服務(wù)器不一定要知道實現(xiàn)的細節(jié)。 (2)運行初始化部分。在主函數(shù) main( )中需要調(diào)用一些特殊的庫函數(shù)。如： sock_init( )，用于初始化 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)； _init( )用于初始化 HTTP 服務(wù)等。 (3)主函數(shù)部分。在主函數(shù)中都會在指令的最后調(diào)用 _handler( )函數(shù)，用于允許HTTP 服務(wù)器處理來自網(wǎng)絡(luò)的請求。 (4)實際應(yīng)用程序。用于實現(xiàn)所要完成的具體功能，如處理 I/O，處理某些定義變量。 (5)CGI 程序。 CGI 代表通用網(wǎng)關(guān)接口（ Common Gateway Interface）。與瀏覽器交互需要用到 CGI 程序。 本課題就是建立在以上模塊上進行設(shè)計。用 RabbitWeb 編寫服務(wù)器與與瀏覽器交互程序，因為相對于以前 CGI 程序，編寫交互式 程序用 RabbitWeb 更簡便，程序也更通俗易懂。以下是本課題的 Web 服務(wù)器程序，主要實現(xiàn)與因特網(wǎng)的通信，有關(guān)溫度控制的程序在前面的溫度控制程序中已經(jīng)講述。最后將兩個程序合并，把溫度控制程序嵌入Web 服務(wù)器程序。 用 Dynamic C 進行編寫 Web 服務(wù)器程序時，需要對某些參數(shù)進行配置及對宏進行湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 25 定義。下面做一些簡單的介紹。 int wd1 web wd1 groups=all(ro) 用 C語言定義整形變量 wd1，用于保存當前溫度值，利用“ web‖表達方式注冊一個web服務(wù)的 C變量。在上面的語句中用 groups=all(ro)定義了變量 temp1的屬性為只讀，該變量可以被用戶組中的所有用戶訪問。 int wd2 web wd2((600=$temp2)?1:WEB ERROR(―toolow‖))amp。amp。($temp=1000)?1:WEB ERROR(―too high‖)) all(ro),group1 這兩條指令創(chuàng)建了一個變量 wd2，在配置頁面時給溫度一個指定值。注意 wd2限定了它的范圍，即整形變量 wd2只能是 600到 1000間的某一個值。所以用戶在指定恒溫值時只能是 600到 1000間的某一個值，否 則系統(tǒng)會提示用戶輸入的是一個非法值，要求重新輸入。并且會提示輸入值是偏大還是偏小，如：如果輸入的溫度值超過 1000，那么就會提示“ too high‖；在上面語句中，美元符號 $表示的是最近提交的變量值，而不是最近執(zhí)行的變量值。 可以看出，變量 wd2的訪問權(quán)限是，所有用戶都可以讀取，但只有 group1用戶組中的用戶才可以分配它。注意在書寫時不能寫為 web temp2((600=$temp2)?1:WEB ERROR(―too low‖))amp。amp。($temp=1000)?1:WEB ERROR(―too high‖)) group1,all(ro) 否則，用戶組 group1也只有只讀的權(quán)限，而不能寫入。 同樣可以定義其它幾個 PID參數(shù)變量如下： int blbl web blbl (0$blbl) groups=all(ro),group1 int jfbl web jfbl (0=$jfbl) groups=all(ro),group1 int wfbl web wfbl (0=$wfbl) groups=all(ro),group1 上面變量分別對應(yīng)于溫度調(diào)節(jié)的參數(shù) P、 I、 D，這幾個變量會在溫 度控制程序中使用，用于溫度調(diào)節(jié)。關(guān)于其具體作用，已經(jīng)在 PID算法中做了詳細說明。 define TCPCONFIG 1 宏 TCPCONFIG主要用于配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。采用它的默認值，定義為 1。即設(shè)置板子的IP地址為 ,子網(wǎng)掩碼為 ，網(wǎng)關(guān)地址為 ，網(wǎng)絡(luò)用宏定義?；谝蕴W(wǎng)的電熱爐遠程控制系統(tǒng) 26 用以下的語句定義： define MYIPADDRESS define MYNETMASK define MYGATEWAY 其中 IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)地址都是可變的，可以根據(jù)連接時具體的網(wǎng)絡(luò)來進行配置。 define USE_RABBITWEB 1 該定義是聲明應(yīng)用 RABBITWEB來編寫應(yīng)用程序。只有該宏被置 1時，才表明應(yīng)用RabbitWeb程序編程。 memmap xmem 該語句使程序在芯片里運行，在擴展代碼窗口下被編譯。 define use HTTP_BASIC_AUTHINTICATION 該定義指出在系統(tǒng)中需要最基本的用戶驗證。 ximport ―samples/tcpip/rabbitweb/pages/‖ monitor_zhtml ximport ―samples/tcpip/rabbitweb/pages/‖ admin_zhtml 用“ ximport”語句將 HTML網(wǎng)頁復(fù)制到 Rabbit的存儲器中，其中第一頁是狀態(tài)頁，用來顯示當前溫度值；第二頁是參數(shù)（如 PID參數(shù)）配置頁。由于應(yīng)用程序是用 RabbitWeb程序編寫的，因此制作的網(wǎng)頁以“ .zhtml‖為擴展名。 use ―‖ use ― 兩個“ use”語 句 使編譯器按照庫文件配置編譯代碼。應(yīng)用程序可以使用 TCPIP庫（包含在 ）和 HTTP服務(wù)庫。 SSPEC_MIMETABLE_START SSPEC_MIME_FUNC(.zhtml, text/html, zhtml_handler), SSPEC_MIME(.html, text/html) SSPEC_MIMETABLE_END 這里建立了 MIME表，當一個文件名是“ .zhmtl‖時它允許調(diào)用 zhml_handler( )來進行處理。 SSPEC_RESOURCETABLE_START SSPEC_RESOURCE_XMEMFILE(/, monitor_zhtml), SSPEC_RESOURCE_XMEMFILE(/admin/, admin_zhtml) SSPEC_RESOURCETABLE_END 湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 27 建立靜態(tài)資源表，利用該表來給出訪問剛才用 ximport復(fù)制過來的文件的方法和路徑，其中第一個參數(shù)是文件的屬性，第二個參數(shù)是文件的位置。 面， ，配置 頁需要用戶給出用戶名和密碼。這將在后面制作網(wǎng)頁時給出更詳細的介紹。 web_groups group1,group2 RabbitWeb 服務(wù)有用戶集團的概念，用戶集團的創(chuàng)建是在編譯時由 web_group指令來完成的。用戶可以利用 API函數(shù) sauth_adduser( )和 sauth_remover( )來添加或刪除。創(chuàng)建用戶集團的目的是保護指令和變量的訪問權(quán)限，防止被非法用戶隨意更改參數(shù)。 int wd1 web wd1 groups=all(ro) 用 C語言定義整形變量 wd1，用于保存當前溫度值 ，利用“ web‖表