基于網絡的數據采集系統畢業設計(論文)(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 DP 的服務包括 NTP（網落時間協議）和 DNS（ DNS 也使用 TCP）。 欺騙 UDP 包比欺騙 TCP 包更容易，因為 UDP 沒有建立初始化連接（也可以稱為 握手）（因為在兩個系統間沒有虛電路），也就是說，與UDP 相關的服務面臨著更大的危險。 9 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通向目的地址的路徑信息。 ICMP 的 ?Redirect?信息通知主機通向其他系統的更準確的路徑，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。 5. TCP 和 UDP 的端口結構 TCP 和 UDP 服務通常有一個客戶 /服務器的關系， 例如，一個 Tel服務進程開始在系統上處于空閑狀態，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?？蛻舫绦蛳蚍者M程寫入信息，服務進程讀出信息并發出響應，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]。 兩個系統間的多重 Tel連接是如何相互確認并協調一致呢？ 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 發送包的 IP 地址。 目的 IP 地址 接收包的 IP 地址。 源端口 源系統上的連接的端口。 目的端口 目的系統上的連接的 端口。 端口是一個軟件結構，被客戶程序或服務進程用來發送和接收信息。一個端口對應一個 16 比特的數。服務進程通常使用一個固定的端口，例如， SMTP 使用 2 Xwindows 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 研究內容 本文 主要研究內容為以下兩大部分：（ 1）單片機終端數據發送部分。本部分主要完成數據的發送功能。（ 2） PC 機端數據接收部分。主要用于 聯網接收單片機終端發送的數據，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單片機系統接入 Inter 。 （ 1）第一種方法是利用 NIC(網絡控制器 / 網卡 ) 實現網絡接口 ， 由單片機來提供其他所需協議。如單片機和 ZNE—100模塊構成的系統。ZNE—100模塊內部集成了 TCP/IP 協議棧，我們可以利于它可以輕松完成嵌入式設備的網絡功能。 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絡通信協議 ， 實際上 ， 我們 只需要根據特定的應用要求 ， 提供一個 TCP/ IP 協議族的子協議集即可。 （ 2）第二種方法是利用具有協議棧結構的芯片和 PHY(phyceiver 物理層的接收器 ) 來實現網絡接口 ， 主控器只負責往協議棧結構芯片的 某個寄存器里放上適當的數據。在這種方法里 ， 網絡協議是由具有協議 11 棧結構的芯片硬件實現的。目前市面上已有這種結構的芯片出售 ， 如韓國 WIZ 公司生產的 i2chip W3100A 芯片 ， 美國 Seiko Instruments 公司生產的 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網絡協議。其結構示意圖如圖 所示。這款芯片的內部結構分為 4 部分 ： 與單片機接口的部分 (MCU interface) 、協議引擎 (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網絡協議主要是靠它的協議引擎 ， 使用者對這一點的最深的感觸是 ， 在它的內部結構中有如下幾個與網絡協議相關的寄存器 ： 命令寄存器 C CR ， 它的各位分別表示系統初始化、通道 socket 初始化、建立連接、偵聽、接收、發送、關閉等命令 ， 將某位置 1就會發出相應的命令 ； 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 協議寄存器 ， 對應于 IP 報頭的協議字段 ； CSPR源端口寄存器 ； C SSR socket 狀態寄存器 ； GAR 網關地址寄存器 ； SMR 子網屏蔽寄存器 ； 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 ， 開發者只需往適當 的寄存器中放上合適的數據 ，并按一定的順序啟動相應的命令 ， 就可以按標準協議上網了。更方便的是 ， 這類芯片的開發商還提供了相應的軟件包 ， 設計者只需調用軟件包中的函數就可以了 ， 就像在 VC 中做網絡開發編程一樣。所以這種方法的優點是軟件設計簡單。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 結構示意圖 本系統共分兩個部分：單片機終端數據發送部分和 PC 機端數據接收部分。系統框圖如 第一章 圖 所示 單片機（發送端） 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（ ）端作為數據移位的入口和出口，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]。 發送端程序 [13] 發送主程序： 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 作業模式 ； 支持動態 (DHCP) ； 或靜態獲取 IP 地址； 尺寸小（ 44）； 產品特性： 32 位 ARM7 CPU； 16KB RAM； 128KB FLASH； 10M 以太網接口（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； 串口數據位 5， 6， 7， 8 可設定； 串口停止位 1， 2 位可設定； 支持 TCP/IP 協議包括： 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/20xx/XP 進行配置； 可使用網頁瀏覽器進行配置； 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