马志强[1]2003年在《嵌入式以太网技术研究与应用》文中研究说明随着微电子技术的发展，嵌入式系统在家庭和工业的各个领域得到了广泛的应用，在各种信息电器、移动计算设备、网络设备以及工控领域中都出现了嵌入式系统的身影，其数量已经远远超过了各种通用计算机。另一方面Internet已成为现代社会最为重要的基础信息设施之一，通过Internet可方便快捷的获取各种信息，而嵌入式系统一般是独立于Internet网以外的。随着技术的发展和实际的需要，Internet网络也不能局限于信息管理层面，嵌入式系统中也有必要实现远程控制、参数的网络测量，信息共享，从而实现信息家电、测控设备的网络化，因此将嵌入式系统接入Internet的问题显得越来越重要。目前以太网是应用最为广泛的网络，而TCP／IP协议是其中的标准化协议，将这两种技术应用于嵌入式系统即是嵌入式以太网技术，其中最为关键的是嵌入式TCP／IP协议的实现。本文对嵌入式以太网技术的实现、应用作了探讨。 本文介绍了嵌入式TCP／IP协议的特点，并结合嵌入式应用的特点对嵌入式TCP／IP协议的进行了全面地分析，提出了总体设计思想、一些设计的考虑。详细介绍了实现嵌入式TCP／IP协议的硬件系统设计、各组成部分的功能以及网络控制芯片的数据接收发送机理。本文对所用到的TCP／IP协议族的基本协议如ARP、IP、ICMP、TCP、UDP等都做了详细分析，并且根据嵌入式领域的特殊要求，对传统算法做了一些改动以提高这些协议的实时性，文中还给出了它们的功能模型与函数关系图或流程图。最后，对嵌入式以太网技术在智能交通控制系统中的应用进行了探讨。
文选军[2]2008年在《嵌入式以太网在电能质量监测系统中的应用》文中提出非线性负载的广泛使用造成电网供电质量降低,同时对电能质量敏感的各种用电设备不断普及,人们对电能质量及供电可靠性的要求越来越高。建立完善的电能质量监测系统,实时监测、分析电力系统中电能受污染的程度,对整个电力系统电能质量管理和改善都是十分重要的。通信技术是研究电能质量监测系统的核心技术之一,通信的性能将直接影响监测系统的性能。本文研究嵌入式以太网在电能质量监测系统通信中的应用,主要工作完成了电能质量监测仪(PQM)嵌入式系统软件设计和上位机以太网通信软件的开发。1、深入研究电能质量监测系统各种通信网络,通过比较它们的特点,最终选择以太网作为电能质量监测系统通信网络。详细介绍以太网技术,分析了其在电能质量监测系统应用的可行性,并给出了电能监测系统嵌入式以太网的应用模式。2、在分析系统功能的基础上,给出系统结构框图,并简要介绍各模块的主要硬件实现。3、在分析嵌入式系统软件功能的基础上,对软件系统进行合理设计。论文介绍了嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的特点、工作原理以及移植条件。根据系统功能需要完成了μC/OS-Ⅱ在LPC2292上的移植,并在μC/OS-Ⅱ平台上开发以太网驱动程序和设计嵌入式TCP/IP协议栈。通过编写测试软件,测试μC/OS-Ⅱ系统移植和嵌入式系统功能。4、结合电能质量监测系统数据通信的特点,通过对传输层各种传输方式的比较,选择UDP组播上传数据和单播下发控制命令相结合的传输方式。用VC++6.0开发基于Winsock技术的UDP单播和组播通信软件。通过对电能质量监测仪(PQM)和以太网通信软件的联合调试,嵌入式系统软件和以太网通信软件工作正常,性能良好。
李云岗[3]2008年在《基于CP2201的嵌入式以太网接口的实现及应用》文中认为随着网络通信技术和嵌入式系统的不断发展融合,嵌入式以太网技术在人们的工作生活中已经起到越来越重要的作用。由于TCP/IP协议实现的复杂性及嵌入式系统硬件资源的限制使得开发嵌入式以太网接口有很大的技术难度。本文给出了基于C8051F120微控制器和CP2201以太网控制器的嵌入式以太网接口的实现,以及编写基于以太网的应用程序的基本方法。由于使用了TCP/IP ConfigurationWizard,使得开发TCP/IP协议栈的难度大大降低,从而可以将精力集中于应用程序开发。本文先从整体设计着手,定位嵌入式以太网系统的功能、访问方式、配置及使用的协议等细节;然后开始硬件部分设计,详细阐述MCU、以太网控制器的选择、电路的设计以及PCB的设计细节;接下来花大量篇幅论述了软件部分设计,从框架的产生到应用程序代码的添加再到功能的定制都有详细的示例代码及图示说明;最后论述了调试过程的技巧和注意事项,并给出一个应用实例及性能测试。本文给出了一种基于应用的嵌入式以太网接口的设计方法,所设计的嵌入式以太网模块除具有以太网接入功能外,还预留了丰富的、供二次开发使用的模拟与数字外设,如:ADC、DAC、电压比较器、SMBus、SPI、USB等,此模块可以为远程监控、嵌入式Web服务器、IP电话等设备提供多功能、低成本、人性化的以太网接入功能。
廖国栋[4]2006年在《变电站自动化系统嵌入式以太网研究》文中提出论文概述了变电站自动化通信系统的发展及其现状,分析了变电站自动化通信系统发展所引发的问题,阐述了嵌入式以太网在变电站自动化系统中的应用模式,以嵌入式以太网技术在变电站自动化通信系统中的应用为背景,在80296SA单片机和CS8900A网卡芯片构建的硬件平台实现了无操作系统环境下嵌入式双以太网通信软件;研究了仿真变电站自动化通信系统的新方法,以及利用IEC 60870-5-104协议提供的应用规约控制机制和UDP(User Datagram Protocol)协议在变电站内进行可靠传输的策略。 由于变电站自动化系统的间隔层设备硬件平台配置较低,通常难以引入实时操作系统(RTOS)及其以太网通信协议栈,本文提出了一种多任务分时、分层的以太网通信软件结构。内存采用实时性较好的空间表进行管理,报文采用动静态相结合的组织管理方式,间隔层设备的路由和地址解析,间隔层设备只实现地址解析功能,变电站的外出网关设定ARP(Address Resolution Protocol)代理功能,大大降低了系统的复杂性。另外,论文还研究了变电站内的以太网故障诊断等问题,提出了采用ARP协议对变电站内的通信网络进行故障诊断的策略。 电力生产的特殊性对变电站自动化系统通信网络的传输质量提出了高可靠性和实时性要求。在进行变电站典型设计时,需要对变电站内各种情况下的网络传输情况进行精确的考察,为间隔层通信网络的设计提供依据,尤其是以太网技术已经开始应用于变电站自动化系统的间隔层网络。论文分析了EPOCHS(Electric Power and Communication Synchronizing Simulator)仿真平台,研究了采用PSCAD/EMTDC(Power System Computer Aided Design/Electromagnetic Transients Program including Direct Current)和NS2(Network Simulator)一起协作同步仿真变电站内数据流的方法。对与故障类型紧密相关的突发性信息,直接从PSCAD/EMTDC仿真的电力系统中获取,仿真故障状况下保护动作信息和开关变位信息的时域特征。针对目前普遍采用的网络103协议应用以及实现上的不足,提出了一种新的利用IEC 60870-5-104协议提供的应用规约控制机制和UDP协议在变电站内进行可靠传输的方法,并在EPOCHS平台进行了仿真实现。
刘晓燕[5]2007年在《嵌入式以太网的通信技术研究》文中研究指明随着网络技术的发展，工业控制领域也迎来了深刻技术变革，控制系统结构网络化与控制系统体系开放性将是控制系统技术发展的趋势。近年来，以太网和嵌入式系统有了很大的发展，目前正在尝试利用以太网的开放性实现嵌入式控制系统的网络化。作为一项新技术，嵌入式以太网是指将嵌入式系统接入以太网，嵌入式以太网能够在Internet上通过Web浏览器访问设备，实现对嵌入式系统的远程监视、控制、诊断、测试和配置等功能，为高速以太网在工业现场分布式控制提供了一种方便、快速、通用性强，成本相对低廉的新型控制方案。嵌入式以太网通信技术是基于网络技术和标准协议实现的，主要包括浏览器与服务器间的动态交互技术、HTTP协议和TCP／IP协议。论文对目前几种比较常用的动态交互技术CGI、PHP和ASP的主要性能进行了比较，深入分析了CGI的运行机制，在以PIC18F8722为核心的嵌入式系统上使用嵌入式编程语言C18，完成了在浏览器端由用户对嵌入式服务器内部进行浏览器端小灯图片的切换、控制硬件小灯状态、动态时间显示等功能。这种技术还可以推广到实现其它工业现场的控制要求。为了给客户端浏览器提供良好的用户界面，本设计使用了Java Applet来绘制服务器端数据的动态曲线。由于Java Applet运行于浏览器的Java虚拟机上，无法直接取得服务器端数据，因此，服务器端通过Microchip提供的TCP Socket发送数据，由Java Applet使用I／O流读取数据，并绘制曲线。使用TCP Socket还可以实现嵌入式系统之间的可靠信息交换。实验效果表明，嵌入式以太网能够通过浏览器将用户信息下达到嵌入式系统，实现远程监视、控制、诊断、测试和配置的功能。嵌入式以太网通信技术的实现对将信息网技术应用于工业现场分布式控制做出了有益的尝试。
张帆[6]2009年在《基于嵌入式以太网的变电站自动化网络通信研究》文中研究指明随着变电站自动化水平的不断提高,以及IEC61850标准(变电站通信网络和系统系列标准)的颁布实施,以太网在变电站自动化系统中的应用势在必行。嵌入式以太网技术的出现,为变电站自动化网络通信提供了新途径。本文从嵌入式以太网在变电站自动化系统中的应用出发,在分析变电站自动化网络通信特点的基础上,对网络的实时性能进行了动态仿真研究,设计了一种基于嵌入式以太网通信的变电站自动化通信平台,解决了变电站自动化设备的以太网信息传输问题。课题首先探讨了变电站自动化网络通信的通信规约、网络层次、数据接口及组网方案,系统地分析了变电站中数据流的分布,根据统计特征建立了各类数据流的数学模型。其次,考虑到变电站网络通信实时性的要求,深入分析了变电站网络通信时延的构成,在此基础上,采用动态仿真建模技术对变电站嵌入式以太网的实时性能进行了详细分析,结合变电站通信网络数据流的分布特点和信息到达规律,建立了变电站通信网络的仿真模型,具体研究了过程层和变电站层嵌入式以太网的网络时延。最后,本文设计了一种变电站嵌入式以太网通信平台,对通信平台的软硬件设计做了详细阐述,硬件设计基于TMS320F2812 DSP,软件设计基于嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ,详细阐述了以太网接口的实现,在对操作系统移植的基础上,对嵌入式TCP/IP协议栈进行了合理的设计,并通过实验测试验证了该通信平台的可行性。
熊嘉琪[7]2007年在《数据采集传输终端的研究及在环境监测中的应用》文中研究表明环境监测作为环保各项工作的数据来源、污染度量、环境决策与管理的依据以及环境执法体系的组成部分，在我国环保工作中具有重要作用。随着全球环境问题的日益突出和环保事业的兴起，各种监测手段、监测方法、管理水平随着科学技术的进步不断地得到改善和提高。目前最行之有效的途径和发展趋势就是应用信息技术对监测目标的各项业务进行在线管理和处理。环境监测信息系统的建设是一项庞大而复杂的系统工程，对环境监测科学、各类管理技术、信息系统建设工程和人员培训等方面的要求都很高。目前，国内绝大部分坏境监测站缺少在这一领域的全面探索和研究。另外国家在“十五”期间提出也提出了加快解决环境监测信息系统建设中环境监测信息的传输和共享等重要问题，紧紧围绕如何利用嵌入式技术，把嵌入式以太网通信应用于环境监测领域。本文通过对某环保集团污水采集站的污水在线监测系统开发方案的设计与研究，探讨在环境监测中结合信息技术特别是嵌入式以太网技术、客户／服务器方式通信技术、数据采集与转换技术等，设计了一套技术先进又切实可行的环境在线监测信息系统。本文详细论述了应用于环境监测的嵌入式终端对被监测特征数据的采集、处理及传输所应具备的功能，其设计内容可按章节总结以如下几个方面：第一章分析了目前应用于环境监测领域的监测系统的方案设计、监测方法、手段等，并总结了其特点。接下来介绍了以太网技术及其在嵌入式数据终端当中的应用。最后总结了本论文课题的研究背景、研究内容及研究意义等等。第二章论述了本论文的设计出发点，即原有环境监测系统的组成，以及所提出的嵌入式环境监测系统的方案设计。第叁章介绍了本课题所设计系统的数据终端硬件构成及设计实现，包括叁星ARM7内核微处理器S3C44B0的最小系统设计以及其与瑞晟公司网络控制器RTL8019AS的接口设计等等。第四章介绍了嵌入式以太网数据终端的软件设计，包括嵌入式操作系统uC／OSⅡ在S3C44B0上的移植与TCP／IP协议族中应用于嵌入式设计的小型协议栈LwIP协议栈在uC／OSⅡ以及RTL8019上的移植。最后介绍了基于客户／服务器方式的数据终端应用程序设计。第五章介绍了远程数据中心的应用软件设计。首先介绍了该系统自定义的通信协议，然后分析了其在原有协议栈中数据报当中的嵌入方式，最后给出了数据中心应用软件用户界面的设计和前后台程序设计。
黄雄辉[8]2005年在《嵌入式以太网智能测控系统的研究与开发》文中进行了进一步梳理企业信息化建设的要求促使控制系统向网络化、数字化和开放化发展,控制网络从传统的DCS系统发展到现场总线系统,引发自动化领域深刻的技术变革。但是现场总线标准的不统一使其优势难以发挥,推广和发展受到限制。于是人们把目光投向了以太网技术。以太网由于具有开放性好、通信速率高、成本低廉、软硬件资源丰富以及可持续发展潜力大等优点,在工业控制系统的管理层和控制层得到了广泛应用,并有向下延伸应用于现场设备层,最终构建从现场控制层到管理层的基础开放构架,实现无缝的企业信息集成的发展趋势。现场智能测控装置是构建控制网络的基础和关键,采用高端嵌入式技术实现以太网现场智能装置开发是其重要发展趋势。应用嵌入式以太网智能装置将实现性能优越的数据采集、控制功能,远程管理人员可使用操作Web浏览器的习惯方式,获取丰富、直观的数据,完成现场设备监控。本文首先论述基于嵌入式以太网技术的研究背景、研究现状及研究意义,并给出其研究重点。在此基础之上,作者提出基于嵌入式以太网技术的网络系统整体设计、嵌入式测控装置软硬件整体开发方案的选择,介绍各部分的性能特点。随后,作者详细阐述了嵌入式以太网测控装置的硬件和软件的设计过程,深入剖析各实现环节的工作机理,包括32位微处理器系统的实现、以太网接口单元模块的实现、AD采样单元模块的实现、uCLinux嵌入式操作系统分析和移植,uCLinux下驱动程序的分析和实现、Socket套接字分析、HTTP协议分析、嵌入式Web服务器的实现等。最后,本文对研制的新型嵌入式以太网测控装置进行验证,结果表明该成果具备了高速嵌入式Web数据采集服务器的基本功能,对于高端嵌入式系统在工控领域的应用和工业以太网技术的推广具有一定的参考价值。
李丹[9]2003年在《嵌入式以太网WEB技术的研究与实现》文中研究指明网络技术的发展引发了工业控制领域的深刻技术变革，控制系统结构网络化与控制系统体系开放性将是控制系统技术发展的趋势。近年来，以太网和嵌入式系统有了很大的发展，目前正在尝试利用以太网的开放性实现嵌入式控制系统的网络化。 作为一项新技术，嵌入式以太网是指将嵌入式系统接入以太网，嵌入式WEB能够在INTERNET上通过Web浏览器访问设备，实现对嵌入式系统的远程监视、控制、诊断、测试和配置等功能，为高速以太网在工业现场分布式控制提供了一种方便、快速、通用性强、成本相对低廉的新型控制方案。 嵌入式WEB是基于网络技术和标准协议实现的，主要包括浏览器与服务器间的动态交互技术、HTTP协议和TCP/IP协议。论文对目前几种比较常用的动态交互技术CGI、PHP和ASP的主要性能进行了比较，深入分析了公共网关接口CGI的运行机制，在以RCM2250为核心的嵌入式系统上使用嵌入式编程语言Dynamic C实现了CGI的浏览器端数据获取、数据分离解码以及数据返回过程，完成了在浏览器端由用户对嵌入式服务器内部进行时钟的设定、浏览器端小灯图片的切换、控制硬件小灯状态、动态时间显示等功能。这种技术还可以推广到实现其它工业现场的控制要求。 为了给客户端浏览器提供良好的用户界面，使用Java Applet绘制服务器端数据的动态曲线。由于Java Applet运行于浏览器的Java虚拟机上，无法直接取得服务器端数据，因此，服务器端通过TCP Socket发送数据，由Java Apptet使用I/O流读取数据，并绘制曲线。使用TCP Socket还可以实现嵌入式系统之间的可靠信息交换。 实验效果表明，嵌入式WEB能够通过浏览器将用户信息下达到嵌入式系统，实现远程监视、控制、诊断、测试和配置的功能。嵌入式WEB技术的实现对将信息网技术应用于工业现场分布式控制做出了有益的尝试。
孙鹏[10]2008年在《基于嵌入式以太网的RFID系统应用技术研究》文中认为射频识别是一种非接触式的自动识别技术,目前已广泛应用于物流、制造、公共信息服务等行业。而嵌入式系统的网络化也已成为当今后PC时代的重要特征。因此,RFID技术与嵌入式以太网技术的结合已经成为学术研究的热点之一。我国的RFID推广由于缺乏成熟的应用模式以及受成本制约,与国外相比还有很大差距。本文通过读取二代身份证中射频芯片的全球唯一序列号UID,使用二代身份证代替传统只读电子标签,节省了制卡费用。并结合嵌入式以太网技术,给出了以二代身份证为载体的局域网内射频识别系统的应用模型。文章首先分析了射频识别和嵌入式以太网技术的应用现状和工作原理。然后设计了基于嵌入式以太网的可读取二代身份证UID号的读写器设备,该读写器主要分为读写模块硬件中间件和具有以太网通信功能的主控系统两部分。读写模块硬件中间件被设计成DIP40标准封装形式,完成读卡操作并对外提供通信接口,用户通过该接口可直接获得电子标签信息而无需考虑射频实现细节,方便了RFID应用层的开发。主控系统采用飞思卡尔新一代16位微控制器MC9S12NE64,实现了单芯片的以太网接入方案。在实现以太网模块驱动程序的基础上,设计了一个精简的嵌入式TCP/IP协议栈,适合无操作系统支持的嵌入式系统使用。论文的最后通过对应用实例的分析,给出了本文基于嵌入式以太网的RFID系统的应用方法和适用场合。本文的研究成果对局域网内的嵌入式系统应用,现有只读卡系统的升级换代以及二代身份证的应用扩展具有参考价值和实际意义。
参考文献：
[1]. 嵌入式以太网技术研究与应用[D]. 马志强. 中国海洋大学. 2003
[2]. 嵌入式以太网在电能质量监测系统中的应用[D]. 文选军. 西华大学. 2008
[3]. 基于CP2201的嵌入式以太网接口的实现及应用[D]. 李云岗. 北京交通大学. 2008
[4]. 变电站自动化系统嵌入式以太网研究[D]. 廖国栋. 西南交通大学. 2006
[5]. 嵌入式以太网的通信技术研究[D]. 刘晓燕. 贵州大学. 2007
[6]. 基于嵌入式以太网的变电站自动化网络通信研究[D]. 张帆. 兰州理工大学. 2009
[7]. 数据采集传输终端的研究及在环境监测中的应用[D]. 熊嘉琪. 浙江大学. 2007
[8]. 嵌入式以太网智能测控系统的研究与开发[D]. 黄雄辉. 武汉大学. 2005
[9]. 嵌入式以太网WEB技术的研究与实现[D]. 李丹. 大连理工大学. 2003
[10]. 基于嵌入式以太网的RFID系统应用技术研究[D]. 孙鹏. 苏州大学. 2008
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