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基于Internet的嵌入式远程控制开关设计与实现_图文

21 0 0年

第3 5期 

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科技信息 

基于 It nt ne e的嵌入式远程控制开关设计与实现  r
索明何  邢海 霞  ( 安信 息职 业技 术学 院  江苏 淮 安 淮
【 摘

2 30 ) 2 0 3 

要】 采用嵌入 式技 术和 Itre, 嵌入式设备网络化 , nent使 实现通过 Itme 远程控 制用电器开关。 ne t 并在廉价嵌入 式微控制器 内存容量极 

其 有 限 的 条 件 下 , 现 了嵌 入 式 WE 服 务 器 , 实 B 方便 修 改设 备 的 网络 参 数 。   【 键 词 】 控 制 器 ; 太 网 ; CP I 关 微 以 T /P协议 ; 入 式 WE 服 务 器  嵌 B

0 引 言 

在 许 多 用 电 场所 包 括工 业 用 电及 生活 用 电 , 源 的 通 与 断 都 需 要  电 Ht t 议 封 装 成 T P协 议 的格 式 ;而 用 户 程 序 , 由 于 控 制 信 息 量 很  p协 C 人 工 操 作 , 会 带 来 许 多 不 便 , 且 有 时 在无 人 管 理 的情 况 下 会 造 成  这 并 小, 因此 封 装 成 U P协 议 的 格 式 , D 保证 远 程控 制 的实 时性 。   电能 的 超 级 浪 费 甚 至会 带来 危 险 因素 。 此 提 出一 种 解 决 方 案 —— 基  在 在 网络 层 , 用 I 使 P协 议 和 I MP协 议 。其 中 , 输 层 的 T P协 议  C 传 C 于 Itme 的嵌 入 式 远 程 控 制 开 关 设 计 。 ne t   和 UD P协 议 以 及 本 层 的 I MP协 议 都 要 封 装 成 I C P协 议 格 式 进 行 传  输。   1 系 统 硬 件 设计  在 网 络 层 及 以上 各 层 , 用 的是 3 使 2位 的 I P地 址 , 数 据 链 路 层  而 嵌 入 式 远 程 控 制 开 关 的 总 体结 构 框 架 如 图 1 示 。 所 由嵌 入 式 计 算  使 用 的是 4 8位 的 MA C地 址 , 因此 使 用 了 A P地 址 解 析 协 议)  R( 。 机 系 统 、 太 网 接 口模 块 和 供 电 控 制模 块 三大 部 分 组 成 。 以   要 实 现 远 程 开 关 接 人 以 太 网 , 需 要 网卡 驱 动 程 序 设 计 , 要 完  还 主
成 网 卡 芯 片 的初 始 化 、 写 程 序 。 读  
成 用 膦一  

远 程 开 关 之 间 的连 通 性 。   在 传 输 层 , 用 两 个 协 议 :C 使 T P协议 和 UD P协议 。 其 中 应 用 层 的 

图 1 系 统 硬件 结构   

传输般 一  

11 嵌 入 式 计 算 机 系 统  . 嵌入式计算机系统是嵌入式远程控制开关的核心系统 , 主要 由嵌  入 式 计 算 机 、 展 存 储 器 构 成 。 其 中 嵌 入 式 计 算 机 采 用 宏 晶科 技 推 出  扩 的5 1内核 微 控 制 器 S C 9 5 R +。其 片 内具 有 3 K字 节 的 Fah程  T 8C 8 D 2 ls

网 络  一 一 一 一  

数橱链路麒…

 

图 3 嵌 入 式 T /P协 议 框 架  CP I

序 存 储 器 .可 实 现 在 系 统 编 程 和 在 应 用 编 程 功 能 .2 0字 节 数 据  18 . 2 B服 务 器 的 设 计  R AM, 以及 1 K字 节 的 E P O 6 E R M。 S C 9 5 R + P _、34引 脚 分   2 嵌 入 式 WE T 8 C 8 D 的 33 P . 本 系 统 通 过嵌 入 式 WE B服 务 器 可 以方 便 地 修 改 远 程 控 制 开 关 的  别作为模拟 I I 线 的数 据 线 、 钟 线 。 模 拟 I C总 时 在 I C总 线 上 扩 展有 容 量  网络参数 : I P地 址 、 网关 等 。如 图 4所 示 。   为 3 K 的 E P M 存 储 器 2 C 5 ,用 来 补 充 片 内 E P O 的 不  2B E RO 4 26 ER M 足, 以便 存 放 动 态 网页 。  
1 . 以太 网接 口模 块  2

以太 网接 口模 块 的核 心 是 以 太 网接 口芯 片 R L 0 9 S 其 地 址 线  T 8 1A 。 A 、 、 、 O A1 5 A6A7 AI— 7均 固 定 接 地 , 地 址为 3 0 0 30 F 共 3 其 0 0 — 0 1 H, 2个 。  
其 片 选 端 接 微 控 制 器 P . 引 脚 , 当 片 选 引 脚 P. O 时 , 35 35=   S C 9 5 R 对 0 o H— o F 地 址 操 作 ,即 对 R L 0 9 T 8C 8 D+ o 0 o 1H T 8 1AS进 行 读 

写 , 而进行 以太 网通信 。 从  
13 控 制 模 块  _

图 4 通 过嵌 入 式 W E B服 务 器 修 改远 程 开 关 的 网 络 参 数  嵌入式 WE B服务 器 的实 现 设 计 流 程 如 图 5所 示 。  

如 图 2所 示 ,微 控 制 器 P 1口的 输 出信 号 经 三 极 管驱 动 后作 为 继  电器 的输 入 信 号 。 P 当 1口输 出 为低 电平 时 三极 管 饱 和 , 动 继 电 器 通  驱 电 吸合 , 载通 电 ; P 负 当 1口输 出 高 电平 时 , 极 管 截 止 , 电 器 断 电 释  三 继
放 , 载断电。 负  

图 2 供 电控 制 电路 

2 系 统 软 件设 计 
系 统 软 件 的设 计 核心 是 嵌 入 式 T PI 议 的设 计 。 c/ P协  

21 嵌人 式 T PI . C/ P协议构架 

图 5 嵌 入 式 W E 服 务 器 设 计 流 程  B 嵌 入式 T PI C/ P协议 构 架 . 图 3所 示 。 如   在 应 用 层 , 要 设 计 三个 应 用 程 序 :1 使 用 H t 议 , 现 嵌 入  3 结束 语  主 () t p协 实 式 WE B服 务 器 , 于动 态 修 改远 程 开关 的 I 用 P地 址 等 网络 参 数 ;2 用  () 本 系 统 , 循 了 节 约 能 源 的原 则 且 自身 造 价 低 , 遵 因此 具 有 广 阔 的  户程序 , 即实 现 微 控 制 器 控 制 继 电 器 ;3 调 用 Pn () ig命 令 , 试 主 机 与  测 应用 前 景及 巨 大 的市 场 潜 力 , 广 泛 应 用 于 智 能 小 区 、下 转 第 9 可 ( 4页 )  

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科技信息 

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> 是 nn = ) 结 点 的有 限 集 。 在 任 意 一 棵 非 空树 中: ) 且  树 (> 0个 (有 1 仅 有 一 个 特 定 的 称 为 根 的结 点 ; ) n l时 , 余 结 点 可 分 为 m( o (当 > 2 其 m> )   个 互 不 相 交 的有 限集 T,2 m, 中 每 一 个 集合 本 身 又 是 一 棵 树 , l …T 其 T 并 
且 称 为 根 的 子树 
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数 据 结 构 知 识 本 体 类建 模 结 果 如 图 1 示 。 所  

图 2 “ 叉 树 ” 的 示 例  二 类

了一 个 程 序 开 发 环 境 以及 比 较 完 整 的 解 析 、 续 存 储 、 持 推理 和 查 询 的  函数 调 用 和 处 理 接 口 。  

参考 文 献  [] 1 王晓东, 李彦敏. 基于语义 WE B的远程学 习支持系统 构建[. 泽学院学报  J菏 】
2 0 ,8 ) 0 2 . 0 6 (: -3 2 22  
[ ] itr ne1 L RST eL fd  riea nel e e  eechoiy) 2 DeeF es. AI (h F o aA t ilItlg neR sarseet  F i i f i . [ ] 蔚 民 , 伟 民_ 据 结 构 : 言版 [ . 京 : 华 大 学 出版 社 ,0 3 3 3严 吴 数 c语 M] 北 清 20 ,.  

图 1 数 据 结 构 知 识 本 体建 模   

作 者简介 :  ̄ 18 . 一)女 , 东济宁人 , 孙,(9 1 O , 山 1 助理 实验师 , 研究方向为知识 
表示、 网络 技 术 。  

在 创建 完 本体 之 后 ,系 统 根 据 本 体 进 行 教 学 资 源 的组 织 与 查 询 。   本 系 统 将使 用 jn e a作 为 本 体 操 作 的工 具 , 为 R F、 D S O 它 D R F 、 WL提 供  

[ 任编辑 : 静] 责 汤  

( 接第 7 上 9页 ) 场 三 维 显 示 成 员 : 购 节 点 位置 与毁 伤 数 据 。 战 定 战  及 时 间序 列 等 输 出: 实 系 统 数 据 , 从 被 研 究 系 统 收 集 的 用 于 辅 助  真 指

场 态 势 仿 真 成 员 根 据 战 术 想 定 更 新 节 点 位 置 并 计 算 战 场 中节 点 是 否  实 体 建 模 的 数 据 。   随 着 分 布 式 仿 真 技 术 的 发展 , 真 系统 在 不 断 向 复 杂 化 和 大 型 化  仿 毁伤 。   战 场 三 维 显 示 成 员 : 收 战 场 中节 点 位 置 与毁 伤 状 态 更 新并 通 过  方 向发 展 .使 得 以 往 难 以 实 现 的 大 规 模 仿 真 成 为 可 能 。本 文 提 出 的  接 HL A作 战仿 真 中 联 邦 管 理 成 员 设 计 从 理 论 上 为 作 战 仿 真 系 统 提 供 了   三 维 显 示 手 段 直 观 地 演示 战 场态 势 。   各 成 员 定 期 将 关 键 性 能 数 据 发 送 给 R I网 系。 过 直 观 图 表 或 曲 参 考 。 T 通    
线 实 时 显 示 出 中系 统 中存 在 的异 常情 况 。  

【 参考 文献 】   在 仿 真 过 程 中 , 导 演 台 上 既 能 实 现 战 场 态 势 的 初 始 化 , 能 显  在 又 1马 张亚军 . 支持 H A的战 场态势仿 真 系统设计 与实 现. L 计算 机工 程  示 战 场 实 时 情 况 。 有 放 大 、 小 、 游 , 定点 查 询有 情 功 能 , 实 现  [ ] 亚明。 具 缩 漫 指 并
对 外 部 数 据 库 的访 问 。   34 仿 真 联 邦 管 理 系 统 中 的 数 据 处 理  . 数 据 库 技 术 在 仿 真 应 用 中一 直 具 有 重 要 的作 用 。 据 库 系统 可 以  数
2 0 () 0 94.   [] 2 张家祥.L H A仿真技术应用教程 . 国防工业 出版社 ,0 71 20 ,  .

很 好 地 支持 分 布 式 仿 真 系 统 的可 复 用 能 力 , 于 仿 真 运 行 过 程 和 仿 真  对 结 果 的处 理 也 有 着 重 要 的 意 义 。 真 系 统 中 的 数 据 处 理 主要 可分 为 模  仿

[] 3 夏鄂。 华祖耀 . 基于 H A的高炮连仿真技术研究. L 计算机工程 , 0 ,  2 92 0 . [] 4 王文. 王玉生. 基于 H A的防空群作 战仿真系统仿真设计 . L 指挥控制与仿真 
2O 09. . 6 

型处 理 、 中数 据 处 理 和 事 后 分 析 处 理 。 集   作 者 简 介 : 晨 阳 (9 4 )女 , 族 , 南郑 州人 , 空兵 指 挥 学 院计 算机  涂 18 一 , 汉 河 防 作 战 仿 真 中需 要 有 效 管 理 的 数 据 包 括 以下 几 部 分 :实 验 控 制 数  应 用技 术 专 业 。 读 硕 士 研 究 生 。 在   据. 包括 初始条 件 、 止运行 依据 以及要 输 出的变量等 ; 终 实体 描述 数  据 , 述 复 杂 实 体 模 型 的必 要 数 据 ; 型 记 录 数 据 , 括 统 计 、 方 图  描 模 包 直 [ 任编辑 : 明明 ] 责 曹  

( 接第 8 上 4页 ) 校 、 司等 多 种 场合 , 易 于 推 广 , 极 好 的 实 际 意  [] 学 公 并 有 4 张曦煌 , 柴志雷 . 入式 We 服 务器 中 C I 嵌 b G 的特 点及实现叫.、 ,型微 型计算  J
义 及 较 高 的 社 会 价值 。   机系统 ,o ¨‘  o ,  

【 考文献 】 参  
[ ]美] Rc adSeesT P  l srtdVou   : h  rtcl[ . 建 华  1[ w.ih r  tvn.C HPIutae  lme1 T ePooosM] l 范 胥 光 辉 , 涛 , , . 京 : 械 工业 出 版社 ,0 0,  张 等 译 北 机 20 4 [ 谢 希 仁 , . 算 机 网 络【 . . 京 : 2] 等计 M] 4版 北 电子 工 业 出版 社 ,0 3,. 20 6  [ [ ]oe, T嵌 入 式 系 统 TC P应 用 层 协 议 【 . 京 : 子 工 业 出 版 社  3]美 Jn s . M.  ̄I M] 北 电
2 03,   0 4.

作者简介 : 索明何 , 士研 究生, 项 从事嵌入 式网络 通信与测控技术教 学与研 
究 I作 。  

邢 海 霞 。 士 研 究 生 , 事嵌 入 式 网络 通 信 与 测控 技 术 教 学与 研 究工 作 。 硕 从  

[ 任编辑 : 责 吕一 然 ]