基于网络的数据采集系统毕业设计论文(编辑修改稿)

基于网络的数据采集系统毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

源端口 源系统上的连接的端口。 目的端口 目的系统上的连接的 端口。 端口是一个软件结构，被客户程序或服务进程用来发送和接收信息。 一个端口对应一个 16 比特的数。 服务进程通常使用一个固定的端口，例如， SMTP 使用 2 Xwindows 使用 6000。 这些端口号是 „广为人知 ‟的，因为在建立与特定的主机或服务的连接时，需要这些地址和目的地址进行通讯 [9]。 10 第三章 论文（设计）的主要研究方案 研究内容 本文 主要研究内容为以下两大部分：（ 1）单片机终端数据发送部分。 本部分主要完成数据的发送功能。 （ 2） PC 机端数据接收部分。 主要用于 联网接收单片机终端发送的数据，以便实时提取查看。 拟采用的研究方法及主要措施 目前有两种方法可以实现单片机系统接入 Inter。 （ 1）第一种方法是利用 NIC(网络控制器 / 网卡 ) 实现网络接口 ， 由单片机来提供其他所需协议。 如单片机和 ZNE—100模块构成的系统。 ZNE—100模块内部集成了 TCP/IP 协议栈，我们可以利于它可以轻松完成嵌入式设备的网络功能。 采用这种方法成本非常低廉 ， 困难的就是软件设计比较复杂。 幸运的是我们无需像计算机那样提供全套的网络通信协议 ， 实际上 ， 我们 只需要根据特定的应用要求 ， 提供一个 TCP/ IP 协议族的子协议集即可。 （ 2）第二种方法是利用具有协议栈结构的芯片和 PHY(phyceiver 物理层的接收器 ) 来实现网络接口 ， 主控器只负责往协议栈结构芯片的 某个寄存器里放上适当的数据。 在这种方法里 ， 网络协议是由具有协议 11 栈结构的芯片硬件实现的。 目前市面上已有这种结构的芯片出售 ， 如韩国 WIZ 公司生产的 i2chip W3100A 芯片 ， 美国 Seiko Instruments 公司生产的 ichip S7600A 芯片等等。 这里以 i2chipW3100A 为例 ， 来说明这类芯片如何硬件实现网络协议。 其结构示意图如图 所示。 这款芯片的内部结构分为 4 部分 ： 与单片机接口的部分 (MCU interface) 、协议引擎 (protocol engine) 、存储器 (DPRAM) 和与 MII 接口的部分。 其中MII 接口接上一个 PHY。 这款芯片能从硬件上实现网络协议主要是靠它的协议引擎 ， 使用者对这一点的最深的感触是 ， 在它的内部结构中有如下几个与网络协议相关的寄存器 ： 命令寄存器 C CR ， 它的各位分别表示系统初始化、通道 socket 初始化、建立连接、侦听、接收、发送、关闭等命令 ， 将某位置 1就会发出相应的命令 ； C DIR 为目的 IP 地址寄存器 ； C DPR 为目的端口地址寄存器 ； C TOSR 为服务类型寄存器 ，对应于 IP 报头的 TOS 字段 ； C IPR为 IP 协议寄存器 ， 对应于 IP 报头的协议字段 ； CSPR源端口寄存器 ； C SSR socket 状态寄存器 ； GAR 网关地址寄存器 ； SMR 子网屏蔽寄存器 ； SHAR 源硬件地址寄存器 ； SIPR 源 IP 地址寄存器等等 [10]。 有了这些寄存器 ， 开发者只需往适当 的寄存器中放上合适的数据 ，并按一定的顺序启动相应的命令 ， 就可以按标准协议上网了。 更方便的是 ， 这类芯片的开发商还提供了相应的软件包 ， 设计者只需调用软件包中的函数就可以了 ， 就像在 VC 中做网络开发编程一样。 所以这种方法的优点是软件设计简单。 但缺点是价格比较贵。 通常 ， 这种芯片的价格 都在上千元以上 [11]。 12 图 3. 1 W3100A 结构示意图 本系统共分两个部分：单片机终端数据发送部分和 PC 机端数据接收部分。 系统框图如 第一章 图 所示 单片机（发送端） MCS—51 单片机串行通信工 作方式 (1)在方式 0 下，是把串行口作为同步移位寄存器使用，这时以 RXD（ ）端作为数据移位的入口和出口，而由 TXD（ ）端提供移位时钟脉冲。 (2)方式 1 是 10 位为一帧的异位串行通信方式。 (3)方式 2 是 11 位为一帧的串行通信方式。 (4)方式 3 同样是 11 位为一帧的串行通信方式，其通信过程与方式 2 完全相同，所不同的仅在于波特率 [12]。 发送端程序 [13] 发送主程序： 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 $ 中断服务程序： 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（ 网卡芯片 ） 功能特点： Serial (TTL) to 10M Ether， Serial 最大波特率为 115200 bps； 可利用 Web browser 和 Windows utility 轻松进行设定； TCP Server， UDP Server， Real COM driver 作业模式 ； 支持动态 (DHCP) ； 或静态获取 IP 地址； 尺寸小（ 44）； 产品特性： 32 位 ARM7 CPU； 16KB RAM； 128KB FLASH； 10M 以太 网接口（使用排针方式引出）； 电磁隔离； 串口 TTL 电平方式，波特率 300~115200 bps； 串口任意校验； 串口数据位 5， 6， 7， 8 可设定； 串口停止位 1， 2 位可设定； 支持 TCP/IP 协议包括： ETHERNET、 ARP、 IP、 ICMP、 UDP、 TCP、HTTP、 DHCP； 工作方式可选择为 TCP Server 或 UDP Server，工作端口可设定； 可使用配置工具 ZCom Utility for Windows98/me/NT/20xx/XP 进行配置； 可使用网页浏览器进行配置； 输入电压 5V DC 功耗低最大工作电流 38 mA 15 工作温度 0～ 65186。 C 保存温度 － 25～ 85186。 C[14] ZNE100 模块硬件电路 从俯视图图 ZNE100 模块有两排外引管脚，左边一排是 12 针，右边一排是 11 针。 左边排针的最上方引脚为模块的引脚 1，依次往下是 2～ 12 引脚，右边最上方是最后一个引脚 23 脚。 另外图 ZNE100 模块的上方有 3 个孔，它们是用于恢复出厂设置值和升级固件的。 图 ZNE100 模块俯视图 表 ZNE100 模块管脚名称 *注意：设计时要保持保留的管脚悬空。 表 Ether TX+、 Ether TX、 Ether RX+、 Ether RX管脚是以太网信号； TXD、 RXD 是串口信号；管脚 1 19 为 16 LED 信号，方向为输出； 485_TXD_EN 是 485发送控制端，方向为输出，保证 RS485 半双工传输，发送数据时为高电平，接收数据为低电平； nRST 模块复位脚，低电平有效，在该管脚输入一大于 20us 的负脉冲，模块复位（模块内部有上电复位电路，该管脚可悬空）。 图 ZNE100 模块 ZNE100 模块软件配置 在使用软件进行配置前，需要保证用户的 PC 机内有以太网卡，而且其配置的 PC机与 ZNE100 模块同在一个网段内。 ZNE100 模块在出厂时设定了一个默认的 IP 地址（ ）和网络掩码（ ），用户可以计算一下看是否和 ZNE100 模块在同一网段，公式为：用户 PC 机 IP 地址 与上 用户 PC 机网络掩码等于 ZNE100模块的 IP 地址 与上 ZNE100 模块的网络掩码（按出厂设定的值计算为 ）。 如果不相等，则需要如下操作：首先进入操纵系统，然后使用鼠标点击任务栏的 “开始 ”－ “设置 ”－ “控制面板 ”（或在 “我的电脑 ”里面直接打开 “控制面板 ”），双击 “网络和拨号连接 ”（或 “网络连接 ”）图标，然后单击选择连接 ZNE100模块的网卡对应的 “本地连接 ”，单击右键选 17 择 “属性 ”在弹出的 “常规 ”页面选择 “inter协议（ TCP/IP） ”， 查看其 “属性 ”。