CAN總線的嵌入式Web服務器設計

摘要：本文設計并實現一種可以將基于TCP/IP協議的計算機網絡設備，與基于CAN總線協議的底層現場網絡連通的嵌入式Web服務器。

    關鍵詞：嵌入式Web服務器 嵌入式Internet TCP/IP協議 CAN總線

引言

嵌入式系統指被嵌入到各種產品或工程應用中的，以微處理器或微控制器為核心的軟硬件系統。嵌入式系統與Internet技術相結合，形成的嵌入式Internet技術是近幾年隨著計算機網絡技術的普及而發展起來的一項新興技術。它通過現有嵌入式系統，增加因特網接入能力來擴展其功能，創造性地提出以低價位單片機作為微處理器，使嵌入式設備而非PC系統直接接入Internet。在本文中，采用Ubicom公司的SX52單片機外接以太網控制芯片RTL8019AS實現嵌入式Web服務器硬件結構和軟件功能。傳統的基于DCS結構工控系統向嵌入式Web結構轉移，可有效降低成本，這是因為沒有必要開發專有的GUI，還可以方便最終用戶，并改善故障檢測和設備維護的遠程訪問能力。

圖1

1 嵌入式Web服務器硬件設計與實現

通常嵌入式系統硬件包括微控制器、存儲器外設器件和I/O端口等，其核心是嵌入式微控制器。為適應上網需求，嵌入式微控制器不僅要能執行傳統的控制功能，還要能執行與連接因特網相關的功能，而Ubicom公司的SX52芯片能比較容易地實現TCP/IP協議，所以我們選擇它作為微控制器。

實現嵌入式設備接入Internet，從原則上來講最關鍵的就是要實現TCP/IP協議，還有一人關鍵的問題就是傳輸信息媒質的選擇。我們采用最常用的連接模式，即通過以太網連接Internet，利用網絡接口控制器來實現數據鏈路層協議。嵌入式系統應用最廣泛的網絡驅動芯片就是NE2000兼容系列網絡芯片，它具有接口方便、驅動簡單、占用資源少等優點，特別適合嵌入式系統。我們選用其中性能較了，供貨比較穩定的RTL8019AS芯片。嵌入式Web服務器硬件結構框圖如圖1所示。

嵌入式Web服務器用SX52微控制器作為處理器，以太網驅動芯片RTL8019AS經耦合隔離濾波器HR61101G和RJ45接口接入以太網，配有RS232和CAN總線兩個擴展接口，可以將具有RS232接口的設備或采用CAN總線協議通信的設備連到以太網上。RS232接口采用MAX232CPE芯片，CAN總線控制器采用Philips公司的SJA1000芯片，CAN收發器則采用了Philips公司的PCA82C250。

數據的流向為：請求和控制信息從局域網中來，通過RJ45送到RTL8019AS，RTL8019AS負責將以太網幀的首部和尾部信息剝離，將處理后的數據包送入SX52的TCP/IP協議棧，由協議棧對數據報進行解析，得到原始的請求和控制信息。請求和控制信息再經過SJA1000進行CAN協議格式的數據封裝，再和現場的CAN總線設備進行通信。請求和控制的回復領先局域網的過程與上面正好相反。圖2為W

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