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一種嵌入式WEB服務器的設計與實現(xiàn)
摘要：介紹了一種嵌入式WEB服務器的設計與實現(xiàn)，實現(xiàn)了以太網與CAN總線網絡的直接互連，使用戶可以使用PC機通過Internet進行遠程訪問和控制Web服務器，從而能夠將工業(yè)現(xiàn)場測控層監(jiān)測設備得到的數(shù)據方便快捷地送到異地的管理監(jiān)控層。關鍵詞：WEB服務器 以太網 CAN總線
在企業(yè)自動化的工業(yè)現(xiàn)場，下層車間的監(jiān)測設備之間都是采用現(xiàn)場總線相互連接，而企業(yè)的管理層和生產監(jiān)控層都是連于以太網的PC，甚至是位于異地的連于互連網上的PC。為了使工業(yè)現(xiàn)場的現(xiàn)場總線上的設備和管理監(jiān)控層之間的PC能夠通信，同時改善故障檢測和設備維護的遠程訪問能力，筆者在CAN總線網與以太網的互連系統(tǒng)中設計了一個嵌入式WEB服務器。
1 嵌入式WEB服務器硬件設計
通常嵌入式系統(tǒng)硬件包括微控制器、存儲器及外設器件和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具有傳統(tǒng)的控制功能，還要具有與因特網連接的功能。而Ubicom公司的SX52芯片能比較容易實現(xiàn)TCP／IP協(xié)議，選擇它作為微控制器。關于傳輸媒質，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RTL8019AS實現(xiàn)數(shù)據鏈路層協(xié)議。RTL8019AS采用臺灣Realtek公司生產的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(xié)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SJAl000芯片，CAN收發(fā)器采用Philips公司的PCA82C250。
圖1
數(shù)據的流向為：請求和控制信息從局域網中來，通過nJ45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(shù)據包送入SX52的TCP／IP協(xié)議棧，由協(xié)議棧對數(shù)據包進行解析，得到原始的請求和控制信息。請求和控制信息再經過SJAl000進行CAN協(xié)議格式的數(shù)據封裝，再與現(xiàn)場的CAN總線設備進行通信。請求和控制的回復信息到局域網的過程正好相反。
在嵌入式WEB服務器的硬件設計中，在確保通信功能順利實現(xiàn)的同時，充分利用了SX52芯片I／O口靈活配置的特點，最大程度地節(jié)約了微控制器SX52的硬件資源。
圖2為WEB服務器主要芯片連接電路簡圖，結合本圖詳細分析系統(tǒng)硬件設計。
1．1 RTL8019AS驅動程序實現(xiàn)
RTLS019AS是臺灣Realtek公司制造的一種高集成度的全雙工10Mbps以太網控制芯片，實現(xiàn)了基于Ethernet協(xié)議的MAC層的全部功能，內置16KB的SRAM、雙DMA通道和FIFO完成數(shù)據包的接收和發(fā)送功能。在網關設計中，使用跳線模式(JP置
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