嵌入式网络技术论文

1基于嵌入式网络技术的UPS远程监控系统的硬件设计及实现

静态存储器AT45081BDataFlash、IS62LV1024L；以太网的控制芯片RTL8019AS、F2407DSP是基于嵌入式网络技术的UPS远程监控系统的主要硬件组成部分，其硬件结构框图如图2所示。图2基于嵌入式网络技术的UPS远程监控系统的硬件结构上图中，式中芯片HT1380是一种串行的计时器芯片，能够实现秒、分、时、日、月、年的计时，在该组芯片中各种时间信息的存储主要是应用其中的八个寄存器来完成，为了进行精准的计时，可以为其外接一个32.768赫兹的晶振，使其为系统的计时提供精准的时基信号，这对于保证系统计时的准确性具有非常重要的作用。RTL8019AS以太网控制器是一种全双工的以太网控制芯片，该芯片是由台湾的Realtek公司制造，其控制速率值为10Mbps，在该芯片中内置有FF0、双DMA以及16KB的SRAM能够满足EEE802.3标准及ETHERNET2标准，并且其能够支持八位及十六位的基地址选择及数据总线的选择。AT45081B是一种串行的可以编程的闪速存储器，其工作过程中应用的SPI的串口模式为0-3模式，其显著的优点是，能够在不接任何外接元件的情况下，与任何微机及单片机进行有效的通信，其数据的存储容量非常的大，具有非常好的安全性能。TMS320LF2407DSP为控制器具有流水线结构、多总线结构及哈佛结构，并且具有非常高的执行速度，高达40MPS的执行速度使得在其中执行的所有指令的执行时间都能够控制在25纳秒以内，并且在该芯片中还具有16通道的CAN控制器模块、16通道双10位AD转换器、两个时间管理模块、SCI（串行通信接口）、SP（I串行外设接口）、2K单访问RAM、32K的片内Flash，功能非常的强大。

2基于嵌入式网络技术的UPS远程监控系统的软件设计及实现

2.1TCP/IP协议栈的相关设计基于嵌入式网络技术的UPS远程监控系统的软件设计过程中，最为基础的内容是要实现TCP/IP协议栈，系统只有实现了HTTP协议，才能使系统具备WWW服务的相关功能，在实际的软件设计的过程中，既要保证系统的功能，又要使TCP/IP协议栈具有健壮性，TCP/IP协议栈按照其协议功能的不同，可以分为有应用层、传输层、网络层、链路层几个不同的层次。在实际的软件设计工作中，要使嵌入式Web能够与Internet进行有效的互联，在其软件设计的过程中，就需要对各层协议的子集进行有效的裁剪，其主要表现为：（1）保留协议栈中的重要且常用的协议，去掉非必需的协议，例如协议栈中的HTTP协议能够有效的实现现场监测数据与远程用户数据之间的交换，并且该种传输协议的传输方式是非常的简单的，则该协议进行保留。对相关协议进行裁剪之后，剩下的主要的协议内容有HTTP协议、TFTP协议、TCP协议、UDP协议、MCP/IP协议、ARP协议等协议内容，这样可以有效的减少了存储空间及响应时间（。2）传输层主要的协议内容是用户的数据协议UDP，以及传输控制协议TCP，在本次设计的过程中，使嵌入式Web服务器一开始就处于LISTEN状态，对中间的SYN-SENT状态进行了省略，当进行数据报的发送时，只对数据报中包含的状态信息进行记录，而不对数据报进行储存，大大减少了数据传输量，有效的节省的系统资源，也使得系统的维护更加的方便（。3）网络层的主要任务是对数据包在网络中的协议进行有效的处理，MCP/IP协议、P协议是其中主要的TCP/IP协议栈内容，其中的P协议使其协议栈中的核心内容，如果要采用Ping程序来进行网络连通状况的测试，只需要应用MCP/IP协议中代码为0的Ping应答协议就能完成，使用起来非常的方便。

2.2文件系统的设计嵌入式Web服务器在工作的过程中，主要的功能是依据用户发出的请求将相关的网页程序文件传输给用户，但是在基于嵌入式网络技术的UPS远程监控系统的内部，需要对相关的文件进行有效的存储管理及访问控制，要完成这一工作，就需要进行文件系统的设计，文件的存取控制、用户文件的建立、复制、修改、读写及删除，这是系统文件工作过程中最主要的内容。在嵌入式网络技术中，一项非常重要的工作就是要有效的解决网页文件的存放问题，本次研究中，基于嵌入式网络技术的UPS远程监控系统的文件存放主要是由DataFlashAT45081B来完成，嵌入式Web服务器与PC机之间的文件传输主要是应用伪TFTP协议来实现，在实际的应用过程中，网页文件的动态更新通常都是依据这种机制。网页文件在工作的过程中，会根据用户的实际需要的不同来进行动态的更改，并且其在完成相应的更改之后，会将文件系统的访问权限设置为只读，之后很少会进行其内容的变动，采用这种管理机制能够有效的预防在对文件系统进行多次删改之后，其所产生的碎片对系统造成较严重的影响，因此，在实际的运行过程中需要设计一个高效、更改次数较少的文件系统，本文中所提到的文件系统存放形式为多级目录，其文件的主要存储形式是无结构的字符流式文件，在其逻辑结构上，存储的方法是顺序存储法，站在物理结构的角度对其进行分析，其属于连续的文件。

3结束语

本文对基于嵌入式网络技术的UPS远程监控系统的设计及实现进行了简单的分析，文中分析了该系统的主要物理组成、通信方式及硬件设计与软件设计，用户可以通过远程的浏览器对嵌入式Web服务器所提供的UPS的运行最新信息进行访问，能够有效的实现UPS设备的远程管理。

作者：马琰蔡丽霞单位：河南工业职业技术学院实验设备处河南工业职业技术学院网络管理中心