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關鍵詞：以太網(wǎng)：E—link：串行接口：網(wǎng)絡：數(shù)據(jù)傳輸器
1? 引言
??? 隨著Internet的普及和工業(yè)自動化的迅速發(fā)展．網(wǎng)絡已深入家庭、辦公室、工廠和自動化控制領域。E—Link網(wǎng)絡連接控制器內含高速微處理器和以太網(wǎng)接口電路，串口設備經(jīng)過它就可方便地進人因特網(wǎng)來實現(xiàn)測控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源共享，它是連接以太網(wǎng)和串口設備的橋梁。以太網(wǎng)接口電路完成lOBaseT以太網(wǎng)物理層的通信，在高速微處理器內部用C51語言寫入了TCP／IP協(xié)議及其他(RS-232、RS-485、CAN等)轉換協(xié)議。因此通過E—Link上網(wǎng)的串口設備簡單，不涉及各種復雜的網(wǎng)絡協(xié)議，只涉及與E—Link的數(shù)據(jù)交換。
2? E—Link數(shù)據(jù)傳輸器簡介
2．1 產品特色
??? E—Link數(shù)據(jù)傳輸器是一種微型Internet接入模塊．可以將分布式串口設備或其他各種用戶的智能系統(tǒng)接入Internet，利用模塊內部的TCP／IP網(wǎng)絡協(xié)議及10Base—T網(wǎng)絡接口連接到以太網(wǎng)，方便地實現(xiàn)串口設備的聯(lián)網(wǎng)。E—Link數(shù)據(jù)傳輸器具有體積小巧_功耗低，成本低和使用方便等優(yōu)點。
??? 串口設備可將自身運行狀態(tài)和工作參數(shù)等信息以TCP或UDP數(shù)據(jù)包的方式提供給監(jiān)控者，亦可實現(xiàn)信息的實時傳輸。這種方法有以下幾個特點：(1)沒有距離和國界的限制，只要有以太網(wǎng)即可通信；(2)利用廣泛存在的網(wǎng)絡資源。無需鋪設現(xiàn)場總線；(3)實時傳送，傳輸速率高．串行速率可達115．2 kb／s。
??? E—Link數(shù)據(jù)傳輸器可廣泛用于通訊系統(tǒng)、工廠自動化系統(tǒng)、銀行和保險系統(tǒng)、遠程分散式設備控制、大型零售系統(tǒng)、樓宇自動管理系統(tǒng)和智能自動報警及消防聯(lián)動系統(tǒng)。
2．2? 主要技術指標
??? MC[I為16位AVR MEGA高速處理器，晶體振蕩器的頻率為14．745 6 MHz，其外部存儲器容量為32 KB，內部FLASH存儲器的容量為：128 KB．可以提供16 MI／s的運算處理能力。
??? 支持協(xié)議：ARP、IP、UDP、TCP、ICMP、DHCP 和DNS。
??? 網(wǎng)絡接口：RJ45(10BASE一T)以太網(wǎng)接口。
??? 接口形式：RS232、RS422、．RS485、CAN總線。
??? 串行速率：300 b／s—115 200 b／s。
??? 最大傳輸速率：300KB／s。
??? 產品尺寸：8．0 emXlO．O cm或更小。
??? 供電方式：AC或DC供電。
??? 軟件支持：Windows XP．Windows 2000．WindowsNT，Windows 95／98／ME。Unix Ware SVR4-2,UnixWare 7 SVR5，SCO Open Server,SCO UNIX,Linuxfixed tty for 2．0．x， 2．2．x和I,inux real tty for 2．O-36，2．2．x，2.4．x(所有驅動均在系統(tǒng)TCP／IP網(wǎng)絡下)。
??? 開發(fā)板具有32路開關量雙向I／O控制和8路10位A／D轉換器。
??? 開發(fā)環(huán)境：使用免費的AVR—GCC C語言編程．用戶無需考慮再次購買昂貴的AVR專用C語言編譯器(例如IAR FORAVR、ImageCraftICCforAVR及CodeVison C等)，而且本開發(fā)系統(tǒng)是FREE—WARE，可以完全按照要求對系統(tǒng)進行裁剪，高效率地完成開發(fā)工作。
3? 硬件系統(tǒng)
3．1? 基本配置和選件
??? E—Link數(shù)據(jù)傳輸器的基本配置包括：一個E—Link模塊、一個軟盤或光盤(設置和應用軟件)、一條通訊接口電纜(模塊與串口設備通信)和一本技術說明書。
3．2 E—Link數(shù)據(jù)傳輸器的外形
??? E—Link數(shù)據(jù)傳輸器的外形如圖1所示。其中Jl是電源接口。接AC7V~12V或：DC9V~15V；J2是設備接口，是9針DB9插座，RS232電平；J3是RJ-45網(wǎng)線插座，通過網(wǎng)線接到HUB或數(shù)據(jù)交換機上；J4是編程器端口，用來升級單片機內程序以實現(xiàn)不同功能，如RS232_rIEP／IP轉換、WebServer、A／D遠程數(shù)據(jù)采集和HTTPD控制等。
3．3參數(shù)設置連接
??? E—Link工作參數(shù)的設置和性能測試通過PC來完成。用隨機提供的E—Link通信接口電纜將PC的COM串口與E_Link的J2端口相連。E—Link上的J3端口用RJ45與以太網(wǎng)相連。E—Link電源可以通過J1插座外供，外接電源為15 V直流電源。E一Link的參數(shù)設置和性能測試需要在PC上運行設置軟件。連接方式如圖2所示。
3．4? 應用系統(tǒng)的連接
??? 所謂應用系統(tǒng)連接，是指在實際應用條件下用戶的串口設備通過E—Link上網(wǎng)方式的連接。串口設備可用RS232、。RS485、RS422及CAN總線4種方式與E—Link相連，如圖3所示。
??? E_Link數(shù)據(jù)傳輸器還可以與單片機系統(tǒng)直接連接，作為單片機系統(tǒng)的一部分，如圖4所示。
4? 軟件系統(tǒng)
4．1? 軟件設計
??? 采用標準的TCP／IP協(xié)議．因為任何能上網(wǎng)的計算機都采用這一協(xié)議。如果要遠程傳輸數(shù)據(jù)，可以利用現(xiàn)成的WindoWS的SOCKET函數(shù)或Linux下的網(wǎng)絡函數(shù)直接編程，實現(xiàn)PC到E—Link的數(shù)據(jù)傳輸。
4．2? 網(wǎng)絡與E—Link
??? E—Link數(shù)據(jù)傳輸器使用的是TCP／IP協(xié)議，內部協(xié)議有TCP、UDP、IP、ARP及簡單的應用層處理協(xié)議．上層軟件可以使用VB、VC中的通用SOCKET函數(shù)．但是要注意選用UDP和TCP。應避免在一網(wǎng)段內出現(xiàn)相同的IP地址和物理地址。
??? 從網(wǎng)絡可以給E一Link發(fā)送二種類型的數(shù)據(jù)；一種是設置數(shù)據(jù)：一種是通過E—Link發(fā)送到串口的數(shù)據(jù)。
??? (1)設置包
??? 上層可以設置E—Link的密碼、板卡IP地址、網(wǎng)關IP地址和板卡的物理地址(密碼的設置是為了保證不被篡改)。可以使用專門的串口監(jiān)控程序進行設置．也可以使用Windows 9x／NT／2000提供的超級終端軟件進行設置。如果網(wǎng)路上有DHCP服務器．可以讓其自行設置。發(fā)送設置數(shù)據(jù)給E—Link，E—Link對自身進行設置,并不把數(shù)據(jù)送到串口。
??? E—Link必須初始化。初始化數(shù)據(jù)格式為設置4位密碼、IP地址、網(wǎng)關地址和物理地址。如果未被設置，它的初始化數(shù)據(jù)在X5045中為{＼S′,＼′E\′E\′,\E
′T\′，\′O,\′K\′,\′O\′，\′O\′\′,\′O\′′，192，168,0，8,20，192，168，0，159，O,192，168,O,8，36}。
??? 重新設置IP的時候,最好使用和E—Link的IP地址同一網(wǎng)段內的主機對其設置。比如192．168．0．XXX．設置格式如下：
??? 密碼設置—″SETSMM：″(7)+舊密碼(4)+新密碼(4)，15字節(jié)；
??? IP設置—″SETSIP：″(7)+密碼(4)+新IP(4)，15字節(jié)：
??? 網(wǎng)關設置—″SETSGT：″(7)+密碼(4)+新GATE(4)，15字節(jié)；
??? 物理地址設置—″SETSMA：″(7)+密碼(4)+新物理地址(61，17字節(jié)。
??? 下面是一個要發(fā)送的IP設置數(shù)據(jù)包(VB中)：
Dim IpSet(1 To 151 As Byt＼′字符串
IPSSet(1)=＆H53′＼′S、′
IoSet(2)=＆H45＼′＼′E、′
IpSet(31=＆H54＼′＼′\′T\′
IPSet(4)=＆H53＼′＼′S＼′
IpSet(5)＆ti49\′＼′n
It,Set(6)=＆H50＼′\′P′
IpSet(7)=＆H3A\′\′:\′
＼′密碼
IpSet(81=&H38′＼′0′
IpSet(9)=&H38＼′＼′O＼′
IpSet(10)=&H38\′\′0\′
IpSet(11)=&H38＼′＼′0＼′
＼′IP地址
IpSet(12)=192
IpSet(13)=168
IpSet(14)=0
IpSet(15)=8
設置成功,E—Link返回數(shù)據(jù)
{l′S\′，\′E\′，\′T\′，\′st′，\′B\′，\′E\′，\′O\′，\′K\′，Oxod，Oxoa}；
發(fā)送設置包給E—Link，E—Link對自身進行設置，并不把數(shù)據(jù)送到串口。
??? (2)發(fā)送數(shù)據(jù)包
??? 如果不是設置包．則E—Link將UDP/TCP數(shù)據(jù)包接收后．將UDP/TCP中的數(shù)據(jù)部分取出。并通過串口送出。通信協(xié)議使用標準的RS232、RS422或RS485。在網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸中,因為RTL8019AS的內部RAM有限．最好不要一次發(fā)送超過4500字節(jié)的數(shù)據(jù),否則可能溢出．如果E一Link的處理速度不夠快或者網(wǎng)卡本身的原因產生溢出,則E—Link返回數(shù)據(jù)串f\′O\′，\′V\′，\′E\′\′R\′，\′L\′，\′O\′，\′W\′，OxOd，OxOal，并拋棄存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)包。
4．3? 串口與E—Link
??? 串口到E—Link沒有固定的結束符(也可以設定結束符，例如0x0A和0x0D等)，在串口的數(shù)據(jù)傳送中加上時間的控制，當最后一個數(shù)據(jù)發(fā)送完成后的20 ms，E—Link認為數(shù)據(jù)接收結束，并對數(shù)據(jù)包進行處理。當接收緩沖區(qū)每收到一個數(shù)據(jù)E—Link就對數(shù)據(jù)包進行處理，后臺發(fā)送。如果數(shù)據(jù)較多．應適當增大接收緩沖區(qū)的容量，以避免數(shù)據(jù)溢出造成丟失。
??? 一般情況下．下位機根據(jù)最近一次接收的IP和端口返回數(shù)據(jù)。比如上一次一個IP地址為192．168．0．159，端口為8000的數(shù)據(jù)包過來，并且由E—Link發(fā)送給串口，如果串口過來數(shù)據(jù)，則仍返回此IP和端口。
??? 如果下位機要作為主動方發(fā)送到一個目標IP，首先要發(fā)一個″SETSIP：″+IP地址(total llbytes)數(shù)據(jù)串。E—Link向網(wǎng)絡查詢此IP的物理地址．如果成功則返回數(shù)據(jù)串f＼′S\′，＼′E\′,\1′，＼′,S＼′,′B＼′,E＼′，＼′0＼′，＼′K＼′，0xod，0xOa}，當串口接收到該數(shù)據(jù)串時，就可以發(fā)送數(shù)據(jù)包，得到數(shù)據(jù)后，E—Link按照申請到的物理地址和目標IP發(fā)送此數(shù)據(jù)包，端口使用8000。
??? 給串口準備的數(shù)據(jù)空間是10 KB,不要一次發(fā)送超過10 KB的數(shù)據(jù)，否則會有I＼′O\′，\′V\′，\′E\′，\′R\′，\′L\′，\′O\′，\′W\′，0xod，0xoa，數(shù)據(jù)串返回，并拋棄此數(shù)據(jù)包。
5 結束語
??? E—link數(shù)據(jù)傳輸器可應用于工業(yè)自動化系統(tǒng)、電信通信系統(tǒng)、遠程分散式設備控制、智能自動報警及消防聯(lián)動系統(tǒng)和智能小區(qū)樓宇自動管理系統(tǒng)等。E—Link網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸器還可用于構建新一代的以太網(wǎng)測控系統(tǒng)．用以改造現(xiàn)有的由現(xiàn)場總線組成的分布式控制系統(tǒng)和開發(fā)生產網(wǎng)絡測控設備。它將推動家用電器智能化和網(wǎng)絡化。并使人們的生活方式發(fā)生深刻的變化。
工商網(wǎng)監(jiān)
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