嵌入式WEB SERVER及SNMP在工控领域的应用研究与设计

摘要

随着计算机技术和网络技术的不断发展,嵌入式系统在自动化领域和工业控制领域得到了广泛的应用,要实现传统设备的集中监控和远端控制,最彻底的办法是对系统的微处理器控制部分作重新设计,采用带以太网联网功能的嵌入式芯片,加入网络各层协议和应用软件。但是对于老设备,兼于时间、技术、成本等条件的限制,这几乎是不可能的。那么要想实现老设备的集中监控和远端控制,最好的办法,就是外挂嵌入式WEBSERVER,将设备的串口和各模拟量、开关量接入WEBSERVER。由WEBSERVER完成系统的集中监控和远端控制。
　　 目前嵌入式芯片的发展技术迅猛,网络功能完善,在通信、网络领域得到广泛的应用。WEBSERVER技术也相对成熟,但在自动化领域、工控领域的应用相对薄弱。嵌入式WEBSERVER技术、SNMP协议对于设备的集中维护和管理、故障告警、性能统计带来标准化的、高规格的改进。便于企业的全面信息化、提高效率,创造价值。
　　 论文研究设计的嵌入式WEBSERVER实现HTTP功能,用户可在办公室、家庭、外地旅途中,只要有INTERNET网络的地方,通过通用的浏览器对设备或系统进行浏览及控制。除用HTTP实现远程管理外,还可以利用SNMP协议,实现设备的网元管理。完成故障告警和系统维护、性能统计等功能。
　　 论文的主要工作:
　　 1、简述嵌入式WEBSERVER、控制网络的协议分层及实现方法。
　　 2、阐述了系统的总体设计方案。
　　 3、详细阐述了系统的硬件和软件设计过程,完成了电路原理图的绘制,对各主要部件的特点,功能和原理进行了描述。
　　 4、提出了在嵌入式系统中运用以太网控制器ENC28J60的硬件及软件的设计思路。根据方案设计的各功能模块编写各部分的程序,进行模块调试,完成了系统调试,对其中协议栈的实现和以太网控制器驱动程序的实现进行重点剖析。
　　 5、论文最后对该系统进行了测试,结果表明系统能够满足用户的要求,实现了预期的目标。
　　 6、对本课题的工作做了总结,展望了后续工作的发展方向。
　　 论文的创新之处在于采用最新的、低价位的、高性能的32位嵌入式微处理器。大量代码完善系统功能,优化处理器资源,建立快速高效的通信协议。充分考虑系统的结构化、模块化和可维护性。该平台便于扩展,可轻松的应用于其它设备的开发中。

目录

文摘

英文文摘

CONTENTS

第1章 绪论

1.1 课题的意义和任务

1.2 嵌入式WEB SERVER概述

1.2.1 HTTP协议简介

1.2.2 HTML语言简介

1.2.3 TCP/IP协议简介

1.2.4 TCP/IP协议的实现

1.3 SNMP协议简介

1.3.1 SNMP协议的发展

1.3.2 SNMP参考模型

1.3.3 SNMP协议

1.3.4 SNMP体系结构

1.3.5 SNMP协议工作过程

1.4 论文的内容

第2章 系统方案设计

2.1 系统需求分析

2.2 系统总体方案

2.3 本章小结

第3章 系统硬件设计

3.1 系统硬件电路框图

3.2 微处理器

3.3 以太网接口

3.3.1 概述

3.3.2 典型电路

3.3.3 外部连接

3.3.4 I/O电平

3.3.5 LED配置

3.4 电路原理图

3.5 串行接口

3.6 电路板

3.7 本章小结

第4章 系统软件实现

4.1 TCP/IP协议栈实现

4.1.1 MICROCHIP公司的TCP/IP协议

4.1.2 协议的实现

4.1.3 IP协议函数

4.2 ENC28J60的驱动程序的实现

4.2.1 数据包格式

4.2.2 初始化

4.2.3 以太网驱动程序函数

4.3 SNMP协议实现

4.4 模拟量输入输出与数字量处理任务

4.5 HTTP函数

4.6 系统主函数

4.7 本章小结

第5章 系统测试

5.1 系统连接测试

5.2 系统测试结果

5.3 具体测试应用

5.4 本章小结

第6章 总结和展望

附录

参考文献

致谢

学位论文评阅及答辩情况表