基于嵌入式以太网的机车检修数据传输与处理系统的研究

摘要

作者从研二开始参加了《机务段机车检修试验数据采集处理系统》项目的研制,该项目已于2000年12月30日通过郑州铁路局鉴定.郑州机务段“机务段机车检修实时监测管理系统”项目就是在此基础上的进一步改进和扩充.针对项目中遇到的串行通讯与以太网互联的问题,论文提出了两种简化互联模型,并分别采用8位、16位单片机和DSP为核心驱动10M ISA总线网卡实现了两种模型,在实际应用中达到了预期效果.同时,作者还完成了系统中的耐压设备数据自动采集的硬件改造、数据采集程序设计和数据库的建立.该文基于这些事实,对“机务段机车检修实时监测管理系统”这一项目的体系架构和一些技术细节做了较深入的探讨.论文首先概述了分布式数据采集系统的发展情况,比较了三种不同的分布式系统的通讯方式,通过比较,指出采用嵌入式以太网的通讯方式具有高性能、高灵活性、全开放等特点.第二章介绍了项目的技术要求和概况,以及建立的两个互联模型.第三章介绍了数据采集的实现.第四章详细介绍了嵌入式以太网的实现及相关的技术细节.该文分别采用8031、80C196KC和TMS320C31分别实现了两种互联模型,其中用8031实现的模型一在项目中进行了实际应用,达到了项目要求.第五章介绍了数据库的建立.第六章给出了数据库的Web浏览的应用实例.最后是自己的一点感想和总结.

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1分布式数据采集系统

1.1.1基于现场总线的分布式数据采集系统

1.1.2基于混合网络的分布式数据采集系统

1.1.3基于以太网的数据采集系统

1.2嵌入式以太网的实现方式

1.3论文的目的和任务

第2章 系统总体设计

2.1系统设计要求

2.2系统硬件架构

2.2.1网络拓扑结构与数据交换技术

2.2.2数据采集与传输方案

2.2.3通用数据采集器与传输控制器

2.2.4服务器

2.3系统软件架构

2.3.1操作系统的选型

2.3.2软件开发工具的选型

2.3.3数据库的选型

2.3.4网络查询方式的选型

2.4串行通讯与以太网互连模型

2.4.1模型一

2.4.2模型二

第3章 现场数据采集装置设计

3.1设计要求

3.2系统结构

3.3耐压试验数据采集站的构成

3.3.1硬件改造

3.3.2软件编制

3.4数据人工输入系统

第4章 嵌入式以太网通讯设计

4.1串行通讯协议

4.1.1帧格式与字节格式

4.1.2协议的传输控制

4.2以太网接口芯片RTL8019AS简介

4.3以太网帧封装与传输

4.3.1网卡初始化过程

4.3.2发送控制过程

4.3.3接收控制过程

4.4简化TCP/IP协议栈

4.4.1 ARP报文

4.4.2 IP报文

4.4.3 PING报文

4.4.4 UDP报文

4.5在8位单片机上实现模型一

4.5.1硬件结构

4.5.2存储器结构

4.5.3串口接口

4.5.4与ISA总线接口

4.5.5软件设计

4.6在16位单片机上实现模型二

4.6.1硬件结构

4.6.2存储器结构

4.6.3串口接口

4.6.4与ISA总线接口

4.6.5程序设计

4.7在DSP上实现模型二

4.7.1 TMS320C31性能简介

4.7.2硬件结构

4.7.3存储器结构

4.7.4串口接口

4.7.5与ISA总线接口

4.7.6软件设计

4.8设计上的一些特点

第5章 数据库设计

5.1数据库的建立

5.1.1数据转存和导入

5.1.2开放性和扩展性

5.2数据库的优化

5.2.1采用存储过程

5.2.2建立索引字段

5.2.3索引维护

5.2.4触发器

5.2.5 SQL语句调整

第6章 远程查询设计

6.1 WEB开发方式

6.2数据安全

6.3查询网页简介

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

附录