一种基于ethernet接入模块的监控系统

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1、一种基于Ethernet接入模块的监控系统

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3、第1内容加载中...摘要：介绍了所开发的Ether接入模块，重点论述了基于Ether接入模块的机动车安全性能检测线监控系统各种功能的实现。引言以太网(Ether)因其技术成熟，通信速率高，硬件产品种类丰富、价格低廉，已在商用计算机的通讯领域和工业控制系统的信息管理领域得到了广泛的应用。但长期以来由于Ether采用的介质访问控制方式是冲突检测载波监听多点访问CSMA/CD,决定了Ether通信具有不确定性，成为其应用于工业自动化控制网络的主要障碍。随着以太网通讯速率成几何

4、级数的增长，百兆/千兆网技术的成熟、交换机技术和全双工通信方式的发展，以太网在低网络负荷时通信响应确定，并能可*传输工业现场数据，使以太网用于工业现场具备了现实可能性。与其它现场总线相比，采用以太网的工业控制网络具有结构简单、设备成本低、传输距离远等诸多显著的优点。以太网进入控制现场的关键是现场设备的嵌入式Inter技术，目前已开发出的产品主要是在现场设备的16位或32位高性能MCU上驻留TCP/IP协议栈，通过与设备上的AC地址的映射表，取消RARP，实现的ARP也仅响应网络ARP请求，发送ARP回答包。请求者广播出包含ARP请求的以太网帧(帧类型为0X0806)，目的以太网地址

5、为全１的广播地址，本模块收到后，发送一个包含自身MAC地址的ARP回答，以使以太网上PC主机建立和维护IP地址和MAC地址的映射表；在网络层，取消ICMP协议，在处理IP报头时，不考虑数据分片和优先权问题，在服务类型和标志偏移域全部填“0”，在“协议”域填“17”，程序仅对头核校和和上层是否是UDP协议进行判断；在传输层，选择基于无连接的UDP，而不用TCP。TCP虽然是基于连接的可*性传输协议，但开销大，对汽车安全性能检测线监控网络而言，通过采用超时重发、应用层端口判断、校验值检查等措施，可以有效解决UDP的无连接和不可*问题。“剪裁”后的TCP/IP协议栈程序只有8KB大小，既

6、适应了单片机的存储结构，也完全满足现场单片机通讯需求。模块工作流程模块上电、初始化后，单片机采用查询方式判断以太网控制芯片中是否收到数据包，若有就读入内存，拆包，若是ARP包，则进行ARP响应；若是UDP包，拆包，检查应用层端口、检验值，判断应用层数据是否为I/O操作命令，是则执行I/O操作命令，其中读I/O端口的数据要打包发往网络；若不是I/O操作命令，将应用层数据从TXD口送出。采用中断方式接收RXD口来的数据，打包送以太网。UDP数据包在网络中采用超时重发、出错重发机制，保证模块与控制节点间按流程进行通信。监控实现主控机等监控计算机与现场检测模块之间的节点通信、现场测控管理的

7、实现以及从远程监控计算机对现场节点的访问等全面监控方式的实现在设计了Ether接入模块后均可方便的直接触及现场模块，从现场实时采集数据、控制管理，真正做到点对点测控管理，简化监控管理的模型。节点通信实现主控机、监控管理机和UDP组件，是无连接的Socket机制。UDP数据报传送时，双方各先建立一个套接字，然后将各自的套接字和本地网络地址绑定在一起，调用sendto()函数发送数据，调用recvfrom()函数接收，UDP数据拆包后按定义的通信协议进行处理(包括安全验证、出错重发等)。现场测控管理实现用Delphi6.0结合SQLServer2000开发主控机程序和监控管理机程序。主

8、控机将检测项目分成若干工位，上线检测的汽车登录后在线上获取唯一ID标识，并利用多线程技术控制多辆汽车同时在线，按登录时确定的项目进行检测。主控制机工作时，禁止网络其它主机与现场检测设备进行通信。监控管理机一是在现场检测设备工作时，从数据库服务器实时地读取车辆的检测信息和设备状态信息，监控数据超差和状态异常等情况；二是在检测线空闲或出现故障时，可直接与现场设备分别进行通信，读取设备的自检信息和设备的状态信息，分析判断设备正常与否或故障原因。远程监控实现由于采用以太网技术给每个现场模块设定IP地址，使其在网络上具有了唯一性的节点，对其的访问也就变得比其他总线形式更加简单，主机只需要根据

9、Socket编写通用的访问网络节点的程序，Ether接入模块均可按照UDP协议进行识别和处理，使得程序结构简化。本系统远程监控基于B/S模式，采用ActiveX控件通过Socket的机制与网关接口服务程序相连，由服务程序读取数据库检测数据和信息，并送到客户端。当检测线需要远程维护或诊断时，服务程序与各检测设备的Ether接入模块通信，读出设备自检和光电管、继电器状态等信息，显示在远程客户端浏览器页面上。为使远程监控或诊断具有更强的现场感和实时性，可将监控管理机的程序功