基于TCP／IP协议的嵌入式多串口网关的设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第29卷第l期计算机工程与设计2008年1月Vo1．29NO．1ComputerEngineeringandDesignJan．2008基于TCP／IP协议的嵌入式多串口网关的设计范炜，徐洪泽(北京交通大学电子信息工程学院，北京100044)摘要：以ARM9系列的AT91ARM9200微处理器和LXT971ALE网络接1：2芯片等构建嵌入式系统，移植Linux，并在RHLinux9．0为ARM处理器提供的交叉开发工具下，完成基于TCP~P协议的多串1：2网关的设计。该设备支持服务器和客户机模式，为传统串1：2设备通过标准TCP／IP协议接

2、入Intemet提供了一种低成本解决方案。关键词：嵌入式；多串1：2；以太网；网关；协议中图法分类号：TP393．04；TN915．05文献标识码：A文章编号：1000．7024(2008)01．0080．03DesignofembeddedserialportnetworkgatewaybasedonARMandTCP／IPprotocolFANWei，XUHong—ze(SchoolofElectronicsandInformationEngineering，BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044，China)Abstract：Embedde

3、dsystembasedonARM9MCUAT91ARM9200andnetworkinterfacechipLXT971ALEisdeveloped，whichLinuxoperationsystemisported．Serialport／EthemetdatatransferdevicethroughTCP~PprotocolisdevelopedunderRHLinux9．0andLinuxcrossdevelopmenttoolsforARM．Se~erandclientmodearesupported．Itprovidesalow—coastsolutionfortradit

4、ionalserial·interfacedequipmenttoconnectwiththeIntemet．Keywords：serialport；ethemet；AT91ARM9200；TCP／IP；protocol时解析RS232数据包，并作为TCP~P网络应用层的数据传输。0引言多串口网关由TCP~P协议转换模块和多串口收发控制模块组Intemet技术的广泛普及，全球各个领域的不同企业已经成，结构如图1所示。对“让设备联网”达成共识，而在工业控制和通信设备中，更多的却是符合RS232标准的串行口设备。如何将多个串行口的数据转发到网络上，实现设备的远程控制、数据的远程传输便成了一

5、个亟待解决的问题。同时，考虑到成本问题，以往设备要又不可能全部淘汰。因此，本文提出一种基于TCPdP的多串GM8142口转换网关，可从根本上解决这一难题。~多串口转换网关使得串口数据流到以太网数据流的传输图1系统结构成为可能。它能连接多个RS232串口设备，并将串口数据进行选择和处理，把RS232接口的数据流转化成以太网数据流，根据实现的功能，系统主要由以下两部分组成：这样就可以进行网络化的数据处理，实现串行数据的网络化。(1)TCP~P协议转换模块：它是一个微型的以太网接入模采用此种方案，无需淘汰原有串口设备，多台设备可同时入块，由微控制器(AT9lAItM9200)、网卡接口芯片网

6、，既可以提高设备利用率，又节约组网费用，还可在已有的(LXT971ALE)、网络隔离变压器(HR6O168O)、SDRAM网络基础上简化布线复杂度。采用串口扩展芯片GM8142可(HY57v56162OT)、NOR．FLAsH(AM29L、，32ODB)等组成。来自实现低成本、较高速度、控制简单的多串口方案。客户端的数据信息通过RJ45以太网接口，网路接口芯片传送给微控制器，微控制器通过内嵌的TCP~P协议栈，实现地址解l系统结构析协议(ARP)、Intemet控制报文协议(ICMP)、IP协议、用户数TCP~P协议由应用层、UDP层、IP层和数据链路层组成。据报协议(UDP)等协议的

7、解析和封包。为了实现透明传输，增加应用进程协议层——串口层。串口在正常运行时，TCP~P协议转换模块的任务主要是将以层由串口链路层和串口网络层构成。网关在串口层构建，同太网发送缓冲区的串口帧封装在UDP包中，并传给IP层；同收稿日期：2007·03—02E-mail：05120299@bjtu．edu．cn作者简介：范炜(1979一)，男，甘肃镇原人，硕士，研究方向为交通信息工程及控制：徐洪泽(1966一)，男，内蒙古满洲里人，博士，教授，硕士