基于ARM7的以太网监控系统在水产养殖中的应用

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1、长江大学学报(自科版)理工卷2007年3月第4卷第1期JournalofYangtzeUniversity(NatSciEdit)Sci&EngVMar.20071Vol.4No.1•97•基于ARM7的以太网监控系统在水产养殖中的应用张宏，余新平(长江大学电子信息学院，湖北荆州434023)［播要］通过合理逸择实时據作糸铳和TCP/IP协议.将两者嵌入到基于ARM7TDMI«的S3C44B0X中.借助网卡芯片RTL8O19ASt成了嵌入式WEBSERVER的设计.通过以大网实现对养殖池塘溟度的监控.为基于以次网的

2、远程监控提供了一种解决方案.其中采用互斥信号URL加密算法.有效地改善了系统的实时性和安全性.［关II词］以太网：监控系统$uC/Q&U,TCP/IP协议栈丨WEBSERVER,URL加密算法［中图分类号］TP368.1;TP393［文献标识码］A［文章壊号］1673-1409(2007)01-N097-03随着网络技术的广泛应用，网络监控已经成为远程监控的一种有效途径，越来越多的嵌人式应用需要支持网络功能，以达到通过网络完成远程信息交互的目的。在水产养殖中，池塘的温度对水产品的生长有着重要的影响。通过以太网，使用

3、嵌人式WEBSERVER对池塘温度进行远程监控，可以及时地调节池塘温度，提高养殖效率和降低养殖风险。笔者采用基于ARM7TDMI核的S3C44B0X实现精简的TCP/IP协议栈，通过芯片内部的A/D模块不断地采集池塘温度，并及时上传到以太网上更新监控网页，授权用户通过1E浏览器可以随时对池塘进行远程监控，完成日常的管理工作。1系统硬件设计图1是系统的硬件结构框图。处理器选用三星公司的S3C44B0X,ROM采用SST39VF160(1MX16B),外部RAM采用HY57V641620(4BanksX1MX16B),

4、网络接口芯片选用Realtek公可的网络接口芯片RTL8019ASoS3C44B0XRTL80I9ASAIN7・()输入侧8路A/D转化器电机控制信号♦PE3电机控制信召會PE4电机控制信号PE5AI-A20D0-DI5nGCSOnOEnWEBAnSCSOnSRASnSCASDQMI-0EXINT3nGCS4□RESETSST39VFI60HY57V64I620A0-A4D0-DI5A5-A7A8-A9AI0-AI9IORBJOWEA0-AI2nWED0-DI5BAnCSnRASnCASLDQM/UDQMA0-AI

5、9D0-D15nCEnOEnEWINTOAENRSTDRVTPOUT+TX+TPOUT・—■rx-TP1N+RX+TPIN・RX-RJ45OSCOOSCI图1统硬件结构框图〔收稿日期］2006-11・25〔作者简介］张宏(1982■儿男.2004年大学申业.硕士生.现主要从事多媒体通信与信息处理方面的研究工作。・98・长江大学学报（自科版）理工卷2007年3月作为WEBSERVER的核心单元，S3C44B0X芯片具有丰富的片上资源⑴，这给外围电路的设计带来很多方便。需要指出，S3C44B0X中内含8个Bank（Ba

6、nkO〜Bank7），总共256MB,将外部资源各自RAM的基地址分别映射在各Bank中，S3C44BOX对外部资源的寻址是通过访问相应Bank来完成的。RTL8019AS是一种10MISA网卡芯片，NE2000兼容，接口简单。内部集成了片内RAM（16KB）,笔者采用8位接法和选择跳线配置模式。通过脉冲变压器PM34-1006（在网卡芯片的前端对网络信号进行脉冲波形变换）链接RJ45接口到网络端。因为采用nGCS4作为以太网卡的地址使能，网卡映射在Bank4,故设定其端口I/O基地址为0x08000000.2系统

7、软件设计在WEBSERVER的实现过程中，系统的软件设计分为下3个部分：嵌入式实时操作系统uC/OS-D的移植、精简TCP/IP协议栈的实现和应用层具体功能的完成.2.1僚入式实时操作系统uC/OS-II的移植笔者选用可剥夺内核的实时操作系统uC/OS-llV2.52,摆脱传统的前/后台执行模式，提高系统处理信息的实时性⑵。具体修改4个文件*OS-CFG.H、OS_CPU・H.OS-CPU_C・C和OS.CPU_A.ASM.任务的优先级反转是系统应用中影响WEBSERVER实时性的关键问题，对此笔者选用互斥信号量来

8、进行解决。首先将一个很高的优先级（该优先级高于所有任务的优先级）分配给共享资源，当某个任务占用共享资源时，提高该任务的优先级到先前分配给共享资源的优先级水平）当前任务运行完成后，将该任务的优先级恢复到原来的水平，释放共享资源供其他的任务使用。2.2精简TCP/IP协议族的实现在S3C44B0X上实现TCP/IP协议栈，因为WEBSERVER主要完成温度数据和