基于PIC的嵌入式远程监控系统的设计与实现
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摘要
在现代信息科技和社会信息化日益发展的今天,基于Internet的嵌入式远程监控技术的应用越来越广泛。Internet能实现信息资源的极大共享,从而使人们有能力解决以前在极有限的资源下很难解决的问题,为嵌入式远程监控系统的发展提供了有利的条件。嵌入式Internet技术成为当今嵌入式系统发展的热点之一,嵌入式Internet技术把TCP/IP协议应用到嵌入式设备中,从而使嵌入式设备通过Internet完成对远端的监视和控制,实现对分散设备的状态监控及设备的诊断维护等功能。
     本文详细论述了基于PIC的嵌入式远程监控系统的实现方案,并进行了软、硬件设计。系统选用Microchip公司生产的PIC处理器PIC18F97J60作为主控制器,利用PIC18F97J60内部集成的网络控制器,并辅以以太网接口芯片HR911105A组成以太网电路,加上其他满足性能要求的I/O、传感器、继电器等,组成远程监控系统的硬件平台。硬件结构除必需的传感器、路由器、PC机、通信电缆等硬件设施外,设计相应的监控模块,以实现对数据的采集和处理;硬件设计采用主从模块方式,主要包括一个主模块和告警数据采集模块、设备控制模块两个从模块。软件平台主要以精简TCP/IP协议栈为核心,在通用TCP/IP协议栈的基础上,对其进行了精简重设计,制定出一套适用于嵌入式系统的精简TCP/IP协议栈。硬件平台与软件平台共同组建成嵌入式远程监控系统。并在实现HTTP协议的基础上,通过公共网关接口CGI实现浏览器与嵌入式Web Server的动态交互,用户可以使用任意的浏览器对远程设备和环境进行监测和控制。在现场设备分布广泛或数据不易采集的场合,能够及时地监视设备的运行状态并进行远程有效控制,使产品具有良好的可扩展性和广泛的应用范围。
In the era of contempoary information technology and in the information-based society, the technology of the Internet-based Embedded Remote Monitoring System has been more and more widely applied. Due to Internet’s information resources sharing, people can solve problems which are difficult to deal with before, which favors the development of embedded remote monitoring system. Embedded Internet technology becomes one of the most popular areas in embedded system. It applies TCP/IP protocol to embedded system to make embedded devices complete remote monitoring and control through Internet, to monitor the condition of separate devices and to diagnose and maintain devices.
     This thesis first elaborates on the plan of the realization of embedded PIC-based remote monitoring systems, and then the design of the corresponding software and hardware. The system uses Microchip’s PIC18F97J60 PIC processor as the master controller. Its hardware platform consists of PIC18F97J60 integrated network controller, Ethernet circuits composed by Ethernet interface chip HR911105A together with I/O, sensors, relays which can meet performance requirements. About the hardware structure, besides necessary hardware facilities such as sensor, router, PCs, communication cable, in order to make the data acquisition and processing, the corresponding monitoring modules are design. The hardware design uses master-slave module way, and basically includes a main module and two slave modules that alarming data acquisition module, the equipment control module. Setting TCP/IP protocol stack simplification as a core, the software platform redesign it on the basis of common TCP/IP protocol stack and finally makes a optimized one suitable to embedded system. Embedded remote monitoring system is composed of both software platform and hardware platform which, with the realization of the HTTP protocol and through the Common Gateway Interface (CGI), achieves dynamic interaction between the browser and the embedded web server. Users can use any browser to monitor and control remote devices and its environment. In fields where devices are widely distributed or data collection is not easily acquired, embedded devices can timely monitor and effectively control the operational status of devices and make them more expandable and applicable.
引文
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