基于A(yíng)Tmega64的遠程控制系統的研究

3 服務(wù)器端工作過(guò)程

圖4 所示為本系統 TCP/IP 各層協(xié)議，鏈路層協(xié)議由單片機控制RTL8019AS 實(shí)現，而其他協(xié)議由單片機內部程序實(shí)現。

服務(wù)器接收數據時(shí)，以太網(wǎng)驅動(dòng)程序負責接收數據，由以太網(wǎng)控制器中斷處理程序喚醒數據接收任務(wù)，由數據接收任務(wù)將接收到的數據幀交給網(wǎng)絡(luò )接口 層，網(wǎng)絡(luò )接口層取出幀頭，判斷接收數據的類(lèi)型，如果是ARP 報文，則將ARP 報文交給ARP 協(xié)議模塊處理;如果是IP 數據包，則將IP數據包交給IP 協(xié)議模塊處理，IP協(xié)議模塊取出IP 首部信息，然后根據數據包的類(lèi)型，將報文交給相應的協(xié)議模塊(UDP 模塊、TCP 模塊或ICMP 模塊)處理，UDP 模塊或TCP 模塊收到報文后，取出首部進(jìn)行處理，并將用戶(hù)數據交給應用程序。

服務(wù)器發(fā)送數據時(shí)，將用戶(hù)數據交給UDP協(xié)議模塊或TCP 協(xié)議模塊處理，UDP協(xié)議模塊或TCP協(xié)議模塊將其首部和數據封裝成UDP數據包或TCP數據包，然后將封裝好的數據包交給IP協(xié)議模塊，IP模塊在上層 交給的數據包上添加IP首部，并封裝成IP數據包，然后為 IP 數據包尋找路由，如果找不到相應路由，則向ICMP 協(xié)議發(fā)送出錯報文，由ICMP 協(xié)議模塊進(jìn)行處理，在找到了合適的路由后，如果是以太網(wǎng)方式，則將數據包發(fā)送到網(wǎng)絡(luò )接口層，利用ARP協(xié)議找到目的IP對應的物理地址，然后封裝成以太網(wǎng) 幀，由網(wǎng)卡驅動(dòng)程序將以太網(wǎng)幀發(fā)送出去。

4 利用HTTP協(xié)議實(shí)現Web接收與發(fā)送控制數據

在單片機系統中實(shí)現HTTP 協(xié)議服務(wù)端的功能，就可以為其他的客戶(hù)機提供超文本信息，客戶(hù)端只需要使用統一的瀏覽器就可以與服務(wù)器進(jìn)行信息交換。

超文本傳輸協(xié)議(HTTP)是目前通過(guò)Internet進(jìn)行信息交換最主要的方式。在Internet上HTTP 通訊經(jīng)常發(fā)生在 TCP/IP 連接之上。其缺省端口是TCP 協(xié)議的80 端口，當然，其他的端口也是可以使用的。HTTP 協(xié)議是建立在請求/響應(request/response) 模型上的。首先由客戶(hù)建立一條與服務(wù)器的TCP鏈接，并發(fā)送一個(gè)請求到服務(wù)器，請求中包含請求方法、URI、協(xié)議版本以及相關(guān)的 MIME(Multipurpose Internet Mail Extensions) 樣式的消息。服務(wù)器響應一個(gè)狀態(tài)行，包含消息的協(xié)議版本、一個(gè)成功或失敗碼以及相關(guān)的MIME 式樣的消息(包含服務(wù)器的信息、資源實(shí)體的信息和可能的資源內容)。

單片機服務(wù)器除了包括HTML 文件以外，還有一個(gè)HTTP 駐留程序，用于響應計算機端的控制請求。用HTML 文件編寫(xiě)的網(wǎng)絡(luò )界面，可以通過(guò)瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)并利用相應的按扭向服務(wù)器發(fā)送HTTP 請求，此請求被送往由IP地址指定的URL。駐留程序接收到請求，在進(jìn)行必要的操作后回送所要求的文件。在這一過(guò)程中，在網(wǎng)絡(luò )上發(fā)送和接收的數據已經(jīng)被分 成一個(gè)或多個(gè)數據包(packet)，每個(gè)數據包包括：要傳送的數據;控制信息，即告訴網(wǎng)絡(luò )怎樣處理數據包。TCP/IP決定了每個(gè)數據包的格式。

圖5 是通過(guò)Web 瀏覽器看到的網(wǎng)絡(luò )控制界面，必需將客戶(hù)計算機與服務(wù)器系統的IP地址設置在一個(gè)段內。如本系統服務(wù)器IP地址設為192.168.0.10，客戶(hù)機IP地址設為192.168.0.11，默認網(wǎng)關(guān)均為255.255.255.0。

(1) 發(fā)送控制數據過(guò)程:①通過(guò)瀏覽器向服務(wù)器系統(單片機)發(fā)送HTTP 請求;②服務(wù)器系統通過(guò)HTTP服務(wù)程序查看網(wǎng)頁(yè)程序中表單內輸入變量的變化;③取出變量值,調用串口程序將數據發(fā)出。

(2)接收采集數據過(guò)程：①系統HTTP 協(xié)議程序的http_serve 中調用串口程序接收串口數據,并用此數據取代其內部網(wǎng)頁(yè)中的表格內“NO DATA”標記;②服務(wù)器系統把Web頁(yè)面傳送給用戶(hù)界面的瀏覽器。

用低成本的AVR單片機和以太網(wǎng)控制器，配合適當的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，實(shí)現了通過(guò)網(wǎng)絡(luò )對RS232接口設備的數據采集及系統控制。如對其進(jìn)行適當的改變與擴展，便可以用于其他接口的儀器儀表，并應用于更廣泛的領(lǐng)域。由于系統的控制器使用的是單片機，限于其內部資源，所以網(wǎng)頁(yè)文件不能過(guò)大。

參考文獻

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