基于A(yíng)RM和DS18B20設計網(wǎng)絡(luò )化的智能溫度傳感器

　　3．2．2 Web服務(wù)器的建立

　　要在微處理器中建立Web服務(wù)器，主要需要實(shí)現TCP／IP協(xié)議棧的移植。設計中主要采用ZLG／IP軟件包，它是廣州周立功單片機發(fā)展有限公司開(kāi)發(fā)的面向嵌入式系統開(kāi)發(fā)的TCP／IP協(xié)議棧，是ZLG系列中間件的重要成員之一。ZLG／IP提供實(shí)現Internet網(wǎng)絡(luò )上IP接點(diǎn)的功能，是一種高性能的嵌入式TCP／IP協(xié)議棧軟件。它使用μC／OS—II實(shí)時(shí)操作系統的信號機制來(lái)實(shí)現一個(gè)多任務(wù)并行、可重入的協(xié)議棧，完全使用ANSI C編寫(xiě)，可以像μC／OS—II那樣支持多種CPU。ZLG／IP還具有層次清晰、易于升級和修改等特點(diǎn)。該ZLG／IP軟件包具體可見(jiàn)參考文獻。

　　ZLG／IP采用模塊化層次結構設計，其結構如圖5所示。

　　圖5中，TCP／IP應用程序是用戶(hù)自己編寫(xiě)的μC／OS—II任務(wù)，是ZLG／IP的使用者，位于整個(gè)程序的最高層。TCP／IP應用程序調用ZLG／IP提供的Socket API接口函數對網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行相應的操作。Socket API接口位于TCP／IP協(xié)議與應用程序之間，是用戶(hù)操作協(xié)議棧程序的工具，在應用程序中通過(guò)調用Socket API接口函數來(lái)對協(xié)議棧軟件進(jìn)行操作。TCP、UDP處理模塊是協(xié)議棧程序中處理傳輸層協(xié)議的模塊，負責對傳輸層的數據進(jìn)行封裝和解拆，保存傳輸層連接狀態(tài)。點(diǎn)劃線(xiàn)內部就是接收處理，包括IP報、ARP報、ICMP報的處理，及以太網(wǎng)層的數據接收驅動(dòng)。接收驅動(dòng)模塊在接收到數據后先進(jìn)行分類(lèi)，若是IP報就由IP處理模塊處理，若是ARP報就進(jìn)行ARP協(xié)議處理。ARP請求報調用以太網(wǎng)發(fā)送模塊發(fā)送ARP應答報。IP處理模塊把數據分類(lèi)，TCP或UDP報則轉由上層的傳輸層模塊處理，而ICMP協(xié)議處理模塊負責對IC—MP協(xié)議進(jìn)行處理。IP發(fā)送模塊負責封裝IP報，并把封裝好的IP報傳送到下層發(fā)送模塊。IP發(fā)送模塊有4個(gè)上層模塊調用：分別是Socket API接口、UDP處理、TCP處理和ICMP處理。它們把相應的參數傳送給IP發(fā)送模塊，由IP發(fā)送模塊來(lái)封裝。Ethernet發(fā)送驅動(dòng)模塊是屬于以太網(wǎng)層的處理模塊，負責封裝以太網(wǎng)報和數據的發(fā)送，調用它的模塊有ARP處理模塊和IP發(fā)送模塊。

　　由于使用的是B／S結構，則編程是采用的是TCP通信的Socket API。編寫(xiě)TCP通信的任務(wù)時(shí)分為服務(wù)器方式和客戶(hù)機方式兩種。服務(wù)器方式是需要監聽(tīng)連接，只有在與客戶(hù)機建立連接后才能進(jìn)行數據處理?？蛻?hù)機方式是主動(dòng)連接服務(wù)器，也是在連接成功后才能進(jìn)行數據處理。圖6是TCP通信時(shí)服務(wù)器端和客戶(hù)機端通信的函數應用圖。

　　在編程時(shí)溫度傳感器有其唯一的一個(gè)IP地址，即192．168．O．174。子網(wǎng)掩碼是255．255．255．0，網(wǎng)關(guān)地址與IP地址相同。Web服務(wù)器建立在微處理器中，個(gè)人PC機為客戶(hù)端，當個(gè)人需要查詢(xún)溫度傳感器的值時(shí)，通過(guò)HTTP協(xié)議在瀏覽器中輸入該傳感器的IP地址(即ht—tp：／／192．168．O．174)，便可進(jìn)入該系統的網(wǎng)頁(yè)溫度瀏覽界面。

　　Web服務(wù)器任務(wù)程序代碼如下：

　　結 語(yǔ)

　　本系統已經(jīng)過(guò)測試運行良好，能方便地通過(guò)瀏覽器實(shí)時(shí)查詢(xún)溫度傳感器所采集的溫度值。網(wǎng)絡(luò )化智能傳感器是如今傳感器技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新的方向，本系統采用嵌入式技術(shù)實(shí)現了一個(gè)基本的基于網(wǎng)絡(luò )的智能化傳感器，其中設計的重點(diǎn)主要是對TCP／IP通信協(xié)議的實(shí)現，即將TCP／IP協(xié)議棧移植到系統中，然后調用相關(guān)的API函數實(shí)現網(wǎng)絡(luò )通信。而Web功能的實(shí)現主要采用了B／S模式，通過(guò)上層的HTTP協(xié)議實(shí)現了瀏覽器與嵌入式網(wǎng)絡(luò )傳感器的交互。實(shí)現傳感器的網(wǎng)絡(luò )化控制可以很好地應用在對家電設備的控制或工業(yè)現場(chǎng)的控制中，具有良好的應用前景。