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摘 要：在工业控制领域，单片机系统与互联网是相互分离的。要想接入互联网，必须对通信接口进行较大幅度的改造处理。随着信息技术的快速发展和物联网技术的发展，串口设备的联网化已成为必然趋势。在网络化的串口设备中增加一个嵌入式的网络化装置可以轻松实现串口设备的联网。本文就嵌入式技术在串口设备联网中的应用进行分析探讨。
关键词：串口设备；联网；嵌入式
随着互联网的快速发展，互联网已深入到各行各业、千家万户中了。互联网给人们的生产生活带来了极大的便利，互联网缩短了人们之间的距离，相隔很远的人可以利用互联网实现实时的面对面的交流。随着人类社会的进步，互联网与工业控制技术结合，实现工业控制系统的联网化是工业未来的必然发展趋势。
目前，在工业控制领域中，单片机系统主要是RS-232、RS-485和CAN总线协议通信，它们无法与互联网直接相连。由于这些系统普遍采用的是8位单片机，只有RS-232异步串行通信接口，要想实现与互联网的连接，那么就必须对通信接口进行物理改造、数据格式改造和通信协议的转化。而人们对串行通信接口的联网化要求越来越高，在这种需求形势下，Zworld公司推出了一种串口设备的联网服务器。它将嵌入式技术和互联网技术完美的运用到串口设备中，满足了串口设备联网化的需求。它能够有效实现对设备的远程控制和数据的远程传输，促进了工业控制技术的发展。
1 系统的设计思路
如图1所示为系统的组成结构图。我们可以看出，该系统由：上位机、嵌入式网络化装置和智能仪表所组成。而智能仪表就是串口设备，利用嵌入式网络化装置将以太网与串口设备完美连接起来，而上位机则利用网络对串口设备进行实时的监测。由于该系统中的网络是以太网，于是就可以直接与Internet互联，利用远程主机就可以对系统实现远程控制和远程访问。
2 系统的具体设计
我们可以将该系统的设计分成硬件设计和软件设计。
2.1 硬件设计
ARM处理器是ACORN计算机有限公司面向低预算市场设计出的第一款RISC微处理器。该处理器是32位设计，同时还配备了16位指令集，它体积小、功耗低、成本低、支持32位和16位的双指令集，同时还可以兼容2位和16位的器件。实践证明，ARM处理器是开发硬件的绝佳选择。
在本系统的硬件设计中，嵌入式网络化装置是核心，该装置采用32位的高速处理器S3C4510B，该处理器的芯片选择的是ARM7系列。在存储系统上，采用了一片HY20LV160，它构成了16位的Flash存储系统，容量为2MB，可以存放用户的应用程序、嵌入式操作系统和需要保存的数据等。另外，又选用了2片HY20LV160构成了一个32位的SDRAM存储系统，该系统的存储空间为16MB，它能存储嵌入式系统以及用户的一些数据资料等。
同时，增加了一个232-485的电平转换电路和TL16C554A芯片将S3C4510B芯片的串行通信接口扩充到了4个。
2.2 软件设计
软件设计是与硬件设计相配套的。软件设计既要完成串口设备与以太网的连接，也要完成数据包的处理、任务的调度、硬件的设备驱动等任务。随着嵌入式技术的发展，市场上的嵌入式系统越来越多，如：uC/OS、Linux、uCLinux等。uCLinux嵌入式系统是前几年出现的一种应用于微控制领域的嵌入式系统，在低端网络、工业控制、数据采集等领域都有广泛的应用。本文所采用的嵌入式系统就是uCLinux。通过软件设计，要能夠有效读取串口接收到的数据包，然后再根据读取的结果计算出设备的运行状态，并将设备与互联网连接起来，最后就是将网络数据发送到各个控制器的串口上。嵌入式网络装置的软件设计主要是由人机交互界面设计、数据处理设计、数据包转发设计和网络通信设计这几个部分组成。在网络通信程序的软件设计上，我们设计了一个串口中断程序。利用这个中断程序，将通过串口的电力仪表数据放置在一个串口缓冲区中，将PC机通过网络传递过来的数据资料传输给智能仪表。这个串口中断程序的注册为：request_irq（0，uartirq_handler，UART_INTER-RUPT，“uartirq”，NULL）。在这个网络通信程序中，不同的数据传输采用不同的通信协议，可靠性要求高的数据传输采用TCP/IP通信协议，而可靠性要求不高的数据传输采用UDP通信协议。整个通信程序的数据流如图2所示：
在这个网络通信数据流中可以看出，TCP/IP应用程序处于整个程序的最高层，它调用Socker API的接口函数，进行网络的操作。紧接着的UDP、TCP处理模块就是所谓的通信协议模块，不同的数据通过不同的通信协议进行传输。
[参考文献]
[1]邓钦文.基于ARM和Linux的嵌入式Web服务器研究与实现[D].湖南大学：2010年.
[2]张双清.嵌入式系统网络化控制平台研究[D].湖北工业大学：2010年.
[3]习博，方彦军.嵌入式技术在电力串口设备网络化中的应用[J].电力自动化设备，2007（8）.
关键词：串口设备；联网；嵌入式
随着互联网的快速发展，互联网已深入到各行各业、千家万户中了。互联网给人们的生产生活带来了极大的便利，互联网缩短了人们之间的距离，相隔很远的人可以利用互联网实现实时的面对面的交流。随着人类社会的进步，互联网与工业控制技术结合，实现工业控制系统的联网化是工业未来的必然发展趋势。
目前，在工业控制领域中，单片机系统主要是RS-232、RS-485和CAN总线协议通信，它们无法与互联网直接相连。由于这些系统普遍采用的是8位单片机，只有RS-232异步串行通信接口，要想实现与互联网的连接，那么就必须对通信接口进行物理改造、数据格式改造和通信协议的转化。而人们对串行通信接口的联网化要求越来越高，在这种需求形势下，Zworld公司推出了一种串口设备的联网服务器。它将嵌入式技术和互联网技术完美的运用到串口设备中，满足了串口设备联网化的需求。它能够有效实现对设备的远程控制和数据的远程传输，促进了工业控制技术的发展。
1 系统的设计思路
如图1所示为系统的组成结构图。我们可以看出，该系统由：上位机、嵌入式网络化装置和智能仪表所组成。而智能仪表就是串口设备，利用嵌入式网络化装置将以太网与串口设备完美连接起来，而上位机则利用网络对串口设备进行实时的监测。由于该系统中的网络是以太网，于是就可以直接与Internet互联，利用远程主机就可以对系统实现远程控制和远程访问。
2 系统的具体设计
我们可以将该系统的设计分成硬件设计和软件设计。
2.1 硬件设计
ARM处理器是ACORN计算机有限公司面向低预算市场设计出的第一款RISC微处理器。该处理器是32位设计，同时还配备了16位指令集，它体积小、功耗低、成本低、支持32位和16位的双指令集，同时还可以兼容2位和16位的器件。实践证明，ARM处理器是开发硬件的绝佳选择。
在本系统的硬件设计中，嵌入式网络化装置是核心，该装置采用32位的高速处理器S3C4510B，该处理器的芯片选择的是ARM7系列。在存储系统上，采用了一片HY20LV160，它构成了16位的Flash存储系统，容量为2MB，可以存放用户的应用程序、嵌入式操作系统和需要保存的数据等。另外，又选用了2片HY20LV160构成了一个32位的SDRAM存储系统，该系统的存储空间为16MB，它能存储嵌入式系统以及用户的一些数据资料等。
同时，增加了一个232-485的电平转换电路和TL16C554A芯片将S3C4510B芯片的串行通信接口扩充到了4个。
2.2 软件设计
软件设计是与硬件设计相配套的。软件设计既要完成串口设备与以太网的连接，也要完成数据包的处理、任务的调度、硬件的设备驱动等任务。随着嵌入式技术的发展，市场上的嵌入式系统越来越多，如：uC/OS、Linux、uCLinux等。uCLinux嵌入式系统是前几年出现的一种应用于微控制领域的嵌入式系统，在低端网络、工业控制、数据采集等领域都有广泛的应用。本文所采用的嵌入式系统就是uCLinux。通过软件设计，要能夠有效读取串口接收到的数据包，然后再根据读取的结果计算出设备的运行状态，并将设备与互联网连接起来，最后就是将网络数据发送到各个控制器的串口上。嵌入式网络装置的软件设计主要是由人机交互界面设计、数据处理设计、数据包转发设计和网络通信设计这几个部分组成。在网络通信程序的软件设计上，我们设计了一个串口中断程序。利用这个中断程序，将通过串口的电力仪表数据放置在一个串口缓冲区中，将PC机通过网络传递过来的数据资料传输给智能仪表。这个串口中断程序的注册为：request_irq（0，uartirq_handler，UART_INTER-RUPT，“uartirq”，NULL）。在这个网络通信程序中，不同的数据传输采用不同的通信协议，可靠性要求高的数据传输采用TCP/IP通信协议，而可靠性要求不高的数据传输采用UDP通信协议。整个通信程序的数据流如图2所示：
在这个网络通信数据流中可以看出，TCP/IP应用程序处于整个程序的最高层，它调用Socker API的接口函数，进行网络的操作。紧接着的UDP、TCP处理模块就是所谓的通信协议模块，不同的数据通过不同的通信协议进行传输。
[参考文献]
[1]邓钦文.基于ARM和Linux的嵌入式Web服务器研究与实现[D].湖南大学：2010年.
[2]张双清.嵌入式系统网络化控制平台研究[D].湖北工业大学：2010年.
[3]习博，方彦军.嵌入式技术在电力串口设备网络化中的应用[J].电力自动化设备，2007（8）.