远程监控系统设计报告.doc

基于internet的远程监控系统摘要：本监控系统以MCS-51单片机作为控制器，通过以太网控制器(RTL8019)进行通信,并将接收到的数据进行处理;对DA转换器,继电器进行远程控制.还实现了用网页形式直观地把温度、AD转换数字量等显示出来,同时加强了安全措施 关键词：远程监控 TCP/IP协议 单片机 因特网 网卡芯片 在因特网上，TCP/IP协议每时每刻保证了数据的准确传输。在数据采集领域，如何利用TCP/IP协议在网络中进行数据传输成为一个炙手可热的话题。随着IPV6的到来,IP地址将多达个,在地球表面任何一个角落都会有相当多的地址可用,网络化发展将势不可挡.1,方案的确定：本系统一共用到三个单片机,分别处理网络部分,测量部分,控制部分.各个部分通过IIC总线通信.网络部分: 因对数据包进行分析占用资源多,且TCP/IP协议栈程序占空间大,所以用内带32KB flash的单片机,外部扩充32KB的数据存储器存储网页.并选用24MHZ的晶体振荡器.测量部分: 采用内带AD转换和晶体的单片机.它负责把温度传感器DS18B20转换的数据和AD转换的数据读取进来.控制部分: 把网络部分传过来的控制命令通过DA转换器和继电器进行控制.2,功能指标:(1)实现了网络通信,能够把信息以网页方式送给浏览器并成功地处理浏览器提交的命令:控制DA的输出和继电器的开闭;(2)优化了程序,能防止因浏览器同时发起多条连接而致使单片机死机;(3)多重安全措施,如登陆检查,黑名单管理方式,记录页面请求和命令提交次数3, 总体硬件方框图： 单片机1MCS-51RAM6225632KIIC总线单片机2MCS-51DA转换设备1设备1设备1带AD转换单片机3MCS-51温度传感器网络控制器RTL80194, 程序流程图下面是主处理器程序模块：初始化单片机,网络检查TCP/IP数据包TCP数据ARP数据HTTP协议处理TCP协议处理ARP协议处理与其他单片机通信结束5, 实现原理:5.1网络部分rtl8019as有3种工作方式：第一种为跳线方式，网卡的i/o和中断由跳线决定;第二种为即插即用方式，由软件进行自动配置plug and play;第三种为免跳线方式，网卡的i/o和中断由外接的93c46里的内容决定。网卡使用哪种方式由rtl8019as的第65脚JP决定。第65脚jp是输入引脚，当65脚为低电平时，8019工作在第2种或第3种方式，具体由93c46里的内容决定。我们买到的 rtl8019as网卡一般第65脚为悬空的，rtl8019as悬空时，引脚的 输入状态为低电平（其他引脚也是这样，悬空的输入脚的电平为低电平，里面有一个100k的下拉电阻），网卡工作在第2，3种工作方式，需要使用93c46芯片。如果我们把65脚接高电平（vcc），那么网卡的i/o和中断就不是用93c46的内容决定，这时不需要使用93c46，可以不接93c46。那么这时候的i/o和中断irq需要用到64，65，78，79，80，81，82，84，85等引脚。64脚aui，该引脚决定使用aui还是bnc接口。我们用的网卡的接口一般是bnc的，很少用aui。bnc接口方式支持8线双绞或同轴电缆。高电平时使用aui接口，悬空为低电平，使用bnc接口。我们将该引脚悬空即可。65脚jp 为高电平时（接到vcc或通过一个10k的电阻上拉）使用跳线方式，这时芯片的i/o地址由以下几个引脚85，84，82，81（IOS3.IOS0)决定.SA0-SA14 是RTL8019AS的地址端口, SD0-SD7 是RTL8019AS的数据端口IORB/IOWB是RTL8019AS的读写信号.5.2 控制部分：采用DAC0832完成网页提交数字量到模拟量的转换,同时扩展三个继电器可对外部大功率电器进行控制.原理图如下:5.3 测量部分：DS18B20是常用的温度传感器,具有精度高达12位,且一线总线,节省了单片机I/O口. 采用28脚内带DA转换器的单片机,还有多个IO口可供扩展. 原理图如下:6、 测试方法、结果与讨论:用IE浏览器打开本系统的地址(0),查看登陆情况,页面显示情况和控制命令提交后被控制部分电路的动作.检查能否实现黑名单管理,记录页面请求和命令提交次数等安全功能.6.1 测试登陆页面如下:控制页面如下:退出页面如下:错误提示页面如下:当登陆错误次数到达3次进入黑名单时的页面如下:6.1.2 设计与测试使用的仪器: 计算机,路由器，单片机编程器，示波器，数字万用表.6.1.3 误差分析及措施: 由于单片机的处理速度比较慢,提交控制命令后大约有1秒钟的延迟;当浏览器提交命令的速度太快时会出现找不到服务器的情况.于是我们优化了程序设计且有了一定程度的改善,已能够处理正常情况下浏览器提交的请求.6.2 结果与讨论:经过反复实验，我们用八位