CN101312412A - 一种基于嵌入式的以太网传输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在嵌入式环境下的以太网传输系统，属于通讯技术领域。其技术核心是通过ARP处理实现灵活的网络连接，使用协议栈实现数据的封装和解析，在嵌入式系统中实现以太网传输过程中的客户端和服务器进程，系统根据发送数据的需要自动切换运行状态。本发明可以应用在网络传输方面，特别适合需要数据实时传输的监控系统。
Description
技术领域：
本发明为一种基于嵌入式的以太网传输系统，属于通讯技术领域。
背景技术：
目前，基于局域以太网的数据传输已经广泛应用，但这些应用大多依靠计算机与网卡的组合来实现，对于一些控制现场或者需要嵌入到系统中的传输需求来说，这样的实现方法不适合。
发明内容：
本发明涉及一种基于嵌入式的以太网传输系统，用于解决实时数据传输系统中设备笨重，连接不灵活的问题，系统主要由硬件部分和软件部分组成。
硬件部分包括：32位微处理器、以太网控制器、同步动态RAM(SDRAM)、FLASH存储器，以太网接口RJ45。
软件部分包括：监控程序，ARP处理，协议栈。监控程序包含客户端进程模块和服务器进程模块。ARP处理实现系统与PC机等其他使用以太网的设备进行灵活的网络连接；协议栈实现数据的封装和解析。
ARP处理的实现过程为：客户端以广播的形式发送ARP请求到通讯信道上，IP地址符合的服务器接收到该请求后会发送一个含有服务器MAC地址的ARP应答给客户端。客户端获得服务器MAC地址后建立起传输信道连接。
在嵌入式系统上实现的协议栈能够实现数据封装和数据解析功能，其实现过程为：客户端将待发送的数据送入协议栈，在协议栈里数据进行分层封装。TFTP层对数据添加TFTP报头生成TFTP数据报，UDP层对TFTP数据报添加UDP报头生成UDP数据报，IP层对UDP数据报添加IP报头生成IP数据报，在链路层将IP数据报进行以太网封装，生成符合以太网帧格式的数据帧，该数据帧通过以太网发送出去。服务器接收数据的过程与发送过程相反。将收发数据缓冲区中接收到的数据送入协议栈，按照与数据封装相反的过程依次去掉各层的数据报头，最后得到发送过来的数据。
本发明提供的嵌入式以太网传输系统，能够在较少硬件的支持下实现以太网传输功能，并且本发明提供的软件设计能够实现灵活的网络连接和稳定可靠的数据传输。
附图说明：
附图1为本发明的系统硬件结构图
附图2为本发明提供的以太网传输的程序流程图
附图3为本发明的系统应用
具体实施方式：
下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明，但该实施例不应该理解为对本发明的限制。
如附图1所示，本发明的硬件部分包括：32位微处理器、以太网控制器、同步动态RAM(SDRAM)、FLASH存储器，以太网接口RJ45。32位微处理器可采用韩国三星公司的ARM芯片S3C2410AL，以太网控制器可采用CIRRUS LOGIC公司的以太网控制器芯片CS8900A。RJ45接口用于硬件系统同局域以太网的连接，SDRAM用于程序的运行和数据存储，FLASH用于嵌入式系统代码的存储。
本发明的软件部分包括：监控程序，客户端进程，服务器进程以及驱动程序。程序的设计流程如附图2所示，系统在处理数据的过程中程序流程如下：
1.程序开始，执行驱动程序完成对系统的初始化。
2.监控程序判断是否有数据需要发送，如果有数据等待发送则进入客户端进程；否则判断是否有请求，无请求进入等待状态，有请求则进入服务器进程。
3.客户端与服务器通过ARP处理程序进行ARP请求和应答。客户端获得服务器MAC地址后建立起传输信道连接。
4.客户端将待发送的数据送入协议栈，在协议栈里数据进行分层封装。TFTP层对数据添加TFTP报头生成TFTP数据报，UDP层对TFTP数据报添加UDP报头生成UDP数据报，IP层对UDP数据报添加IP报头生成IP数据报，在链路层将IP数据报进行以太网封装，生成符合以太网帧格式的数据帧。
5.以太网帧被送入收发数据缓冲区等待发送。
6.服务器接收数据的过程与发送过程相反。将收发数据缓冲区中接收到的数据送入协议栈，由下向上依次去掉各层的数据报头，最后得到发送过来的数据。
本发明的一种具体实施方式如附图3所示。具备本发明所述特征的嵌入式以太网传输系统1由于采用了通用的以太网协议，可以同计算机或具有相同结构的以太网传输系统2，以太网传输系统3进行基于以太网的数据传输。在数据发送过程中，以太网传输系统1执行客户端进程，在数据接收过程中，以太网传输系统1执行服务器进程。在实现点到点的数据传输时，该系统的响应速度极快。
本发明使用嵌入式开发方案具有源代码小，执行效率高的优点，并且构成嵌入式系统的硬件简单，系统尺寸小。上电后不需任何外部操作就能实现正常的数据收发。此发明尤其适合以太网通路实现点到点的数据接收和发送功能。可以应用于监测系统，用于采集数据的上传或接收控制指令。
Claims (7)
1.一种基于嵌入式的以太网传输系统，其特征是硬件部分包括：32位微处理器、以太网控制器、同步动态RAM(SDRAM)、FLASH存储器，以太网接口RJ45。
2.按照权利要求1中所述的基于嵌入式的以太网传输系统，其特征是软件部分特点包括监控程序，ARP处理，协议栈。
3.根据权利要求2所述的监控程序其特征是包括客户端进程和服务器进程。
4.根据权利要求3所述的客户端进程和服务器进程其特征是通过调用ARP处理实现网络连接。
5.根据权利要求3所述的客户端进程和服务器进程其特征是可以独立调用协议栈实现数据处理。
6.根据权利2所述的ARP处理其特征是ARP处理的实现过程为：客户端以广播的形式发送ARP请求到通讯信道上，IP地址符合的服务器接收到该请求后会发送一个含有服务器MAC地址的ARP应答给客户端，客户端获得服务器MAC地址后建立起传输信道连接。
7.根据权利2所述的协议栈其特征是协议栈的数据处理过程为：客户端将待发送的数据送入协议栈，在协议栈里数据进行分层封装；TFTP层对数据添加TFTP报头生成TFTP数据报，UDP层对TFTP数据报添加UDP报头生成UDP数据报，IP层对UDP数据报添加IP报头生成IP数据报，在链路层将IP数据报进行以太网封装，生成符合以太网帧格式的数据帧，该数据帧通过以太网发送出去；服务器接收数据的过程与发送过程相反，将收发数据缓冲区中接收到的数据送入协议栈，按照与数据封装相反的过程依次去掉各层的数据报头，最后得到发送过来的数据。
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| CN 200710099616 CN101312412B (zh) | 2007-05-25 | 2007-05-25 | 一种基于嵌入式的以太网传输系统 |
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| CN101312412B CN101312412B (zh) | 2013-07-24 |
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