远程监控系统设计报告.docx

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远程监控系统设计报告

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32KBflash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：

4,程序流程图

下面是主处理器程序模块：

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plugandplay;

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（192.168.1.20）,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，我们用八位单片机实现了基于internet的远程监测.而且比较稳定。

在下面几方面具有比较突出的优点：

所用的单片机是比较低端的，价格很便宜；除网络部分单片机外还扩展了两个单片机,可以通过简单的电路改变后，实现更多的控制。