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汽车传感器性能测试平台是汽车传感器生产企业必备的重要设备。随着网络技术的迅速发展,基于网络的远程监控已经成为这类测试平台的一个必然发展趋势。鉴于目前很多测试设备只提供串行通信接口的情况,本文研究了具有多个串口型测试设备的轮速传感器性能测试平台实现远程监控的方法,提出了一种利用嵌入式以太网接入服务器将串口型测试设备接入以太网的方法,研制出了一种适用于远程测控系统的嵌入式以太网接入服务器。
论文首先分析了轮速传感器性能测试平台的工作原理和特点,提出了一种成本低廉、结构简单的基于嵌入式以太网接入服务器的客户-服务器模式的网络化测试平台方案。
论文深入研究了该网络化测试平台的关键设备--嵌入式以太网接入服务器在国内外的发展状况和解决方案,设计了出一种面向测试系统的基于"8位微控制器+以太网控制器+精简TCP/IP协议栈"的低成本嵌入式以太网接入服务器,该服务器能对外提供一个10BaseT以太网接口和四个RS-232串行口。该服务器以ST公司微控制器uPSD3254以及Realtek公司RTL8019AS以太网控制器为核心器件,硬件结构简单,成本低廉。论文详尽描述了服务器各硬件电路模块的设计与实现。
实现嵌入式以太网接入服务器最大的技术难点是如何在处理能力较弱、存储器资源紧缺的微控制器平台上实现复杂的TCP/IP协议。为此,论文研究了标准TCP/IP协议栈的简化和裁剪问题,得到了一套仅包括ARP、IP、ICMP、TCP等基本协议的精简TCP/IP协议栈,并给出了协议栈在8位微控制器中的具体实现。
另外,作者对轮速传感器性能测试平台中各串口型测试设备通信方式进行了研究,提出了适用于该测试平台的应用层协议。通过合理定义应用层报文格式和应用层协议机制,使服务器能够在满足系统响应速度要求的前提下,减少对信道的访问次数,降低网络拥堵的概率。作者充分利用了uPSD3254微控制器的IAP在应用编程功能,通过自定义"在线组态"报文,实现了服务器RS-232串行口属性的在线组态,使用户能够在远程管控计算机上对服务器RS-232串行口的波特率、缓冲区大小等属性参数进行灵活方便的在线组态,以适应不同的串口型测试设备。论文对应用层协议的定义及实现进行了详细的阐述。论文还对软硬件调试过程中出现的问题进行了分析,提出了具体的解决方法。
论文最后对嵌入式以太网接入服务器的设计进行了总结,并指出了尚需完善之处。