小議家校通網(wǎng)絡(luò)控制器通信科技

1、小議家校通網(wǎng)絡(luò)控制器通信科技 1網(wǎng)絡(luò)通信介紹 隨著TCP/IP等網(wǎng)絡(luò)通信的出現(xiàn)，將串口通信與網(wǎng)絡(luò)通信相結(jié)合的趨勢(shì)越來(lái)越明顯，這是保護(hù)使用者既往投資和整體利益的一種有效辦法。本文所討論的通信技術(shù)就是將串口與網(wǎng)絡(luò)通信相結(jié)合并在實(shí)際應(yīng)用中取得良好效果的一種通信解決方案。 “家校通”是利用現(xiàn)代信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)家庭與學(xué)校實(shí)時(shí)溝通的教育網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),其組成部分為：家?；ヂ?lián)卡、讀卡器、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)控制器、短信發(fā)射接收機(jī)。網(wǎng)絡(luò)控制器的主要功能是通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)從讀卡器獲取信息，并與互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，是家校通系統(tǒng)的核心。 2網(wǎng)絡(luò)控制器的硬件平臺(tái) 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)控制器的功能要求，考慮整體的性能、價(jià)格方面，CPU采用Ra

2、bbit2000單片機(jī),他是Z-World公司特別為中小型控制器而設(shè)計(jì)的高性能8位微處理器。編譯環(huán)境為DynamicC，提供Socket級(jí)TCP/IP編程。網(wǎng)絡(luò)控制器的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。 3應(yīng)用層通信協(xié)議 3.1網(wǎng)絡(luò)控制器與讀卡器的串口通信協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)控制器與讀卡器的通信主要通過(guò)異步串行RS485接口，基于通用串行通信RS485數(shù)據(jù)傳輸單元（字節(jié)格式）有不帶校驗(yàn)位的10b和帶奇偶校驗(yàn)位的11b兩種數(shù)據(jù)格式。為了提高數(shù)據(jù)傳送的效率和可靠性，采用無(wú)奇偶校驗(yàn)位的10b數(shù)據(jù)格式，并由BBC校驗(yàn)生成校驗(yàn)碼與數(shù)據(jù)一起發(fā)送。 開(kāi)始標(biāo)志讀卡器地址信息長(zhǎng)度命令和參數(shù)校驗(yàn) 2B1B2B14B1B （3）命令字：

3、A1：從讀卡器讀取一條記錄。 A2：控制器正確接收記錄信息后，返回更新記錄的讀地址命令，使地址指針指向下一條記錄。 A4：設(shè)置校正讀卡器時(shí)間。 A6：測(cè)試控制器與讀卡是否正常通信。 3.2網(wǎng)絡(luò)控制器與服務(wù)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通常分不同的層次進(jìn)行開(kāi)發(fā)，每一層分別負(fù)責(zé)不同的通信功能。TCP/IP通常是一個(gè)4層協(xié)議，包括數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層（含IP協(xié)議）、傳輸層（含TCP協(xié)議）和應(yīng)用層。本網(wǎng)絡(luò)協(xié)議就是基于TCP/IP協(xié)議之上的應(yīng)用層協(xié)議，采用請(qǐng)求應(yīng)答的通信模式?？紤]到協(xié)議的可靠性和實(shí)現(xiàn)的方便性，數(shù)據(jù)采用ASCII碼表示。 4通信技術(shù) 控制器建立socket連接后，向服務(wù)器發(fā)送連接請(qǐng)求和數(shù)據(jù)傳輸

4、，并實(shí)時(shí)判斷連接的有效性，在有效連接的狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)控制器、服務(wù)器、讀卡器三者的正常通訊,程序流程如圖2所示。 4.1網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn) socket初始化:首先要對(duì)RTL8019AS的控制寄存器進(jìn)行初始化配置，DynamicC已將這部分配置封裝成函數(shù)放入REALTEK.LIB庫(kù)中，應(yīng)用時(shí)只需調(diào)用相關(guān)函數(shù)。之后再調(diào)用函數(shù)庫(kù)dcrtcp.lib中的幾個(gè)簡(jiǎn)單函數(shù)可完成socket的初始化，以下是程序的主體框架。#defineTCPCONFIG1#memmapxmem#usedcrtcp.libmain()sockCD#*2init();while(ifpending(IFCD#*2DEFAULT)=

5、IPCD#*2COMINGCD#*2UP)tcpCD#*2tick(NULL);tcpCD#*2open(&socket,0,destIP,sockport,null); 在建立TCP的連接中，DynamicC有兩種方法打開(kāi)TCPsocket:一種是被動(dòng)的方式，調(diào)用函數(shù)tcpCD#*2listen(),等待客戶(hù)端進(jìn)行連接；一種是主動(dòng)的方式，調(diào)用函數(shù)tcpCD#*2open()，根據(jù)相應(yīng)的參數(shù)（IP地址和端口號(hào)）主動(dòng)連接到服務(wù)器端。本通信技術(shù)采用的就是主動(dòng)方式（作為客戶(hù)端）。 Socket數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收：數(shù)據(jù)發(fā)送調(diào)用sockCD#*2write(&socket,strCD#*2send,str

6、CD#*2sendCD#*2len)。在讀取socket緩沖區(qū)數(shù)時(shí)，先判斷緩沖區(qū)中是否有數(shù)據(jù)，有數(shù)據(jù)再進(jìn)行讀操用，同時(shí)有超時(shí)設(shè)置。 startCD#*2time=SECCD#*2TIMER；/*SECCD#*2TIMER為秒級(jí)系統(tǒng)時(shí)間*/endCD#*2time=startCD#*2time；while(endCD#*2time!recvCD#*2count)/*READCD#*2TIME為設(shè)定的等待時(shí)間*/strCD#*2recvbufCD#*2len=sockCD#*2bytesready(&socket)；/*判斷socket讀緩沖區(qū)是否有數(shù)據(jù)*/if(strCD#*2recvbufCD

7、#*2len0)recvCD#*2count=sockCD#*2read(&socket,strCD#*2recvbuf,strCD#*2recvbufCD#*2len)；/*讀socket*/if(revcCD#*2count)*拆分接收到的命令字，讀取有效信息*/elsebreak; 4.2串口通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn) 主要包含3個(gè)步驟：命令字的組合，設(shè)置串口D，通過(guò)設(shè)置Rabbit2000的PE3來(lái)控制數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。以A6命令為例，程序主體框架如下: command0=0xA6;/*A6命令*/createCD#*2command(addr,command,pack);/*組合命令字*/ser

8、Dopen(9600);/*9600為波特率*/sendCD#*2command(command,returnlen);/*發(fā)送數(shù)據(jù)*/readCD#*2command(readbuf,sizeof(readbuf),10);/*接收數(shù)據(jù)*/voidsendCD#*2command(char*pack,intlen)inti;WrPortI(PEDR,&PEDRShadow,0x08);WrPortI(PEB3R,NULL,0);for(i=0;iserDputc(packi);intreadCD#*2command(char*buf,intlen,inttime)intiCD#*2retur

9、n;WrPortI(PEB3R,NULL,1 5數(shù)據(jù)采集與分析 網(wǎng)絡(luò)控制器聯(lián)網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，向服務(wù)器發(fā)送的一包測(cè)試記錄數(shù)據(jù)為： 對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析：0244為數(shù)據(jù)包的總長(zhǎng)度，01為協(xié)議版本號(hào)，02為命令字，000003為序列號(hào)，21000102*為設(shè)備號(hào)，09為數(shù)據(jù)包中的刷卡記錄總數(shù)，0080D122為測(cè)試卡號(hào)，07070414152715為刷卡時(shí)間（順序?yàn)槟曛茉氯諘r(shí)分秒），03為狀態(tài)。采集從服務(wù)器返回的命令：001501020000031，其中列號(hào)，1為正確接收。返回命令格式符合協(xié)議要求，內(nèi)容正確。 網(wǎng)絡(luò)控制器向讀卡器發(fā)送的命令（以A6為例）：aaff010003a64141f1，其中aaff表示本命令為控制器發(fā)給讀卡器，01為讀卡器地址，0003為數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，a6為命令字，4141為測(cè)試數(shù)據(jù)，f1為校驗(yàn)位。采集從讀卡器返回的命令：bbff010002414147d1220707041415421716b000000，其中bbff表示本命令為讀卡器發(fā)給控制器，01為讀卡器地址，0002為數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，4141為測(cè)試數(shù)據(jù)，47為校驗(yàn)位，之后的為無(wú)效數(shù)據(jù)。 6結(jié)語(yǔ) 基于Rabbit2000實(shí)現(xiàn)串口與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的通信技術(shù)可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、發(fā)送與接收。由采集到