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E5122的家庭网络控制系统

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:对家庭控制系统的方案、组成、硬件配置、软件设计、工作原理、功能以及技术性能进行了论述。给出了通过单片机进行数据采集,并通过网络协议处理器将数据打包成以太网协议包发送到以太网上,从而实现基于以太网的远程控制方案。

    关键词:以太网;控制系统;RTL8019AS;E5122

1 系统简介

家庭智能控制系统的开发主要基于短信息技术、自动控制技术、计算机技术、数字通信技术及加密技术。该系统利用相关的网络、计算机系统和控制器,以无线网络和有线网络为基本控制指令和数据信息传送方式来实现手机无线遥控和数据传送,并通过专设的短信控制中心和服务中心,来为家庭和小区管理提供全方位的数字化服务。家庭智能控制系统具有手机远程控制、自动报警、呼叫社区服务、物业管理等功能。还可以根据用户群的需要向生活联网服务、智能办公等方向无限扩展。

一般情况下,只要将设备接入Internet/Intranet网,原则上只要实现TCP/IP网络协议就可以了。TCP/IP协议及其应用是一项复杂的系统工程。该协议的建立要经过缜密的设计过程,全套协议实现起来比较复杂。在嵌入式系统中实现该协议有一定的难度。在实际应用中,如果要完全实现该协议,比较合理的方案是直接利用集成的TCP/lP协议芯片将系统中央控制单元和TCP/IP协议处理单元进行分离。

另一方面,也可以对原有的TCP/IP进行精简,而只保留实际应用系统所需要的一些协议,从而使核心芯片既能实现网络的数据传输任务,又可完成对任务的监控。因为,对原有的TCP/IP协议进行精简可大大减轻系统实现的难度,同时也可以提高系统的效率和可靠性。

图1

2 系统工作原理

图1所示是一个基于E5122网络协议处理器的家庭网络控制系统的原理框图。图中,以家庭中的三表数据作为采集信号,并将其通过采样保持电路处理以后送入单片机,然后由单片机把数据通过串口送入E5122网络协议处理器中进行打包处理,以将数据打包成TCP/IP协议包,最后再把该数据包通过RTL8019AS以太网控制器发送到以太网上。本系统采用CPLD芯片EPM7128S作为译码和驱动电路。由于家庭用户终端一般对数据交换的速率要求不高(在1MB/s以下),所以可采用一般高速单片机来写入TCP/IP协议,这样既可满足功能要求,又能降低成本,用户也容易接受这样的价格。

3 TCP/IP协议解析芯片E5122

E5122是上海精致科技公司研制的飞虹系列网络协议处理器。其外部晶振频率为22.1184MHz,工作电压为5V。可为硬件实现TCP/IP协议提供API接口,并可以I2C协议或RS-232接口方式与用户端进行通信,其通信接口支持带I2C接口的MPU,同时还为不带I2C接口的MPU提供I2C驱动程序。 E5122与网络的接口为以太网接口,可通过以太网控制芯片RTL8019连接到以太网。其串行速率最大可达115.2kbps,并可实现真正实时传送。

E5122 是完成TCP/IP 协议的专用芯片,可用以实现以太网和串口之间的协议转换,该器件只需外接MCU就可为串口设备提供完善的网络通信解决方案。本系统采用的MPU为89C52单片机,而且只需在单片机程序中简单调用API函数即可。(范文先生网www.fwsir.com收集整理)图2所示是E5122的结构框图。该设备可做为服务器端,即首次连接网络时,客户机端主动请求连接服务器端作为被动端进行监听,同时接受局域网内联网远端客户的主动查询访问,并将设备信息返回给客户该设备同样也可以作为客户机主动和局域网内或In-ternet 上的主机进行通信。E5122 芯片外部使用32kB RAM来为以太网进行数据缓冲。它使用256字节(最少为256字节)的串行EEPROM(I2C 总线接口)来存储系统参数。用户可通过串口与E5122进行通信,E5122的作用是:完成TCP/IP 协议和串口通信协议,同时支持普通串口和用户设备的交互,并可通过外接RTL8019AS 控制芯片来实现网络连接。

4 硬件电路设计

4.1 接口电路

在具体使用中,由于单片机本身的限制,设计时可采用跳线方式将JP引脚接高电平; 而用E5122与RTL8019AS的接口来传输网络数据。

当系统初次运行时,E5122会对RTL8019AS进行初始化,同时设置其工作模式以及中断源等。RTL8

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