基于SOPC技术的远程测控系统设计
加入技术交流群
μC／OS-II是一种可移植、可固化、占先式多任务实时操作系统内核。其规模较小、实时性和可靠性较高，Nios II集成开发环境(IDE)对μ C／OS-II具有良好的支持，故μC／OS-II是嵌入式操作系统的首选。它通过为每个任务分配单独的任务堆栈来保存任务工作环境，提供任务管理和调度服务。
轻量级网络协议(Lightweight IP，LWIP)是TCP／IP协议栈的一种实现，它是一种专门针对嵌入式系统应用而设计的网络通信协议，由于LWIP实现的关键在于削减代码大小和内存消耗，但可以完成传统的TCP／IP协议的大部分功能，通常只需要大约40K的ROM和几十K的RAM即可运行，在网络协议栈初始化后，使用标准套接字API创建新任务访问网络协议栈。
2．2 通信服务器
本任务通过sys_thread_new()函数创建，作为服务器监听约定的端口，等待远程主机的连接，提取远程主机的命令，通过消息队列将所获得的命令发送到测控任务。LWIP提供了标准的Berkeley套接字编程界面，这个界面提供了三种类型，这里使用了流式套接字，这是一个面向连接、可靠的数据传输服务，数据无差错、无重复地发送，按发送顺序接收。通常服务器接收到并发服务请求后，要激活一个新进程来处理这个客户请求。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/195758.htm
3远程测控系统的实现
3．1 系统初始化
系统初始化是指系统上电复位后到运行main()函数前，初始化硬件，构建应用程序运行环境的过程。如图3所示，Nios II的HAL程序库为用户提供了这段代码，代码的入口标号是reset。
程序先对CPU进行初始化，其功能包括初始化指令和数据Cache，设置堆栈指针(stack Pointer)等，然后调用alt main()函数。
alt main()函数对CPU及外设初始化，其功能包括调用alt os int()函数初始化OS，默认情况下完成对μC／OS-II初始化，调用alt_sys_int()函数初始化系统设备及软件模块等，然后调用main()函数。
3．2 主函数main()
主函数main()负责进行网络监听，响应终端的TCP连接请求。若同时要求能与多个终端建立TCP连接和传输数据，需要为每个终端的网络数据处理都开辟一个新的线程，主函数的流程如图4所示。
服务器为每个客户端都开一个线程专门与之进行socket通信。Socket数据处理线程主要包括三个方面工作：从套接字上接收数据包；解析并存储数据包；打包并发送数据包等。
3．3远程测控实验
为验证设计方案，选用瑞士SENSIRION公司生产的传感器SHT75，测控温、湿度，该一体化数字式传感器将敏感元件、信号放大器、模数转换器、数字接口电路集成在同一芯片上，使用I2C IP核可以方便地和处理器连接。实验结果表明，该设计切实可行。
4 结束语
本设计基于SOPC和嵌入式系统技术，实现了远程测控的要求。此设计可应用于各种恶劣环境，稍加改进，也可适用于网络信息家电、家庭安全等方面。随着芯片技术和总线技术的发展，嵌入式远程网络化测控在工业中的应用定会更加广泛。
tcp/ip相关文章:tcp/ip是什么
评论