USS协议变频器Web控制方法的设计方案

本文研究的课题就是利用Web浏览器监制USS协议变频器。要实现这些功能，就要在硬件上开发一个小型的Web服务器，需要在硬件平台上完成TCP／IP的裁剪和移植。Web服务器完成对网络数据的处理，根据用户提交的命令来对USS变频器进行相应的控制。在浏览器端，如果用户监控网页的网址，就会向服务器发送HTTP请求，服务器把监控网页的HTML代码发送到浏览器端。服务器里有相应的程序来接收和发送USS报文，实现对西门子变频器的控制。

基于TCP／IP协议的以太网已成为工业标准，随着以太网的发展，以及嵌入式Web服务器发展为网络中的越来越小的网络节点，为嵌人式web在工业中的应用提供了机会。

1 系统的软硬件平台

1.1 EasyARM8962教学实验平台

EasyARM8962教学实验平台采用了LuminaryMicro公司生产的Stellaris系列微控制器LM3S8962处理器，具有JTAG调试等功能。该芯片内部具有：UART，SSI，I2C，以及256 KB FLASH和64 KBSRAM。该处理器内部集成了网络控制器，具有强大的网络功能。硬件系统结构如图1所示。



1.2 μC／OS-Ⅱ的移植与嵌入式TCP／IP协议栈

μC／OS-Ⅱ是近年来发展迅速的开放源码实时操作系统，具有可移植性好、可裁减、可固化的优点。将μC／OS-Ⅱ引入嵌入式网络系统，既可以实现系统的实时性要求，又可以提高系统的可靠性。周立功公司提供的移植代码为使用μC／OS-Ⅱ做好了铺垫工作，与处理器类型有关的文件OS_CPU．H，OS_CPU_C．C，OS_CPU_A．ASM。本文采用最新版本的μC／OS-ⅡV2．52。

本设计采用周立功公司的ZLG／IP协议栈。ZLG／IP协议栈代码量小，是面向嵌人式系统开发的基于μC／OS-Ⅱ的小型TCP／IP协议栈，它支持TCP，UCP，IP，ICMP，ARP。

基于ZLG／IP“用户可配置和裁剪”的特点，为了进一步提高代码的运行速度，根据实际项目应用需要可对ZLG／IP协议栈进行裁剪。对ZLG／IP协议栈的配置是通过修改软件栈下的cfg_net.h来实现的。在此文件里设置使用的MAC地址、子网掩码、IP地址和本地网关。设置的子网掩码应与客户机的相同、IP地址要设置成与客户机同一网段内，网关地址可以设置为客户机的IP地址。

2 USS协议及MM440变频器的设置

要利用USS协议实现对西门子MM440变频器的远程控制，必须对其进行相应的设置。对本设计而言，具体设置如下：

P0700[0]=5(设定命令给定源为COM链路的USS报文命令)；

P1000[0]=5(设置频率给定源为COM链路的USS报文)；

P2009[0]=0(USS标称化)；

P2010[0]=6(设定USS、通信的波特率为9 600 b／s)；

P2011[0]=0(设定变频器的惟一地址，取值范围为0～31，这里给定地址为0)；

P2012[0]=2(定义USS报文的PZD部分中16位字的数量，即USS PZD长度)；

P2013[0]=127(定义USS报文的PKW部分中16位字的数量，即USS PKW长度。127是最有用的设定，此设定下PKW应答长度视所需的信息量而变)；

P0971=1(在设定为1时，从RAM向E2PROM传送参数值)。

3 HTTP协议和嵌入式Web服务器的实现

3.1 HTTP协议

HTTP协议是基于请求／响应模式的。一个客户机与服务器建立连接后，发送一个请求给服务器。服务器接到请求后，给予相应的响应信息。在Internet上，HTTP通信通常发生在TCP／IP连接之上，缺省端口是TCP80。

Web浏览器利用HTTP协议和服务器进行通信。浏览器向服务器发送请求之后，服务器会将所请求的网页发送到浏览器，服务器也可以根据HTTP请求所提交的信息运行相关程序。要从Web服务器获得网页，必须输入Web服务器的IP地址，例如：

http://210.31.192.70

浏览器定位IP地址然后打开TCP连接的服务器端口80，之后利用HTTP协议发送由GET行组成的请求：GET／HTTP／1.0。GET方法是获取Web文档的一种HTTP方法。如果服务器响应HTTP／1.0 200OK表示连接成功，然后Web网页就可以发送。GET方法把参数数据队列加到提交表单的ACTION属性所指的URL(统一资源定位符)中，值和表单内各个字段一一对应，在URL中可以看到。GET请求的数据会附在URL之后，以“?”分割URL和传输数据，参数之间以“”相连。如果数据是英文字母／数字，原样发送，如果是空格，转换为“+”。虑到本系统提交的信息的特点，使用GET方法来设计Web服务器。

3.2 Web服务器的设计与实现

在μCO／S-II操作系统中，根据尽量减少任务数以提高CPU利用率的原则，本设计建立了四个任务。这四个任务是：taskstart(启动任务)、taskC(接收TCP信号量任务)、taskE(TCP数据处理任务)、taskF(接收和发送USS报文任务)。四个任务之间的关系，各自的优先级设置及任务间的通信机制如图2所示。



Web服务器应用任务完成TCP通信，在此任务中网页信息以HTML格式存储于一个全局变量的Web[]数组中，这些信息通过HTTP协议沿TCP连接发送到浏览器，以HTML文本格式定义的全局变量Web[]数组如下：