Web网络传感器的远程数据采集系统设计

　　ADuC832是ADI公司推出的混合信号单片微控制器，是真正意义上完整的数据采集系统芯片，是集数据转换电路、微控制器、闪存于一体的数据采集系统。它的主要特性有：8通道模拟I／O，247 ksps、12位ADC，2个12位（单调的）电压输出DAC片内温度传感器；62 KB片内闪速／电擦除程序存储器，4 KB片内闪速／电擦除数据存储器，2 304字节的片内数据RAM。

　　主芯片通过74LS138译码器来进行片选外部数据存储器KM62256，或者网卡控制器RTL8019AS。通过74HC573地址锁存器进行当前地址的锁存，使得输出端的状态不会随输入端的状态变化而变化，仅在有锁存信号时输入的状态被保存到输出，直到下一个锁存信号到来时才改变，也是为了实现地址的复用。

　　在主电路上主要设计了一个信号输入接口，用来接工业现场的4～20 mA信号的变送器；设计了一个RJ45的网口接口，通过网口可以直接接到Internet上，进行现场数据的上传和共享；还设计了RS485接口和RS232接口，作为工业现场特殊情况下的数据接入和处理。

　　现场传感器将采集的4～20 mA信号传送给信号调理板，将其信号转换为0～2.5 V的电压信号，然后通过ADuC832转换为数字量，再通过程序转换为相应的温度值，实时地将温度值显示在嵌有Java Applet的网页上。

　　3.2 软件实现

　　3.2.1 操作系统和协议栈的选用

　　在嵌入式Web服务器上，选用μC／OS-II作为嵌入式实时操作系统。它是一个可移植、可固化、可裁剪、抢占式的实时操作系统，比传统的前后台程序可靠性更高，效率更高。

　　TCP／IP是个协议簇，是诸多开放的协议的集合，但是单片机是个小型的微处理器，内部资源有限，因此必须要对协议进行裁剪。本系统采用精简的小型TCP／IP协议栈——μIP协议栈。μIP协议代码中包括了一些基本的通信协议：ARP协议、IP协议、ICMP协议和TCP协议，UDP协议、HTTP协议、Telnet协议、SMTP协议等。其中，ARP、IP、ICMP、TCP这4个协议就能实现网络连接和通信的最基本的功能，同时还能实现CGI技术。其应用层就是HTTP协议，采集数据嵌入在Web服务器网页中以网页的形式发布到Internet。

　　对于μC／OS-II和μIP的移植，详见参考文献。整个系统的软件结构如图4所示。

图4 系统的软件结构图