基于 ARM 的嵌入式网络化远程测控系统的设计
贺苗苗
1
马胜利
2
（西安科技大学 机械工程学院，西安 710054）
摘要：主要介绍嵌入式系统在工业控制领域的设计开发以及 μC/OS-II 实时操作系统在工业测控中的应
用。以三星 ARM 芯片（S3C44B0X）为例，实现 TCP/IP 模式的网络化远程测控系统。
关键词：嵌入式；远程测控；μC/OS-II；TCP/IP
Design of Embedded Long Distance Network Testing& Controling
System Based on ARM
HE Miaomiao MA Shengli
( School of Mechanical Engineering ,Xian university of science & technology,Xian 710054,China)
Abstract: The design and development of Embedded system in industrial control field and the concrete
application of Embedded μC/OS-II OS in Testing&Controling system are introduced primarily in the present
paper,with the example of ARM chip of Samsung(S3C44B0X),the long distance testing&controling system of
TCP/IP pattern is realized there.
Keywords: Embedded system;Long Distance Testing&Controling system;μC/OS-II OS; TCP/IP
1. 引言
嵌入式系统是指嵌入到各种产品或工程应用中的、以微处理器或微控制器为核心的软硬件系统。
随着工业以太网技术的发展，工业控制领域出现了嵌入式技术。利用嵌入式软、硬件可以实现单片机
系统上的以太网技术，即嵌入式以太网。嵌入式以太网实现了对现场的网络化远程测控，改变了传统
的测控模式，在工业控制领域已经得到广泛的应用。
嵌入式网络服务器离不开操作系统，嵌入式操作系统具有结构小巧、实时性强、稳定性高等特点。
其中源代码开放的嵌入式 μC /OS-II 实时操作系统在工业测控领域得到普遍应用。
TCP/IP(通常它是指传输控制协议/网际协议，Transmission Control Protocol/Internet protocol)是发展
至今最成功的通信协议，它被用于当今所构筑的最大的开放式网络系统 Internet 之上就是其成功的证
明。采用 TCP/ IP 以太网协议实现网络化测控技术是一种先进、节约、极方便的面向现场级控制设备
的新技术。
S3C44B0X 微处理器是三星公司一款低端 ARM 处理器, 采用 ARM7TDMI 内核, 工作主频在
66MHz 。 集 成 有 丰 富 的 外 围 单 元 ： 8KB Cache 、 外 部 存 储 器 控 制 器 、 2 通 道 UART 、 4 通 道
DMA、LCD 控制器、I2C 总线接口、IIS 音频接口、SIO 接口、5 通道 PWM 输出和一个内部定时器、
71 个通用 I/O 口、8 个外部中断源、实时时钟 RTC、8 通道 12 位 ADC 等。
2. 系统的总体架构
本系统采用 S3C44B0X+μC /OS-II 来实现网络化远程测控系统。如图 1 所示，远程测控的实质就
是把现场传感器采集到的数据信号（如温度，湿度等）转换为符合 TCP/ IP 以太网协议的信号，使用
户可以通过局域网或者 Internet 终端就可以访问嵌入式系统，并对其进行远程检测和控制。根据具体
的需要选择满足要求的 A/D、D/A 以及传感器，与嵌入式 Web Server 和 Internet 来组成一个远程网络
化测控系统。
多路传感器把采集到的数据通过变换送给 WEB（World Wide Web 文档）服务器，结合当前比较
先进的数据融合技术进行数据处理，提高测试精度，最终形成可以识别的有用信息，然后由 Internet
传给远方的监控中心，监控中心根据现场情况做出判断，发出控制指令，由现场的执行机构来执行指
令。通过嵌入式系统，将底层的测控设备与 Internet 连接起来，真正做到网络化远程测控。这样构建
的测控系统可以在工业中得到广泛采用，其中局域网（LAN）实现对设备的本地访问和控制，Internet
实现对设备的远程控制。
3.ARM 与网卡接口芯片的设计
系统实现网络直接接入功能的关键是在系统内直接驱动网络控制芯片，本系统采用 10 MB/s 速度
的 RTL8019AS 网络控制芯片，它具有以下优点：10 MB/ s 的数据传输速率对没有大量实时数据的测
控场合已经具有很优秀的通信质量；芯片的标准工作电平是 DC-5 V，与单片机系统完全兼容；芯片
遵循 ISA 总线标准，有 8 位和 16 位数据传输 2 种工作模式，有利于与 MCU 配合使用，MCU 利用部
分控制总线、地址总线和数据总线就可直接操作 RTL8019AS 的内部寄存器，最大限度地简化了驱动
电路和驱动程序结构。
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