基于以太网的电热炉温远程控制系统设计(3)

② EMIT技术。EMIT采用桌面计算机或高性能的嵌入式处理器作为网关，称为emGateway，上面支持TCP/IP协议并运行HTTP服务程序，形成一个用户可以通过网络浏览器进行远程访问的服务器。emGateway通过RS232、RS485、CAN等轻量级总线与外设联系起来，每个外设的应用程序中包含一个独立的通信任务，称为emMicro，监测嵌入式设备中预先定义的各个变量，并将结果反馈到emGateway中；同时emMicro还可以解释emGateway的命令，修改设备中的变量或进行某种控制。该方案中复杂的网络协议是通过emGateway在PC机上实现的，应用系统MCU只处理较简单的emNet协议，进行网际连接。

③ MCU直接实现形式。实现这个形式的Web Server，可选用多种型号的MCU来实现网络协议，如AT89C8252、SX52BD100等，并可根据具体要求选用不同速度的MCU作为核心芯片，但是基本硬件结构大致相同[1]。

显然以上方案中，以“MCU直接实现形式”的硬件结构最为简洁，不失为首选方案。

通常，所谓的TCP/IP协议是一个四层协议系统，包括数据链路层、网络层(含IP协议)、传输层（含TCP协议）和应用层，每一层负责不同的功能。基于TCP/IP协议可以实现多种功能应用，如：HTTP（超文本传输控制协议）、TELNET（远程登录）、 FTP（文件传输协议）、SMTP（简单邮件传送协议）、SNMP（简单网络管理协议）等。本文主要讨论HTTP， 也就是WebServer在应用层的主要构成协议。当然，用户也可以根据需要附加其它的协议功能。

IP包含编址方案，并提供寻址功能；TCP则是在不同主机的对等进程之间提供可靠的进程间通信。与TCP两端口所连接的实体中，一端为应用程序进程或用户，另一端则为底层协议，如IP协议。TCP在建立连接过程中采用三向握手机制，以保证数据的可靠性。

用户只需对应添加相关芯片及辅助设施（如电源、用户所需外设等）即可；而软件的实现，由于BL2000系列芯片得到Dynamic C编译器的支持以及实现TCP/IP所需的库文件dcrtcp.lib，因此只要会用C语言就可以进行开发。用户关注的重点也变为网络通信实现以后的代码编制及优化，可以极大提高开发进度。

以下是Dynamic C实现TCP/IP协议通信的程序主体框架。程序中起始宏定义为默认IP配置信息；“memmap”句可使程序在芯片里面运行时，如同在扩展代码窗口下被编译；“use”句使编译器按照库文件配置编译代码。 #define TCPCONFIG 1

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#memmap xmem #use dcrtcp.lib main( ){ sock_init( ); for(;;){

tcp_tick(NULL);} }

sock_init( )和tcp_tick( )都是TCP/IP函数库的基本函数，前者为初始化TCP/IP协议栈函数，使协议栈开始处理入栈数据报；后者主要有两个用途：① 支持后台处理的最新信息；② 测试 TCP套接字的状态。

可以看到利用Dynamic C提供的TCP/IP协议包，用户可以轻松建立起TCP/IP通信。当通信建立以后，就可以在此基础上进行后续的进一步功能扩展，开展例如HTTP、PPP等应用层的协议实现。

HTTP(超文本传输协议)服务器可使 HTML (超文本链接标示语言)页面，如Web页等和其它文件为客户端所使用。在Dynamic C中，HTTP由HTTP.LIB来负责实现。

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第三章 系统硬件电路设计

3.1 系统硬件的总体结构设计

BL2000定时对炉温进行检测，得到应有的控制量，去控制加热功率，从而实现对温度的控制。

为实现对温度的控制，在设计系统时应明确以下几点： ①控制指标主要是控制精度、显示位数。

②温度控制范围为600～1000℃，这涉及到测温元件，电炉功率的选择。 ③炉温变化规律控制，即确定温度-时间变化关系的控制算法。着主要在控制程序设计中考虑。

然后通过硬件电路和程序软件的设计，实现BL2000对工艺过程中的数据进行处理和控制。图3.1为一种采用Pt100为温度检测元件的单板机温度控制系统原理图。

图3.1 单板机温度控制系统原理图

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3.2 系统硬件子模块的设计

BL2000系列模块可以使用恰当的辅助硬件通过以太网/互连网进行编程和调试。带有10Base—以太网口的系统可以直接通过网络或互连网进行控制和监视，能够对远端设备开发接口，能够提供网页服务，还能够发送E-mail。BL2000系列对于大系统来说作为一个具有网络功能的服务处理器也是非常理想的。BL2000系列的编程使用已工业级的Z-Word的Dynamic C软件开发系统。

温度检测模块是由铂热电阻元件作为一种温度传感器，其工作原理是在温度的作用下，铂电阻丝的电阻值随着温度的变化而变化。温度和电阻的变化接近于线性关系，偏差极小且随着时间的增长，偏差可以忽略，具有可靠性好、热响应时间短等特点，且电气性能稳定。铂热电阻是一种精确、灵敏、稳定的温度传感器。铂热电阻元件是用微型陶瓷管、孔内绕制好的铂热电阻丝脱胎线圈制成的感温元件，由于感温元件可以做的相当小，因此它可以制成各种微型温度传感器探头。可用于-200～+240℃范围内的温度测量。

3.2.1实验电路的连接图

利用实验箱的温度自动控制实验板、以太网控制网络系统平台和上位微机的WINDOWS应用软件（Dynamic C）和IE浏览器进行电热炉的温度控制实验，如图3.2示。

电源 数液体混合控制 温度自动控制 插模拟量出 模拟量入 AO GND AI GND 1 2 3 DO0 DO1 DO2 DO3 DO4 COM W+ 字量输出 电IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 GND ADC0 ADC1 ADC2ADC3 OUT0 OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 OUT5 OUT6 OUT 7 HUBL2000 Ethernet控制网图3.2 温度自动控制实验连接图

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第四章 温度控制系统主界面设计

4.1 系统主界面的设计

接下来介绍HTML页面，即我们设计的web服务器服务的网页。在这里主要解释新的脚本语言ZHTML的使用方法，用它与增强版的Dynamic C一起来进行设计。HTML的一般知识这里不做说明。

在实际应用中，需要设计两个页面。其中一个用于显示当前温度值，另一个用于设置参数。其图如图4.1所示。

图4.1温度控制系统主界面图

4.1.1 温度显示页

第一个网页是web1.zhtml。“.zhmtl”后缀表明服务器会检查到HTML文件中的特殊标志，而不仅仅是逐字的将文件发送。程序如下：

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