基于嵌入式Web Server的農村泵站遠程管理系統

摘 要：文章介紹了以Rabbit 2000為核心的嵌入式Web Server在農村泵站管理中的應用；闡述了系統的優勢：只需一個管理人員在電腦前通過瀏覽器就可以遠程管理各個泵站，開啟或者關閉水泵，設置水泵自動開啟或者關閉；描述了系統軟硬件的設計。

關鍵詞：嵌入式Web Server；Rabbit 2000；遠程管理；泵站

1 引言

隨著網絡技術的迅速發展，人們對于擁有網絡化功能的智能設備的需求日益增大；另一方面，近幾年來嵌入式技術以其獨特的靈活性和便捷性已經廣泛應用于多個學科、領域。帶網絡化功能的嵌入式系統將成為未來生產控制的主流，在各個行業擁有極為廣闊的前景。本系統介紹的是以Rabbit 2000為核心，實現遠程監測控制功能的系統在農田灌溉方面的應用。

春天是農田防澇的主要季節，到了夏天農田又要經常灌水防止干旱，所以許多農村都建了泵站，用來防澇防旱。然而由于泵房的分散分布，以及排澇或者灌溉的不定時性，給泵站管理增加了成本，需要投入大量的人力。本系統介紹一種遠程管理各個泵房的方法，只需一個管理人員在電腦前通過網頁就可以管理各個泵房，及時的給農田排澇或者灌溉。

2 系統設計

基于嵌入式Web Server的農村泵站遠程管理系統通過IE瀏覽器或者其他瀏覽器可實現Web遠程登錄，與安裝在泵房內的以Rabbit 2000為核心的硬件控制設備進行通訊，從而達到遠程管理各個泵房的目的。當農田有被淹的危險的時候，開啟泄洪泵把水位降到安全水位以下，當農田需要灌溉的時候，開啟灌溉泵來灌溉農田。還可以設置自動開啟關閉灌溉泵或者泄洪泵。

2.1 硬件設計

系統硬件的核心芯片是由Z-World 公司推出的Rabbit 2000，它是一種低成本的嵌入式微控制器，它采用Dynamic C的集成開發環境，利用其內嵌的TCP/IP協議棧，可以實現網絡通信的快速開發。

系統硬件的網口模塊和存儲模塊和芯片rabbit 2000集成到一個模塊RCM2100上，這樣提高了開發的效率，避免了重復工作，擴展方便。RCM2100模塊是針對集成了以太網的嵌入式系統來設計的。集成的以太網接口將設計者從串口通信和控制的限制中解脫出來，允許使用廉價的網絡設備來進行直接的本地連接或者全球連接。使用帶以太網口的Rabbit核心模塊的嵌入式系統能夠通過任何網絡或互聯網進行控制和監視。RCM2100模塊的主要外圍設備有串行端口，系統時鐘，定時/計數振蕩器，并行I/O口，從口和定時器。其中，并行I/O口有A，B，C，D，E一共5個，即40位I/O可供使用，但為了實現以太網接口，D，E中預先用掉了6位I/O口，也就是說用戶真正可以使用的I/O口一共是34位，其中輸入口為10位，輸出口為6位，剩下的18位用戶可以通過軟件來設定它們的輸入、輸出狀態。RCM2100模塊的工作頻率為22.1MHz，帶有512k的FLASH ROM、512k的SRAM以及RJ-45以太網接口，并且可以根據需要擴展RS232接口。

2.2 軟件設計

主要實現的功能有：

用IP地址以及用戶名密碼遠程登錄控制網頁；查看農田泵站里各個水泵狀態；開啟關閉各個水泵；定時關閉各個水泵；設置各個水泵的自動開關；修改用戶名密碼及IP地址。

本系統設計的是一個Web 服務器，用到了TCP/IP協議和HTTP協議。

TCP/IP協議和HTTP協議的實現

IP包含編址方案，并提供尋址功能；TCP則是在不同主機的對等進程之間提供可靠的進程通信。在TCP兩端口所連接的實體中，一端為應用程序進程或者用戶，另一端則為底層協議，如IP協議。TCP在建立連接的過程中采用三向握手機制，以保證數據的可靠性。HTTP服務器可使HTML（超文本鏈接標示語言）頁面，如Web頁和其它文件為客戶端所使用。

以下是用Dynamic C實現TCP/IP協議和HTTP協議的程序主體框架。由于本程序中要用到修改IP的功能，所以采用動態IP設置函數，“memmap”語句可以使程序在芯片中運行時，如同在擴展代碼窗口下被編譯，“use”語句使編譯器按照庫文件配置編譯代碼，HTTP由http.lib來負責實現。

3 結束語

嵌入式設備的網絡化是網絡技術、嵌入式技術和檢測控制技術的交叉與融合，代表著檢測控制設備的發展方向。本系統介紹的是嵌入式Web Server在農村泵站管理中的應用，將嵌入式技術與Internet技術完美結合，通過以太網實現信息傳遞，保證了遠程監控的實時性與可靠性，相比以前每個泵站配置一個管理人員去泵站手動開關水泵，本系統實現了只需一個管理人員在PC機就可以管理多個泵站，節省了大量的人力財力。

參考文獻

[1]Z-World. Rabbit 2000 User's Manual[Z].2001.

[2]Z-World. Dynamic C TCP/IP User's Manual[Z].2001.

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