used for transmitting the network data. The implementation of the network communication and the data processing system based on labview is also presented. Key words: TCP/IP protocol; DSP; network card; LABVIEW
［３］ 刘和平，王维俊，江渝，邓力．ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０ｘＤＳＰ Ｃ 语 言开发应用［Ｍ］北京：北京航空航天大学出版社．２００２．
［４］ 陈锡辉，张银鸿．ＬａｂＶＩＥＷ８．２０ 程序设计［Ｍ］．北京：清 华大学出版社．２００７．
（３） 网络层 网络层让信息可以发送到相邻的 ＴＣＰ／ＩＰ 网络上的 任一主机上，ＩＰ 协议就是该层中传送数据的机制。同时 为建立网络间的互连， 应提供（ Ａ Ｒ Ｐ ） 地址解析协议， 实现 从 ＩＰ 地址到数据链路物理地址的映像。 （４） 链路层 由控制同一物理网络上的不同机器间数据传送的 底层协议组成， 实现这一层协议的协议并不属于 Ｔ Ｃ Ｐ ／ ＩＰ 协议组。在本系统中这部分功能由 ＤＳＰ 控制网卡芯 片 ＲＴＬ８０１９ＡＳ 实现［２］。
收稿日期：２００８－０７－１８
２ TCP/IP 协议简介
ＴＣＰ／ＩＰ 协议是一套把因特网上的各种系统互连起 来的协议组， 保证因特网上数据的准确快速传输。参考 开放系统互连（ＯＳＩ）模型，ＴＣＰ／ＩＰ 通常采用一种简化的 四层模型，分别为：应用层、传输层、网络层、链路层［１］。
（１） 应用层 网络应用层要有一个定义清晰的会话过程， 如通常 所说的 ｈｔｔｐ、ｆｔｐ、ｔｅｌｎｅｔ 等。在本系统中，ＤＳＰ 系统传 递来自 Ｅｔｈｅｒｎｅｔ 和数据终端的数据，应用层只对大的数 据报作打包处理。 （２） 传输层 传输层让网络程序通过明确定义的通道及某些特 性获取数据，如定义网络 连接的端口号等，实现该层协
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《自 动 化 技 术 与 应 用 》２ ０ ０ ９ 年 第 ２ ８ 卷 第 １ 期
通信与信息处理
Communication and Information Processing
议的传输控制协议（ＴＣＰ） 和用户数据报协议（ＵＤＰ） 。在 本系统中使用（ Ｕ Ｄ Ｐ ） 数据报协议。
通信与信息处理
《自动化技术与应用》２００９ 年第 ２８ 卷第 １ 期
Communication and Information Processing
基于 LABVIEW 的以太网数据采集与处理 系统设计
李革臣 １ ， 刘建初 １ ， 宋雪 ２ （１．哈尔滨理工大学 自动化学院，黑龙江 哈尔滨 １５００８０；２．吉林油田钻井技术服务公司，吉林 松源 １３８０００）
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通信与信息处理
《自动化技术与应用》２００９ 年第 ２８ 卷第 １ 期
Communication and Information Processing
的值来判断是否收到一帧数据。在实际应用中， 一般数 据接收都采用中断方式。本系统中采用中断方式。
摘 要：随着互联网的高速发展，ＴＣＰ／ＩＰ 协议得到了越来越广泛的应用，特别是在嵌入式系统中，利用网络接口，系统可以实现快速 的数据传输。本文介绍了 ＴＣＰ／ＩＰ 协议在嵌入式系统中的应用， 应用 ＤＳＰ 和 ＲＴＬ８０１９ＡＳ 进行网络数据传输， 并介绍了基于 Ｌ Ａ Ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 的网络通信与数据处理系统的实现方法。
在程序框图中， 首先打开 Ｔ Ｃ Ｐ 连接， 然后进行接收 扫描和发送扫描，如果有数据放入待发送区，按下 ｅｎｔｅｒ 键后， 进行发送数据， 并把数据写入发送的数据缓冲区。 同进如果有扫描到有要接收， 进行数据接收， 并把数据 放入接收数据缓冲区， 这样， 就可以对下位机系统进行 控制， 并对下位机发来的数据存入接收区， 进行数据处 理， 图 ３ 为采集网络接口的面板设计图。
关键词：ＴＣＰ／ＩＰ 协议；ＤＳＰ；网卡；ＬＡＢＶＩＥＷ 中图分类号：ＴＰ２７４．２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３－７２４１（２００９）０１－００６１－０３
An Ethernet Data Acquisition and Processing System Based on Labview
图ＣＩ 与外设进行数据通信，并通过网络 接口与计算机通信，设置波特率为 １１５２００，串口接收数 据， 并通过网络接口发送， 串口数据发送无需延时， 从网 络接口接收数据，通过串口发送，连续发送 ５１２ 个字节需 要延时约为 ５ ０ ｍ ｓ ，因为无论如何网络的传输速度都比 Ｃ Ｏ Ｍ 口快。选用同轴电缆作为传输媒介， 可以达到 ３ ． １０Ｍ 速度，粗缆传输距离可达 １０００ｍ，经测试，误码率小 于 １％ 。如果采用光缆， 可达到更高的速度和传输距离。
５ 基于 LABVIEW 上位机的数据处理 程序
Ｌ Ａ Ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 主要用于仪器控制、数据采集、数据分 析等领域。Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 是一种基于图形编程语言的开发 环境，利用 ＬａｂＶＩＥＷ 内部集成的 ＴＣＰ／ＩＰ 协议模块，可 以快速的编写出采集网卡数据的软件， 然后可以对这些 数据进行各种操作［４］。
LI Ge-chen1, LIU Jian-chu1, SONG Xue2 ( 1.College of Automation, Harbin University of Science & Technology, Harbin 150080 China;
2.Drilling Tech.Service Co., PetroChina Jilin Oilfield Compan, Songyuan 138000 China ) Abstract: This paper introduces the application of the TCP/IP protocol in the embedded operation system with DSP and RTL8019AS
１ 引言
在一些专用控制及数据采集处理的小型系统中，为 了节约系统的成本及简化设计一般不使用工业数据采 集卡， 而直接采用微控制器或数字信号处理器结合嵌入 式操作系统来完成数据采集，通过网络接口与计算机进 行数据通讯， 从而达到高速的数据通迅处理。在因特网 上 ＴＣＰ／ＩＰ 协议保证了数据的准确传输，在嵌入式系统 中如何应用 Ｔ Ｃ Ｐ ／ Ｉ Ｐ 协议进行数据传输是非常关键的 问题，本文设计的系统采用简化的 ＴＣＰ／ＩＰ 协议成功地 实现了 ＤＳＰ 与网络互连， 既提高了数据传输的速度， 又 保证了数据传输的正确性，同时也扩展了数据传输的有 效距离。
图 １ 系统的硬件框图
４ 工作原理
ＲＴＬ８０１９ＡＳ 工作流程非常简单，驱动程序将要发送 的数据包按指定格式写入芯片并启动发送命令，８０１９ 会 自动把数据包转换成物理帧格式在物理信道上传输。 反之，８０１９ 收到物理信号后将其还原成数据，按指定格 式存放在芯片 Ｒ Ａ Ｍ 中以便主机程序取用。简言之就是 ８ ０ １ ９ 完成数据包和电信号之间的相互转换： 数据包 ＜ ＝ ＝ ＝ ＞ 电信号。以太网协议由芯片硬件自动完成， 对程 序员透明。驱动程序有 ３ 种功能：芯片初始化、收包、发 包。而 ＴＣＰ／ＩＰ 协议栈的嵌入，有很多已经写好的程序， 把它移植过来就可以了。由于 ＤＳＰ 存储空间有限，利用 ＴＣＰ／ＩＰ 协议中的（ＵＤＰ）用户数据报协议（ＩＰ）网络报文协 议（ＡＲＰ） 地址解析协议及简单的应用层协议，并不需要 把所有以太网协议都加入进来， 只要加入需要的几部分 就可以了。以必免存储空间浪费。
参考文献：
［１］ ＪＡＭＥＳ Ｆ．ＫＵＲＯＳＥ，ＫＥＩＴＨ Ｗ．ＲＯＳＳ．ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ．Ｈｉｇｈｅｒ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｐｒｅｓｓ［Ｍ］．２００１．
［２］ ＤＯＵＧＬＡＳ Ｅ．ＣＯＭＥＲ，ＤＡＶＩＤ Ｌ．ＳＴＥＶＥＮＳ 著．张 娟，王海译．用 ＴＣＰ／ＩＰ 进行网际互连［Ｍ］．北京：电子工业出版 社．１９９８．
３ DSP 与网络接口的硬件设计
在本系统的硬件设计中， 采用了 Ｔ Ｉ 公司的 ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７ 作为主控制器［２］，和其下外围设备进行数据 通信， 进行数据采集处理。网络接口控制芯片用 Ｒ Ｅ Ａ Ｌ Ｔ Ｅ Ｋ Ｒ公司的 Ｒ Ｔ Ｌ ８ ０ １ ９ Ａ Ｓ 。兼容 Ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ 和 ＩＥＥＥ８０２．３ 协议；１０Ｍ 收发的传输速度。为了简化 ＤＳＰ 网 络接口的软、硬件设计， 选用跳线接口模式。用 ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７ 的地址总线和数据总线对 ＲＴＬ８０１９ＡＳ 的 寄存器进行初始化配置，这样既省去了 ９３Ｃ４６，又避免了跳 线器更改资源配置的麻烦。使用 ２４Ｌ２５６，将 ＩＰ 地址、网 卡 Ｍ Ａ Ｃ 地址和其他参数保存在里面。Ｒ Ｔ Ｌ ８ ０ １ ９ Ａ Ｓ 的总 线接口是与 ＩＳＡ 总线兼容的，虽然不能与 ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７ 的外部总线直接接口， 但是只要进行一些简单的逻辑变换 就可以了。另外，ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７ 的总线电平是 ３．３ Ｖ的， ＲＴＬ８０１９ＡＳ 的接口电路是 ５Ｖ 的，二者接口时要使用三态 电平转换器 ７４ＬＳ２４５。系统的硬件接口电路图如图 １ 所示。
（１） 数据包发送 先将待发送的数据包按以太网协议指定格式存入 Ｒ Ｔ Ｌ ８ ０ １ ９ Ａ Ｓ 芯片 Ｒ Ａ Ｍ ， 给出发送缓冲区首地址和数据 包长度，启动发送命令即可实现 ＲＴＬ８０１９ＡＳ 发送功能。 ＲＴＬ８０１９ＡＳ 会自动按以太网协议完成发送并将结果写 入状态寄存器。 （２） 数据包接收 ＤＳＰ 可以用查询方式或中断方式对 ＲＴＬ８０１９ＡＳ 接 收到的数据包进行处理，接收缓冲区构成一个循环 ＦＩＦＯ 队列，ＰＳＴＡＲＴ、Ｐ Ｓ Ｔ Ｏ Ｐ 两个寄存器限定了循环队列的 开始和结束页， Ｃ Ｕ Ｒ Ｒ 为写入指针， 受芯片控制， 当接收 到数据时， Ｃ Ｕ Ｒ Ｒ 自动加一。Ｂ Ｎ Ｒ Ｙ 为读出指针， 由 Ｄ Ｓ Ｐ 程序控制。根据 Ｃ Ｕ Ｒ Ｒ ＝ ＝ Ｂ Ｎ Ｒ Ｙ ＋ １ ？ 可以判断是否收到 新的数据包， 新收到的数据包按图 ２ 格式存于以 Ｃ Ｕ Ｒ Ｒ 指出的地址为首址的 Ｒ Ａ Ｍ 中。当 Ｃ Ｕ Ｒ Ｒ ＝ ＝ Ｂ Ｎ Ｒ Ｙ 时 芯片停止接收数据包。 在查询方式下， 通过 Ｃ Ｕ Ｒ Ｒ 和 Ｂ Ｎ Ｒ Ｙ 两个寄存器