基于ARM的嵌入式网关设计

样就构 成 了 ４ ５到 以太 网协议 的转 换 智能 数据 网 ８ 关的原理 ：Ｐ ２ ７ Ｌ Ｃ ４ ８首先初始化 网络 设备 。 Ｉ Ｐ地址 以及
物 理地 址 存 在 Ｆａｈ中 网 关 主 要 完 成 数 据 的 打 包 和 接 ｌ ｓ 包 ． 件 的 整 体 架 构 如 下 如 所 示 ： 据 采 集 周 期 的时 间 硬 根 长 短 确 定 数 据 网关 连 接 电 表 的 个 数 ．一 般 每 个 网关 连
关 键 词 ：ＡＲＭ ７ Ｐ ４ ８ ８ ：Ｌ Ｃ２ ７ ；４ ５总线 ；以 太 网 ；ｕ Ｌｎ ｘ ｃ ｉｕ
０ 引 言
随着 全 球 能 源 消 耗 越 来 越 快 ．我 国 已 经 明 确 提 出
１ 硬 件 结 构
本 文 设计 的 嵌 入 式 网关 主 要 是 应 用 在 节 能监 控 方 面 ． 的 一侧 连 接 的 是 Ｒ 一 ８ 它 Ｓ ４ ５网络 。 侧 是 以 太 网 。 一 这
传输数据
（ ） 行 Ｕ Ｌｎ ｘ 统 移 植 。 ４进 Ｃ ｉｕ 系
收 稿 日 期 ：０ ｏ ８ ６ ２ １ 一０ —２ 修 稿 日期 ：０１ 一 ９ ６ ２ ｏ ０ —１
有 Ｓ Ｒ Ｍ、Ｒ Ｍ 的外部存储器 接 口 ． Ｄ Ａ ＳＡ 多个 串行接 口．
３个 ＩＣ。 个 ＩＳ ２ １ ２． Ｕ Ａ ４个 Ｒ Ｔ和 ３个 Ｓ Ｓ 。 持 １／ Ｐ Ｐ 支 ０
作 者 简介 ： 李晓 鹏 ， ， 西 成 阳人 ， 究 生 ， 究 方 向 为 嵌入 式 系统 与 自动 化 装 置 男 陕 研 研
现 计 机 ２１０ ｏ 代 算 ００９ ，
１０ ｔｅ ｔ Ｃ接 口 ， Ｄ Ａ 和 ＭＩＲ Ｉ 口 ， ０ Ｅｈｍｅ ＭＡ 带 Ｍ Ｉ ＭＩ接 ／ ４个 ３ ２位 的定 时器 ， 个 低 功 耗 的实 时 时 钟 ， 内还 集 中 了 一 片 看 门狗 定 时 器 ，６ １０个 通 用 Ｉ ／ Ｏ。
计 。系 统 结 构 分 为 ４部 分 ：
智能数据 阙关 ４５ ８， ｇ￣
图 １ 硬 件 结 构 图
（） １采集过程 。 采集终端通过 ４ ５总线电表信息数 ８
据。
１１ 数 据 网关 的 总体 设 计框 图 ．
终 端 Ｃ Ｕ 采 用 ３ 位 的 Ａ Ｍ７ Ｄ Ｓ 处 理 器 Ｐ ２ Ｒ Ｔ ＭＩ
在 ＩＯ 口上 扩 展 ４ ５接 口， ／ ８ 实现 通 过 ４ ５总 线 来 进 行 远 程 抄 表 ， 网 关 采 集 到 的 数 据 通 过 ８ 将
以太 网传 输 到 服 务 器 上 ， 太 网控 制 芯 片 选 用 ＤＰ ３ ４ ， 以 ８ ８ ８ 并进 行 了 ｕ Ｌ ｍ ｘ系统 移 植 。 ｃｉ ｔ
（ ） 据处理分析与存储过程 。 ２数 （ ） 据 通 信 过 程 。 务 器 和 网 关 之 间 采 用 以 太 网 ３数 服
Ｌ Ｃ ４ ８ 单个 ３３ Ｐ ２７ ， ．Ｖ供 电 ， 双 Ａ Ｂ总线 ． 带 Ｈ 这个芯片具
有 高达 ７ ＭＨ 的 始 终 频 率 ．片 内含 有 ５ ２ 的 Ｆａｈ ２ ｚ １Ｋ ｌ ． ｓ
３ ０ Ａ， ０ １ 采用半双工通信方式 。 ￣ 它完成将 １ Ｌ电平转换 Ｔ ｒ 为 Ｒ 一８ Ｓ ４ ５电平的功能。 Ａ ４ ５ 片的结构和引脚都 Ｍ Ｘ８芯
非 常 简 单 。 含 有 一 个 驱 动 器 和 接 收 器 Ｘ 和 Ｒ Ｄ 内部 ＴＤ Ｘ
端分别 为接 收器的输 出和驱动器 的输入端 ．与单 片机 连 接 时 只 需 分 别 与 单 片 机 的 Ｒ Ｄ 和 Ｔ Ｄ 相 连 即可 ： Ｘ Ｘ ／ Ｅ和 Ｄ Ｒ Ｅ端分别为 接收和发送 的使 能端 ． Ｒ 当／Ｅ为逻
辑 ０时 ． 件 处 于接 收状 态 ； Ｄ 器 当 Ｅ为 逻 辑 ｌ ， 件处 时 器 于发 送 状 态 ． 因为 ＭＡ ４ ５工 作 在 半 双 工 状 态 ． 以 只 Ｘ ８ 所 需 用 单 片机 的一 个 管脚 控 制这 两 个 引脚 即可 ： 和 Ｂ Ａ端
基 于 Ａ Ｍ 的嵌 入 式 网关 设计 Ｒ
李 晓鹏 ． 王 民慧
（ 州 大 学 电气 工 程 学 院 ，贵 阳 贵
摘
５ ００ ） ５ ０ ３
Байду номын сангаас
要 ：设 计 一 种 基 于 ＡＰＡ ７ ＴＤＭＩ ，￣ Ｓ处 理 器智 能数 据 网 关 ， 网 关 系统 以 Ｌ Ｃ２ ７ 该 Ｐ ４ ８为核 心 ， 过 通
接３ ２个 或 ３ ２个 以 下 的 电表
的关 键 是 智 能 数 据 网 关 。 是 将 各 电表 的 参 数 （ 括 电 它 包 表 的表 号 、 流 、 压 、 率 等 ） 过 ４ ５总 线 采 集 到 网 电 电 功 通 ８ 关 中 ． 后 通 过 以太 网 传输 到 服 务 器 本 文 设 计 的 是 基 然 于 Ａ Ｍ７的智 能 数 据 网关 的设 计 。 Ｒ 在 智 能数 据 网关 设 计 中 ． 理 器 的选 择 很 重 要 。 处 对 于 还 在 使 用 大 量 的 ８ １ 处 理 器 的嵌 入 式 设 备 而 言 ． 、６位 实 现 Ｔ ＰＩ 议 是 不 现 实 的 所 以 Ａ Ｍ 是 一 种 高 性 Ｃ／ Ｐ协 Ｒ 能 、 成 本 、 功 耗 的嵌 入 式 Ｒ Ｓ 低 低 ＩＣ微 处 理 器 ， 有 较 具 高 的 时 钟 频 率 和 强 大 的 控 制 功 能 ．能 够 高效 地 控 制 外 围器 件 。Ａ Ｍ 丰 富 的 片 上外 围设 备 提 供 了很 好 的扩 展 Ｒ 功 能 ， 以 简 化 电 路 设 计 ， 高 终 端 系统 性 能 。本 文 介 可 提 绍一 种 基 于 Ａ Ｍ７处 理 器 【 Ｃ ４ ８ 能 数 据 网关 的 设 Ｒ Ｊ ２７ 智 Ｐ
节能减排 目标 。 对高校来说 。 而 第一要务就是节约水 电
资 源 ． 以贵州大学开发一套智能节能监 管系统 ， 所 以便 对 每个 校 区 、 个 工作 单 位 、 个 寝 室 的用 电情 况 进 行 每 每
直观监控 ． 以免 在 无 人 的 情 况 造 成 资 源 浪 费 。整 个 系 统