隨著Internet的普及,實現(xiàn)智能家居遠程控制不再是人們的夢想,所謂遠程控制,是指管理人員在異地通過計算機網(wǎng)絡異地撥號或雙方都接入Internet等手段,聯(lián)通需被控制的計算機,將被控計算機的桌面環(huán)境顯示到自己的計算機上,通過本地計算機對遠方計算機進行配置、軟件安裝程序、修改等工作。遠程喚醒(WOL),即通過局域網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程開機。CAN是控制器局域網(wǎng)絡(Controller Area Network, CAN)的簡稱,是由研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國BOSCH公司開發(fā)了的,并最終成為國際標準(ISO118?8)。是國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。 在北美和西歐,CAN總線協(xié)議已經(jīng)成為汽車計算機控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標準總線,并且擁有以CAN為底層協(xié)議專為大型貨車和重工機械車輛設計的J1939協(xié)議。近年來,其所具有的高可靠性和良好的錯誤檢測能力受到重視,被廣泛應用于汽車計算機控制系統(tǒng)和環(huán)境溫度惡劣、電磁輻射強和振動大的工業(yè)環(huán)境。CAN與以太網(wǎng)采用的網(wǎng)絡協(xié)議,為計算機網(wǎng)絡中進行數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定的集合。例如,網(wǎng)絡中一個微機用戶和一個大型主機的操作員進行通信,由于這兩個數(shù)據(jù)終端所用字符集不同,因此操作員所輸入的命令彼此不認識。為了能進行通信,規(guī)定每個終端都要將各自字符集中的字符先變換為標準字符集的字符后,才進入網(wǎng)絡傳送,到達目的終端之后,再變換為該終端字符集的字符。當然,對于不相容終端,除了需變換字符集字符外。其他特性,如顯示格式、行長、行數(shù)、屏幕滾動方式等也需作相應的變換。
1 網(wǎng)關的硬件設計1.1 系統(tǒng)硬件結構
該系統(tǒng)的硬件部分主要由ARM、以太網(wǎng)接口、CAN接口、高速存儲器、JTAG口、復位電路和電源等組成,其系統(tǒng)硬件結構如圖1所示。ARM移植TCP/IP通信協(xié)議和CAN協(xié)議,可完成以太網(wǎng)協(xié)議和CAN總線協(xié)議轉換,實現(xiàn)以太網(wǎng)接口和CAN接口通信數(shù)據(jù)的透明傳輸。以太網(wǎng)(Ethernet)指的是由Xerox公司創(chuàng)建并由Xerox、Intel和DEC公司聯(lián)合開發(fā)的基帶局域網(wǎng)規(guī)范,是當今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標準。以太網(wǎng)絡使用CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問及沖突檢測)技術,并以10M/S的速率運行在多種類型的電纜上。以太網(wǎng)與IEEE802·3系列標準相類似。
1.2 主控制器的選擇
微處理器選用PhiIips公司ARM7TDMI內(nèi)核的32位微控制器LPC2294,與一般單片機相比,LPC2294可嵌入操作系統(tǒng)。LPC2294內(nèi)嵌256 KB的高速FLASH存儲器和16 KB的靜態(tài)RAM,多個外部中斷和串行口,LPC2294內(nèi)部還集成了CAN控制器,只要加上CAN總線收發(fā)器就可以構成CAN節(jié)點,從而大大簡化了硬件電路。微處理器用一片或少數(shù)幾片大規(guī)模集成電路組成的中央處理器。這些電路執(zhí)行控制部件和算術邏輯部件的功能。微處理器與傳統(tǒng)的中央處理器相比,具有體積小,重量輕和容易模塊化等優(yōu)點。微處理器的基本組成部分有:寄存器堆、運算器、時序控制電路,以及數(shù)據(jù)和地址總線。微處理器能完成取指令、執(zhí)行指令,以及與外界存儲器和邏輯部件交換信息等操作,是微型計算機的運算控制部分。它可與存儲器和外圍電路芯片組成微型計算機。自從人類1947年發(fā)明晶體管以來,50多年間半導體技術經(jīng)歷了硅晶體管、集成電路、超大規(guī)模集成電路、甚大規(guī)模集成電路等幾代,發(fā)展速度之快是其他產(chǎn)業(yè)所沒有的。半導體技術對整個社會產(chǎn)生了廣泛的影響,因此被稱為“產(chǎn)業(yè)的種子”。中央處理器是指計算機內(nèi)部對數(shù)據(jù)進行處理并對處理過程進行控制的部件,伴隨著大規(guī)模集成電路技術的迅速發(fā)展,芯片集成密度越來越高,CPU可以集成在一個半導體芯片上。