梁棟 張健 李玉琳 凡兆龍 郭鑫宇

　　北方自動控制技術(shù)研究所 030006

　　摘 要：互聯(lián)網(wǎng)的概念現(xiàn)如今大家已經(jīng)非常熟悉，過去使用的傳呼機(jī)演變到現(xiàn)在的微信電話，過去大人們要是想給遠(yuǎn)方的親戚聯(lián)系，還會使用信件，現(xiàn)在一個(gè)在線聊天就能解決，互聯(lián)網(wǎng)拉近了距離。當(dāng)提到以太網(wǎng)的時(shí)候，大家可能就會感覺陌生了，其實(shí)以太網(wǎng)就是互聯(lián)網(wǎng)中的一個(gè)小部分的稱呼，無數(shù)個(gè)以太網(wǎng)匯聚在一起就成了互聯(lián)網(wǎng)，在網(wǎng)絡(luò)剛興起之前的時(shí)候其實(shí)是局域網(wǎng)的作為主流，以太網(wǎng)可以通過達(dá)到一定數(shù)量在通過數(shù)據(jù)連接形成局域性的網(wǎng)絡(luò)，局域性的網(wǎng)路連接就成了互聯(lián)網(wǎng)，本文將講解基于以嵌入方式Web，具有時(shí)間上的急速性的一種新型分布控住以太網(wǎng)的系統(tǒng)。

　　關(guān)鍵詞：分布式控制; 交換式以太網(wǎng); 嵌入式Web Server;

　　今年來新型的行業(yè)就是互聯(lián)網(wǎng)+�；ヂ�(lián)網(wǎng)改變了過去行業(yè)布局，也顛覆了很多傳統(tǒng)行業(yè)，加速升級或者消失成為了當(dāng)代的旋律，隨著這場變革浪潮，我們很多公司都要求在當(dāng)下控制系統(tǒng)到看管系統(tǒng)能高效全面的對接起來達(dá)到集成化，并且這種集成化要做到能夠形成一系列的較為基本的開放單元，過去企業(yè)所使用的以太網(wǎng)已經(jīng)逐步的從使用性達(dá)到了控制層面，并且現(xiàn)在的科技水平的提高，各種標(biāo)準(zhǔn)化的完善，已經(jīng)使得自動控制變得更加容易[1]，目前Web Server在傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)中已經(jīng)出現(xiàn)的新的研究點(diǎn)，下面我將開始講解以嵌入方式Web，具有時(shí)間上的急速性的一種新型分布控住以太網(wǎng)的系統(tǒng)。

　　分布控制系統(tǒng)的整體架構(gòu)

　　分布控制是指多個(gè)子小項(xiàng)通過一個(gè)集中地處理器進(jìn)行控制，使得子小項(xiàng)能夠用最少的時(shí)間和最少的成本來整體運(yùn)行，并且這樣的系統(tǒng)還具有一定的穩(wěn)定性。以太網(wǎng)也是如此，它的處理器就是交換機(jī)，一臺交換機(jī)就算雨傘的傘頂，而所有的小以太網(wǎng)相當(dāng)于傘尖一樣牢牢地控制在一起。交換機(jī)上有很多的接口，每一個(gè)接口都可以連接一個(gè)電子設(shè)備，每個(gè)電子設(shè)備都有一條傘骨一樣的通道，提供完整的直接的帶寬路線，不會出現(xiàn)與其他端口的設(shè)備出現(xiàn)干涉的現(xiàn)象，在傳輸這些數(shù)據(jù)的時(shí)候會急速的提升效率[2]。交換機(jī)還有一個(gè)非常好的特性，它能隨之?dāng)U展自身的帶寬，交換機(jī)的端口可以連接較大的服務(wù)器，可以使得在多臺電子設(shè)備上同時(shí)使用而不受影響。工作站的價(jià)值在于它能設(shè)定各種數(shù)據(jù)，還可以查看這些設(shè)備的記錄，只需要打開軟件，通過軟件觀看就可以完成控制的檢驗(yàn)。工作站還有其他功能，能夠監(jiān)督端口的是否工作。以太網(wǎng)的端口可以將控制器完美的嵌入其中，可以根據(jù)需求，單獨(dú)的控制單個(gè)或者多個(gè)的端口運(yùn)轉(zhuǎn)[3]。這樣一個(gè)以交換機(jī)為主體的系統(tǒng)通過光纖連接到其他的網(wǎng)絡(luò)中后，可以根據(jù)端口獲取到其在使用期間的所有數(shù)據(jù)。

　　以太網(wǎng)的實(shí)效性

　　以太網(wǎng)最早獲得世界的認(rèn)可是在于其商業(yè)中無可替代的價(jià)值，基于其超高的價(jià)值，目前已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域起到了開始興起，大眾對于以太網(wǎng)的認(rèn)識還是比較片面的，很多人認(rèn)為其使用在工業(yè)領(lǐng)域根本就是一種錯(cuò)誤，以太網(wǎng)的訪問方式不適用與工業(yè)化發(fā)展。但是隨著一部分工業(yè)企業(yè)的嘗試，發(fā)現(xiàn)以太網(wǎng)應(yīng)用在工業(yè)化中是一種非常準(zhǔn)確，高效的聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)。這種網(wǎng)絡(luò)搭建離不開交換機(jī)，交換機(jī)可以根據(jù)端口保證每個(gè)連接設(shè)備不會因?yàn)楦缮�，造成信號中斷，并且每個(gè)交換機(jī)都會在工作站中清楚標(biāo)識，很輕松的就能獲取狀態(tài)信息。共享介質(zhì)影響著通信的狀態(tài)，目前使用最多的就是雙工通信模式，這種模式可以有效避免因?yàn)榘腚p工的通信缺點(diǎn)，半雙工是在接受信息后，在發(fā)出信息需要等待接受完后才可以執(zhí)行。目前還有一項(xiàng)非常先進(jìn)的技術(shù)，是將局域網(wǎng)記性虛擬化，這種技術(shù)會將管理權(quán)限分割出來，不會與控制權(quán)限影響，這樣可以使得帶寬不會受到影響，每個(gè)端口都能根據(jù)自己的需求，什么時(shí)間都可以使用網(wǎng)絡(luò)，這會使得成本降低很多，需要維護(hù)的時(shí)間也會減少[4]。

　　對嵌入式Web Server的合理設(shè)計(jì)方案

　　在硬件方面應(yīng)該使用現(xiàn)在成熟的模塊系統(tǒng)，很多公司都已經(jīng)生產(chǎn)出合格的控制器，如果企業(yè)不使用現(xiàn)在現(xiàn)有的成熟硬件，那只好去自主研發(fā)新的硬件，新的硬件研發(fā)周期會很長，也會消耗很多的財(cái)力以及人力，得不償失，現(xiàn)在的硬件已經(jīng)做到了頂尖水平，無需在自主研發(fā)。軟件上則不同，需要根據(jù)自身的應(yīng)用方式結(jié)合實(shí)際來編輯，服務(wù)器需要做到能夠監(jiān)聽到每個(gè)端口的請求，并且會自動的分析請求中需要提供的服務(wù)內(nèi)容，并且在處理完這些請求后還能夠及時(shí)的反饋給端口。HTTP協(xié)議是一個(gè)非常規(guī)范使用很久的協(xié)議，在HTTP協(xié)議中已經(jīng)寫好了端口發(fā)送需求，以及端口接收需求的規(guī)則，同時(shí)也規(guī)定了服務(wù)器回復(fù)消息的格式等，通過規(guī)定所有的路徑來規(guī)定這個(gè)wed框架基礎(chǔ)。B/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用到系統(tǒng)中，可以使得在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的參數(shù)的時(shí)候，可以有效的判斷與其相匹配的控制器，發(fā)送到控制器，控制器根據(jù)架構(gòu)的任務(wù)內(nèi)容，在網(wǎng)絡(luò)上找到內(nèi)容，再返回到端口中。

　　總結(jié)

　　傳統(tǒng)的以太網(wǎng)沖突性還是很輕的，在工業(yè)領(lǐng)域來說，一旦出現(xiàn)任何一次沖突，就會造成所上傳或者下載的數(shù)據(jù)存在偏差，這一點(diǎn)點(diǎn)的偏差沒在工業(yè)領(lǐng)域中就會造成系統(tǒng)性的問題，所以工業(yè)上的以太網(wǎng)搭建一直較為緩慢和謹(jǐn)慎，而且傳輸上也會出現(xiàn)很長的延遲，而在工業(yè)中一點(diǎn)點(diǎn)的延遲就會造成不可估量的損失，以太網(wǎng)一般可以傳送數(shù)據(jù)16次，可想而知延遲是多么的巨大，工業(yè)的條件也相對來說比較差，工業(yè)中的各種線路也比較多，容易造成很多的干擾，這些都是傳統(tǒng)以太網(wǎng)的缺點(diǎn)，但是本文中已經(jīng)對這些缺點(diǎn)通過合理化設(shè)計(jì)已經(jīng)解決，并且充分發(fā)揮了以太網(wǎng)的交互能力，沒有降低以太網(wǎng)的抗負(fù)載的能力，這種嵌入的方式可以得到推廣，我們也會不余遺力的繼續(xù)研究出更好的以太網(wǎng)嵌入方式，為我們國家生產(chǎn)建設(shè)添磚加瓦。

　　參考文獻(xiàn):

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　　沈志偉.基于以太網(wǎng)的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)研究.[碩士學(xué)位論文].浙江大學(xué),2001

　　陳積明,王智,孫優(yōu)賢.工業(yè)以太網(wǎng)的研究現(xiàn)狀及展望.化工自動化及儀表,2001,28(6):1～4

　　王洵.基于嵌入式PC和EtherCAT實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的分布式光學(xué)組件控制系統(tǒng)研制[J].中國儀器儀表,2010(S1):158-161.

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