基于嵌入式网络设备的远程监控系统设计

基于嵌入式网络设备的远程监控系统设计

摘要： 针对目前大量嵌入式网络设备应用于工业控制的监控领域，监控网络的性能、带宽、成本成为目前工业控制领域普遍关心的问题。而影响这一性能的是核心控制服务器的管理及设计结构优劣，为此本文提出了一个适于通用嵌入式设备的网络远程监控系统服务器结构，分析了该服务器需要提供了功能需求，其中重点研究了该网络监控系统的通信协议、嵌入式技术和现场总线技术等。

关键词: 嵌入式；监控；服务器；网络设备；工业控制

1 前言

随着控制、计算机、通信、网络等技术的发展，信息交换沟通的领域迅速扩大，覆盖了从企业的现场设备到控制、管理的各个层次，从工段、车间、工厂、企业乃至世界各地的市场。所以，如何更好的实现企业内现场控制、过程监控、经营管理、市场管理等各层次的汇通和数据共享，即实现“管理监控一体化”，是各个企业迫切需要解决的问题。工业控制网络和 Internet的无缝连接能够促进企业的网络化发展，顺应工业监控系统的发展潮流，具有强大的社会推动力和生命力。

嵌入式系统与网络技术的结合是顺应着低成本、高性能、网络化的时代潮流，是嵌入式系统迅速发展的方向，开创着嵌入式技术的美好未来。嵌入式系统与网络技术结嵌入式网络设备服务器联网系统的研究与实现，就是开发基于TCP/IP协议栈的Internet互联的嵌入式系统，即嵌入式Internet设备。它可以实现远程监控、管理、诊断和维护现场设备，实现各种智能设备，例如家用电器、工业控制装置或仪器、安全监控系统、汽车电子等与Internet网络的互联。

如果在工业控制网络体系结构的纵向上，可以实现工业控制网络和Internet网络的无缝连接，那么整个工控网络就好像只有一种通信协议，可以满足控制系统各个层次的要求，实现生产、管理和控制一体化。如果在工业网络体系结构的横向上，可以使多种工业控制网络统一协议标准，那么企业生产底层具有各种总线类型接口的现场仪表和设备就可以通讯，实现设备无差别化。

2 嵌入式设备服务器组成结构

嵌入式网络设备服务器广泛应用于工业控制领域，实现对工业现场设备和仪器仪表的监控。针对各种工业现场的不同应用需求，嵌入式网络设备服务器在设计时按用途分为两大类，一类适用于对系统成本敏感，数据量少，对通讯指标要求低的场合，价格低廉、货源充足的8/16位嵌入式控制器是首选，即低端嵌入式服务器系统;另一类适用于数据量大，对通讯的实时性和可靠性要求高的场合，性价比高的16/32位的嵌入式微处理器是最佳选择，即中高端嵌入式服务器系统。因此，在设计前期需要考虑系统的应用环境，选择合适的方案最大程度的满足工业现场各方面的需求。

在嵌入式网络设备服务器联网系统的软件设计上，完成服务器和网络接口功能的是嵌入式HTTP协议、EGI接口函数、嵌入式TCP/IP协议栈、异构协议转换程序、网络芯片驱动