寶山城工業(yè)園網絡接口規(guī)格

嵌入式系統(tǒng)以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應了各種應用系統(tǒng)中對功能、可靠性、成本、體積、功耗等的嚴格要求，因此它贏得了巨大的市場，在應用數(shù)量上遠遠超過了各種通用計算機。嵌入式接入Internet是近幾年隨著計算機網絡技術的普及和發(fā)展而發(fā)展起來的一項新興概念和技術，它通過為現(xiàn)有嵌入式系統(tǒng)增加因特網接入能力來擴展其功能，一般指設備通過嵌入式模塊而非PC系統(tǒng)直接接入Internet，以Internet為介質實現(xiàn)信息交互的過程，通常又稱為非PC接入。嵌入式系統(tǒng)利用網絡接口控制芯片實現(xiàn)與網絡的通信功能，成本低，控制方便可靠，滿足系統(tǒng)對通信的要求?？紤]到本身的特點，在大量工業(yè)領域中應用嵌入式設備功能比較單一，在上述網絡接口控制芯片接口程序的基礎上只需要開發(fā)簡化的嵌入式協(xié)議棧，就可滿足許多情況下的應用需求。目前，許多公司和組織致力于將以太網與現(xiàn)場總線實現(xiàn)無縫連接，使以太網越來越向底層延伸。以太網在現(xiàn)場設備中的應用研究和基于以太網的智能芯片的開發(fā)等也日益成為研究的熱點。1 嵌入式接入網的主要方式目前嵌入式系統(tǒng)接入Internet通常有以下兩種主要方式：(1)采用高速的16／32Bit微控制器直接實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議，這種方法的實現(xiàn)框圖如圖1所示。這種方式可以使嵌入式系統(tǒng)直接與Internet相連，有很大的靈活性。缺點是占用的系統(tǒng)資源較多，對微控制器的要求也很高，無法在8／16Bit低速微控制器為核心的嵌入式系統(tǒng)上實現(xiàn)。(2)使用嵌入式網關來實現(xiàn)，如圖2所示。各個嵌入式系統(tǒng)首先和網關進行通信，通信方式采用傳統(tǒng)的RS-232、RS-485等，由嵌入式網關負責實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議，完成嵌入式系統(tǒng)的信息與Internet的信息交互。這種方案解決了以低速8／16Bit微控制器為核心的嵌入式系統(tǒng)接入Internet的問題。缺點是需要一個專門的嵌入式網關，而且和各個嵌入式系統(tǒng)之間的通信同樣受到速度和距離的限制，這種方法的實現(xiàn)成本將會增加。2 嵌入式系統(tǒng)的組成嵌入式系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器微處理器、存儲器及外設器件和30端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件（要求實時和多任務操作）和應用程序編程。嵌入式系統(tǒng)的核心是嵌入式微處理器。嵌入式互聯(lián)的目標是嵌入式設備工作在以網絡為中心的環(huán)境中，把“孤立的目標系統(tǒng)”相互連接起來。為適應嵌入式分布處理結構和應用上網需求，嵌入式系統(tǒng)必需配有一種或多種網絡通信接口，使嵌入式微控制器不僅能執(zhí)行傳統(tǒng)的控制功能，而且還能執(zhí)行與連接因特網相關的功能，從而把標準網絡技術（TCP/IP）一直擴展到嵌入設備，由嵌入式系統(tǒng)自身實現(xiàn)Web服務器功能，這是解決嵌入式Internet問題的最佳方案；嵌入式設備接入Intranet/Internet網原則上講，只要實現(xiàn)TCP/IP網絡協(xié)議就可以。針對嵌入式設備連接涉及的兩個關鍵問題即傳送信息的媒質和采用的協(xié)議。最常用的聯(lián)接模式是以太網通信介質的有線連接與TCP/IP協(xié)議。其網絡體系結構與協(xié)議分層如圖1所示。利用網絡接口控制器（NIC-Network InteRFace Controller）來實現(xiàn)物理層和鏈路層協(xié)議，同時微處理器運行嵌入式TCP/IP協(xié)議通信模塊來實現(xiàn)與Intranet/Internet網的連接。一旦這個目標得以實現(xiàn)，就能在網絡環(huán)境下在任何時間從任何地點對位于任何其它地方的系統(tǒng)中的微控制器進行監(jiān)控，利用傳統(tǒng)的Web和因特網機制遠程監(jiān)視數(shù)據和運行情況控制，而且還能在合適的條件下對系統(tǒng)進行調試、升級和維護。 技術難點分析3．1 發(fā)送數(shù)據的封裝把一組數(shù)據發(fā)送到基于TCP/IP協(xié)議的網絡上，首要條件是產生符合TCP/IP協(xié)議的數(shù)據格式。首先從一個物理幀的格式來分析。一個標準的IEEE802.3的物理幀如圖4所示：如果與嵌入式系統(tǒng)的通信只是局限于局域網之中，在物理幀的數(shù)據域內可以直接放置要發(fā)送的數(shù)據。如果需要和其他的網絡進行通信，在物理幀的數(shù)據域中需要封裝更高層的協(xié)議，嵌入式系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據應該封裝在高層協(xié)議的數(shù)據域內。這些數(shù)據的層層封裝和物理幀的形成對于速度沒有特殊的要求，普通的低速微控制器完全可以實現(xiàn)。3．2 發(fā)送數(shù)據的發(fā)送以10M以太網為例說明，發(fā)送數(shù)據時應該做的工作是，首先對待發(fā)送的數(shù)據進行曼徹斯特編碼，而后對編碼后的數(shù)據進行扭曲處理，使發(fā)送的數(shù)據適合在 10M以太網上傳輸，最后把處理好的數(shù)據以10M的速度發(fā)送到以太網上。同時，為了保證數(shù)據的有效發(fā)送，系統(tǒng)還應具有沖突檢測和重發(fā)的功能。從以上的發(fā)送過程可以看出，直接用普通的微控制器是很困難的，應該考慮用其他的方法實現(xiàn)。4 一種嵌入式網絡接口的實現(xiàn)方案基于因特網的嵌入式網絡體系結構實現(xiàn)的核心問題是如何實現(xiàn)嵌入式網絡接口。在眾多實現(xiàn)方案中,以ＭＣＵ為核心的實現(xiàn)方案,雖然實現(xiàn)起來有一定困難,仍因其極低的成本,受到格外重視。在此實現(xiàn)了一種網絡接口芯片與ＭＣＵ相結合的方案,如圖5所示。RTL8019AS與硬件實現(xiàn)以太網接口芯片中,選用RTL8019AS。由臺灣Ｒｅａｌｔｅｋ公司生產的RTL8019AS以太網控制器,由于其優(yōu)良的性能、低廉的價格,使其在市場上的10Ｍｂｐｓ網卡中占有相當?shù)谋壤?。使?051/52兼容單片機實現(xiàn)對RTL8019AS的控制,電路圖如圖6所示。RTL8019AS采用8位數(shù)據傳輸?shù)奶€模式(ＩＯＣＳ16接地, ＪＰ接高電平)。Ｐ0口通過地址鎖存器實現(xiàn)地址數(shù)據復用。Ｐ3.4片選RTL8019AS。數(shù)據收發(fā)不使用中斷驅動,全部由軟件查詢實現(xiàn)?；刂愤x擇引腳ＩＯＳ[3:0]空,Ｉ/Ｏ基地址為300Ｈ。使用雙絞線為通信介質,所使用的引腳有:ＴＰＩＮ+,ＴＰＩＮ-,ＰＯＵＴ+,ＴＰＯＵＴ-,連入耦合隔離變壓器ＦＢ2022,通過ＲＪ 45插頭實現(xiàn)與網絡的連接。通常ＴＣＰ/ＩＰ是指Ｉｎｔｅｒｎｅｔ協(xié)議簇,而不單單是ＴＣＰ/ＩＰ。因此,在8ｂｉｔＭＣＵ不大的ＲＯＭ空間里,不可能實現(xiàn)所有的ＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議。考慮到嵌入式應用中硬件系統(tǒng)的多樣性,完成特定功能的應用程序也各不相同,因而軟件的設計在保證滿足功能前提下,最好短小,易于被移植,尤其是應用程序與網絡協(xié)議軟件應具備一定的獨立性。因此,選擇ＴＣＰ/ＩＰ作為嵌入式網絡的通信協(xié)議,同時必須對ＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議簇根據實際需要進行必要的刪減,即實現(xiàn)一個ｔｈｉｎＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議簇。通常的ｔｈｉｎＴＣＰ/ＩＰ的層次結構與標準的ＴＣＰ/ＩＰ的一樣,也是四層結構(圖7)。以太網接口層主要實現(xiàn)對以太網接口芯片的控制,ＩＰ層根據實際需要選擇實現(xiàn)ＡＲＰ(地址解析協(xié)議)、ＲＡＲＰ(反向地址解析協(xié)議)、ＩＣＭＰ(因特網控制報文協(xié)議)以及ＩＧＭＰ(網絡組管理協(xié)議)。傳輸層主要由ＴＣＰ(傳輸控制協(xié)議)和ＵＤＰ(用戶數(shù)據報協(xié)議)組成,在實際實現(xiàn)時,根據需要可只實現(xiàn)其中一個。ＣＩＰ(控制信息協(xié)議)是專為控制設備、基于對象的一種方法,它是獨立于特定網絡的應用層協(xié)議,提供了訪問數(shù)據和控制設備操作的服務集。ＣＩＰ的制定需要根據具體應用加以考慮,與通常協(xié)議的格式相似,也為“命令+數(shù)據”模式。

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一、 RJ45連接器觸點的端接分類如下。端接方式分為分離式連接和長久性連接：1.分離式連接：有三種方式：彈簧施加的直接接觸壓力、螺釘產生的直接接觸壓力和楔塊產生的接觸壓力。接觸點有摩擦問題。典型端子，如螺釘固定端子和插入式端子；2.長久性連接：有多種方法，如釬焊、銅焊、點焊、導電膠粘接等；通過機械方法實現(xiàn)的長久性電氣連接，如壓接、纏繞、冷焊、鉚接等二、 RJ45連接器觸點端接是一種常見的端接方法1.接焊一般包括導線和觸點的接焊以及觸點和印制板的接焊。通常通過手動和波峰焊連接。其原理是，焊錫“潤濕”其他金屬的表面，并形成一個錫-接焊組合，其中存在各種物理、化學和冶金力和效應的復雜交織。牢固結合的關鍵因素包括控制接焊溫度、控制接焊時間、清潔接焊表面等。如果需要助焊劑和焊料，由于各種不當操作，焊點的微觀結構可能存在隱患；2、壓接：壓接可靠性高，操作方便，速度快，對人員素質要求低，可避免化學污染和熱污染。卷曲有多種形式。圓柱形壓接常用于軍工產品中，可分為可拆卸和可更換或不可拆卸和可更換。要緊的是導線、端子和操作工具之間的正確配合。此外，剝線時不應損壞導線，導線的插入應適當。壓接工具包括手動壓接鉗、自動或半自動壓接機等。3.纏繞是指在張力下纏繞導體，將實心導體纏繞在帶有棱角的圓柱形桿上，使其在棱角處變形，從而使導體與圓柱形桿之間形成氣密接觸面。繞組的技術要求見mil-std-1130。有手動卷繞槍和程控自動卷繞設備。繞組有兩種類型：一種是繞在立柱上的所有導線都是線；其次，根部的一圈是帶絕緣護套的導體。繞組突出的特點是其高可靠性，比接焊高2-3個數(shù)量級，操作簡單，在繞組錯誤或線路改進時易于拔出導線。然而，幾乎所有的電流都流經前幾圈導線，這需要繞組空間，僅適用于小截面的單股軟導線，因此其使用受到束縛；4.插入是一種可分離的物理連接方法，即將引腳和總線連接器的終端部分插入多層印制板的金屬化孔中，終端部分的彈性結構與金屬化孔接觸。5.穿刺實際上是針腳和總線連接器的觸點與帶狀電纜之間的壓接。有兩種方式：一種是刺穿絕緣層（周圍導線壓接）；其次，一定要刺穿導線本身形成壓接（刺穿導線壓接）。

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路由器是一種負責尋徑的網絡設備，它在互連網絡中從多條路徑中尋找通訊量最少的一條網絡路徑提供給用戶通信。路由器有兩大典型功能，即數(shù)據通道功能和控制功能。數(shù)據通道功能包括轉發(fā)決定、背板轉發(fā)以及輸出鏈路調度等，一般由特定的硬件來完成?？刂乒δ芤话阌密浖韺崿F(xiàn)，包括與相鄰路由器之間的信息交換、系統(tǒng)配置、系統(tǒng)管理等。交換是一個涵義廣泛的詞語，當它被用來描述數(shù)據網絡第二層的設備時，實際指的是一個橋接設備。而當它被用來描述數(shù)據網絡第三層的設備時，又指的是一個路由設備。即交換機和路由器都可用來交換網絡設備，只是所交換的網絡層次不同。同時交換機和路由器都可以用來上網，都是用來擴展網絡的。傳統(tǒng)的交換機只能分割沖突域，不能分割廣播域；而路由器可以分割廣播域。由交換機連接的網段仍屬于同一個廣播域，廣播數(shù)據包會在交換機連接的所有網段上傳播，在某些情況會導致通信擁護和安全漏洞。連接到路由器上的網段會被分配成不同的廣播域，廣播數(shù)據不會穿過路由器。雖然第三層以上交換機具有VLAN功能，也可以分割廣播域，但是各子廣播域之間是不能通信交流的，它們之間的交流仍然需要路由器。路由器提供了防火墻的服務，它僅僅轉發(fā)特定地址的數(shù)據包，不傳送不支持路由協(xié)議的數(shù)據包傳送和求知目標網絡數(shù)據包的傳送，從而可以防止廣播風暴。

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網絡綜合布線產品中比較暢銷的一款是網絡直通頭，它是兩端網線不夠長的時候能夠無阻傳輸，保證傳輸速率不變且不掉包等。那么此款網絡直通頭有那些細節(jié)描寫呢？規(guī)格是什么樣子的？屏蔽款網絡直通頭能夠更好的傳輸數(shù)據，保障數(shù)據達到各種傳輸速率，各類別的傳輸速率也能符合要求，對于一些較真的產品喜愛者而言，各個部件如下哦。1.屏蔽銅殼主體；2.PC內主體；3.PCB線路板；4.針芯整體；5.RJ45接口接下來就詳細的介紹一下關于網絡屏蔽直通頭模塊的樣式嘍。英曼網絡屏蔽直通頭的類別分為：超五類、六類、超六類、七類，都是符合國際電工協(xié)會IEC60603標準。材質及表面處理采用的是黃銅鍍鎳、插芯采用青磷銅電鍍金3U，PCB線路板采用FR-4.0；注塑的部分采用的是全新聚碳酸脂（PC）。配置特性上，適配接口為RJ45 8P8C標準插座。機械特性上，插拔力測試小于等于30N，接口插拔次數(shù)為750次。電氣特性上，接觸電阻最大20M?，絕緣電阻100V DC最小500M?，耐壓是1500V DC OR AC Peak。環(huán)境性能上，存儲溫度為-40°至+70°，工作溫度為-10°至+60°。英曼網絡屏蔽直通頭采用的組件均滿足ROHS環(huán)保指令要求，兼容所有RJ45接口的網線電腦、交換機等網絡數(shù)據鏈接?？梢詰迷诠I(yè)/數(shù)據中心/辦公場所/樓宇/船舶/航天/家庭等網絡。