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Post on 05-Apr-2015
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Prof. Dr.-Ing. Clemens Gühmann Institut für Energie- und Automatisierungstechnik
Fachgebiet Elektronische Mess- und Diagnosetechnik
Studienarbeit
Mini-Web-Server auf einem Signalcontroller
Kornelius Tetzner
Prof. Dr.-Ing. Clemens Gühmann Institut für Energie- und Automatisierungstechnik
Fachgebiet Elektronische Mess- und Diagnosetechnik
Aufgabenstellung
Realisierung eines Web-Servers auf einem Signalcontroller
Dadurch soll ermöglicht werden, auf Messdaten über das Internet zuzugreifen.
Prof. Dr.-Ing. Clemens Gühmann Institut für Energie- und Automatisierungstechnik
Fachgebiet Elektronische Mess- und Diagnosetechnik
Einleitung
Vorteile eines Signalcontroller gesteuerten Webservers:
- Zugriff auf Messdaten jederzeit und jederorts möglich
- Anbindung von Sensoren und steuerbaren Interfaces wie z.B. LEDs, Motoren, Schalter, Pumpen etc. sowie deren Ansteuerung
Multifunktional einsetzbar
- kostengünstig
Prof. Dr.-Ing. Clemens Gühmann Institut für Energie- und Automatisierungstechnik
Fachgebiet Elektronische Mess- und Diagnosetechnik
Funktionsweise eines Webservers
-Daten werden über mehrere Schichten von verschiedenen Protokollen übertragen (Stack)
-Diese unterteilen sich grob in:
-Anwendungsschicht
-Transportschicht
-Internetschicht
-Netzzugangsschicht
-Implementierung dieser Schichten ist unabdingbar für einen Webserver
Prof. Dr.-Ing. Clemens Gühmann Institut für Energie- und Automatisierungstechnik
Fachgebiet Elektronische Mess- und Diagnosetechnik
Funktionsweise eines Webservers
Anwendungsschicht
Transportschicht
Internetschicht
Netzzugangsschicht
-umfasst Protokolle, die mit Anwendungs-programmen zusammenarbeiten (hier: HTTP)
-stellt Verbindungen zwischen jeweils zwei Endpunkten (Netzwerkteilnehmern) zum gesicherten Versenden von Datenströmen her (hier: TCP)
-Weitervermittlung von Datenpaketen und deren Wegewahl (Routing) (hier: IP)
-stellt mechanische und elektrische Hilfsmittel zur Verfügung, um physikalische Verbindungen zu aktivieren/deaktivieren, sie aufrecht zu erhalten und Bits darüber zu übertragen (hier: Ethernet)
Prof. Dr.-Ing. Clemens Gühmann Institut für Energie- und Automatisierungstechnik
Fachgebiet Elektronische Mess- und Diagnosetechnik
Verwendete HardwareSignalcontroller dsPIC30F4012- 48 KB on-chip Flash Programmspeicher- 2 KB on-chip RAM- bis zu 30 MIPS Operationen-SPI, I²C, UART, CAN Schnittstellen
Ethernetcontroller ENC28J60-IEEE 802.3 kompatibler Ethernetcontroller-integrierter MAC und PHY-Ansteuerung via SPI
SD Cardcontroller uALFAT-integriertes FAT16 Dateisystem-Ansteuerung via SPI, I²C oder UART
Prof. Dr.-Ing. Clemens Gühmann Institut für Energie- und Automatisierungstechnik
Fachgebiet Elektronische Mess- und Diagnosetechnik
SD Cardcontroller uALFAT
Implementiertes FAT Dateisystem auf µC
uALFAT
Vorteil -schneller Zugriff- keine externe Beschaltung nötig- keine Kosten
- Anbindung von SD und USB Interfaces möglich- Umfangreicher Softwaresupport
Nachteil - erhöhter Softwareaufwand- erhöhter Programm- und RAM Speicherbedarf
- geringere Datenübertragungsrate - erhöhter Hardwareaufwand
Prof. Dr.-Ing. Clemens Gühmann Institut für Energie- und Automatisierungstechnik
Fachgebiet Elektronische Mess- und Diagnosetechnik
Blockschaltbild
SD Card-Controller
uALFAT
MCU
dsPIC30F4012
Ethernetcontroller
ENC28J60
RJ45 Buchsemit
Übertrager
SensorenLEDsTaster
Prof. Dr.-Ing. Clemens Gühmann Institut für Energie- und Automatisierungstechnik
Fachgebiet Elektronische Mess- und Diagnosetechnik
Software-vorteilhaft für die Implementierung der Software ist die Verwendung eines bereits existierenden TCP/IP Stacks sowie einer Library zur Ansteuerung des uALFAT Chips
Microchip stellt kostenfrei diesen Stack zur Verfügung
GHI electronics stellt Library für den uALFAT zur Verfügung
• Konfiguration der TCP/IP Software und Anpassung dieser an den dsPIC30F4012
• Einbindung der uALFAT Libraries
• Zusammenführen beider Softwarepakete
Prof. Dr.-Ing. Clemens Gühmann Institut für Energie- und Automatisierungstechnik
Fachgebiet Elektronische Mess- und Diagnosetechnik
Ausgabe von Werten auf Webseite
Webseiteruft
CGI Variable auf
Auslesen von Sensorwerten oderBerechnung von auszugebenden
Werten und Speicherung
Zuweisung von CGI Variablenfür bestimmte Anweisungen
Ausführen der Anweisung z.B.Ausgabe des Wertes
durch Strings
Prof. Dr.-Ing. Clemens Gühmann Institut für Energie- und Automatisierungstechnik
Fachgebiet Elektronische Mess- und Diagnosetechnik
Zusammenfassung und Ausblick
-Darstellung von Webseiten sowie Herunterladen von Daten möglich
-Aktualisierung der Seiten über PC
-Ansteuerung von Bauteilen
-Ausgabe von Sensormessdaten
-Übertragungsrate bei 4 KB/s
-Implementierung von FTP zur Aktualisierung der Webseiten
-Entwicklung eines eigenen SD Cardcontrollers
Kosteneinsparung, höhere Übertragungsrate
Prof. Dr.-Ing. Clemens Gühmann Institut für Energie- und Automatisierungstechnik
Fachgebiet Elektronische Mess- und Diagnosetechnik
Nun zur Vorführung…
Prof. Dr.-Ing. Clemens Gühmann Institut für Energie- und Automatisierungstechnik
Fachgebiet Elektronische Mess- und Diagnosetechnik
Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit!
MAX232dsPIC30F4012
Temperatursensor TMP121
ENC28J60
MagJack
LEDs
uALFAT
SD Karte
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