基于Rabbit2000的SOCKET通信设计
摘要：本文选择微处理器Rabbit2000作为CPU，利用其软件平台Dynamic C实现了SOCKET通信。本设计采用客户端/服务器的工作模式。介绍了该SOCKET通信系统的组成，同时给出了系统通信接口原理图，详细说明了软件设计思想，并对在SOCKET通信中用到的函数作了说明。
关键词：Rabbit2000;SOCKET通信;客户端/服务器
引言
随着计算机和通信技术的进步，网络的智能化与灵活性不断增强，各种通信系统之间的互联互通也成为可能。本文给出了一种支持中/低端应用的通信平台设计方案，它支持以太网之间的数据传输，并具有 RS-232、RS-485接口。在软件实现原理上，本方案采用客户端/服务器的工作模式，使通信系统不仅能够正常地实现通信功能，而且能够实现在局域网内对系统的监视功能，同时能够在发现系统故障时，通过监视器发送复位命令使系统复位。
SOCKET通信系统组成
SOCKET通信系统组成如图1所示。
图1 系统组成框图
系统的各部分说明如下：
1. CPU：微处理器采用Rabbit2000，它是8位高性能微处理器，有6个串口，并具有标准的10针编程端口，避免了使用CPU仿真器及PROM编程器。
2. 网络接口芯片：网络接口采用以太网接口芯片RTL8019AS，它支持PNP自检方式;支持Jumper和Jumperless模式;支持UTP、AUI和BNC自动检测;支持10Base-T的自动极性改正;支持可编程的4诊断LED输出。
3. 服务器：建立SOCKET连接必须具有公网的IP地址，故应保证服务器中心计算机连接到Internet且取得IP地址。在系统正常工作之前，服务器终端需要运行SOCKET端口监听程序，并且设定为监听状态，同时要设定好端口号。
4. 监视器：用来实时监视系统的运行状况。在监视器主动连接被监视系统时，系统必须首先运行端口监听程序，并且设定好监视端口号。
5. RS-232接口：用来设置系统的参数，如IP地址、网关等参数。
6. RS-485接口：用来实现其他设备通过本系统接入以太网。
通信接口实现
SOCKET通信接口原理图如图2所示。
图2 SOCKET 通信接口原理图
本方案采用的是以太网接口芯片RTL8019AS，工作在跳线方式，这种工作方式能够降低整个系统的成本，并减少整个电路的连线。芯片的引脚61(LED0)和62(LED1)各接一个发光二极管，以反映网络的通信状态： LED0表示网络通信是否冲突;LED1表示是否接收到网络上的信息包。
SOCKET通信软件设计
Rabbit2000的软件平台Dynamic C中集成了强大的TCP/IP库文件，灵活应用Dynamic C中的库函数能够方便地实现SOCKET通信。本设计方案使系统工作在客户端/服务器模式下，即系统既能够作为客户端与服务器进行正常的通信，又能作为服务器，在监视器与系统建立连接之后，将系统工作的状态实时地发送给监视器，使系统的整个工作过程处于可监视状态。并且在监视器发现系统工作异常时，发送复位命令使系统复位，从而保证系统能够正常工作。
系统采用客户端/服务器工作模式，还能够在系统独立工作发生故障时，通过监视器跟踪系统的工作状态来发现系统出现故障的原因，从而能够快速解决问题，使系统重新正常工作。
系统的整体软件设计流程如图3所示。
系统上电之后，首先初始化串口和TCP连接，如果没有初始化成功则重新初始化;如果初始化成功则检测串口是否输入了新的系统配置信息。如果输入了则系统按新的配置信息运行;如没有输入，系统按默认配置信息运行。接着系统作为服务器，打开SOCKET被动连接，运行端口监听程序等待监视器的连接。然后作为客户端打开SOCKET主动连接服务器，如果连接10次未成功建立，则系统重新打开SOCKET，主动连接服务器，直到与服务器成功建立连接。与服务器成功建立连接后，整个系统进入正常的工作状态。系统正常工作以后，只要监视器成功连接，系统就开始向监视器发送运行信息，如果监视器没有成功连接，则系统重新运行端口监听程序。
函数说明
sock_init( )： 初始化TCP/IP连接;
ip_print_ifs( )：调试时用于显示设备的IP地址、网关和子网掩码;
ifconfig()： 修改设备的IP地址、网关和子网掩码等参数;
tcp_listen( )：创建一个SOCKET被动连接;本设计用来创建监视器连接程序;
tcp_open( )：创建一个SOCKET主动连接;
sock_established( )：检测SOCKET是否成功连接;
forceSoftReset()：Rabbit2000系统软件复位函数;
goto Label：程序跳到Label处执行;
tcp_tick( )：检测SOCKET连接是否打开、成功连接或处于监视状态;
resolve( )：IP地址类型转换函数;
sock_fastread( )：SOCKET通信读取函数，可以读取任意长度的字符;
sock_write()：SOCKET通信发送函数，可以发送任意长度的字符。
结语
本文利用Dynamic C集成的强大TCP/IP库，在Rabbit2000上实现了SOCKET通信功能。在系统实现上采用了客户端/服务器的SOCKET通信模式，使系统更具有实用性。系统硬件具有外围器件少、电路简单、成本低等优点。应用该方案设计的SOCKET通信设备运行在局域网内，能够稳定、实时、快速地传输数据，具有广泛的应用前景。■
参考文献
1. 吴爱国，何熠，王冬青. 基于工业以太网的嵌入式控制器的研究. 信息与控制，2004，4
2. Z—World Corp. Dynamic C User's Manual [M]. Z-World Inc，2001