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.

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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

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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

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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)

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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

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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

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Blockschaltbild

SD Card-Controller

uALFAT

MCU

dsPIC30F4012

Ethernetcontroller

ENC28J60

RJ45 Buchsemit

Übertrager

SensorenLEDsTaster

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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

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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

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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

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Nun zur Vorführung…

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Vielen Dank für Ihre

Aufmerksamkeit!

MAX232dsPIC30F4012

Temperatursensor TMP121

ENC28J60

MagJack

LEDs

uALFAT

SD Karte