工控主板编程

Ⅰ 什么是工控机 板卡能实现什么样的的功能

工控机是计算机的一种，主要用在各种工业环境下。比如工厂的控制系统DCS，工控机一般安装在这些控制系统的机柜中，这种场合的环境条件相对较差，主要在温湿度、电磁干扰、灰尘、振动等。
工控机种类也比较多，普通机架式的，一体化的（包含屏幕、键盘、主机）等等。

跟一般的计算机相比：
首先机箱显得比较笨重有些简单的防尘设计；
主板不同，根据不同的需求设计（比如扩展插槽比较多）；
有些应为考虑抗震等原因，采用CF卡之类的存储介质代替普通硬盘。

工控机的板卡，在不同的行业有不同的应用，有扩展接口的（比如多串口卡），有做数据采集的等等

跟PLC的区别：工控机本质还是计算机，可以根据需要安装操作系统和软件。PLC应该说是嵌入式系统，里面的操作系统一般不是windows、linux等等这些，而且使用者是看不到的，更无法更改。使用者通过配套的编程环境（一套软件，安装在一般的计算机上）完成程序设计并生成可执行程序，下载到PLC，PLC直接执行。PLC由于系统简单、运行的程序也很少等等原因，所以可靠性和实时性比工控机要好很多。PLC的外观形态也跟工控机截然不同，具体可以参考各知名厂家（GE、西门子、施耐德、罗克韦尔等）的产品。

Ⅱ 14. 微型计算机分为哪几类

分类：网络计算机、工业控制计算、机个人计算机、嵌入式计算机

一、网络计算机
（1）服务器（Server）
专指某些高性能计算机，能通过网络，对外提供服务。相对于普通电脑来说，稳定性、安全性、性能等方面都要求更高，因此在CPU、芯片组、内存、磁盘系统、网络等硬件和普通电脑有所不同。服务器 服务器是网络的节点，存储、处理网络上80%的数据、信息，在网络中起到举足轻重的作用。它们是为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机，其高性能主要表现在高速度的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等方面。服务器的构成与普通电脑类似，也有处理器、硬盘、内存、系统总线等，但因为它是针对具体的网络应用特别制定的，因而服务器与微机在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面存在差异很大。服务器主要有网络服务器（DNS、DHCP）、打印服务器、终端服务器、磁盘服务器、邮件服务器、文件服务器等。
（2）工作站（Workstation）
是一种以个人计算机和分布式网络计算为基础，主要面向专业应用领域，具备强大的数据运算与图形、图像处理能力，为满足工程设计、动画制作、科学研究、软件开发、金融管理、信息服务、模拟仿真等专业领域而设计开发的高性能计算机。它属于一种高档的电脑，一般拥有较大屏幕显示器和大容量的内存和硬盘，也拥有较强的信息处理功能和高性能的图形、图像处理功能以及联网功能。
无盘工作站是指无软盘、无硬盘、无光驱连入局域网的计算机。在网络系统中，把工作站端使用的操作系统和应用软件被全部放在服务器上，系统管理员只要完成服务器上的管理和维护，软件的升级和安装也只需要配置一次后，则整个网络中的所有计算机就都可以使用新软件。所以无盘工作站具有节省费用、系统的安全性高、易管理性和易维护性等优点，这对网络管理员来说具有很大的吸引力。
无盘工作站的工作原理是由网卡的启动芯片（Boot ROM）以不同的形式向服务器发出启动请求号，服务器收到后，根据不同的机制，向工作站发送启动数据，工作站下载完启动数据后，系统控制权由Boot ROM转到内存中的某些特定区域，并引导操作系统。
根据不同的启动机制，目前比较常用无盘工作站可分为RPL 和PXE。RPL 为Remote Initial Program Load 的缩写，此技术常用于Windows95 中。PXE 是RPL 的升级品，它是Preboot Execution Environment的缩写。两者不同之处在于RPL 是静态路由，而PXE 是动态路由，其通信协议采用TCP/IP，实现了与Internet 连接高效而可靠，它常用于Windows98、Windows NT、Windows2000、Windows XP 中。
（3）集线器
集线器（HUB）是一种共享介质的网络设备，它的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网，HUB 本身不能识别目的地址。集线器上的所有端口争用一个共享信道的带宽，因此随着网络节点数量的增加，数据传输量的增大，每节点的可用带宽将随之减少。另外，集线器采用广播的形式传输数据，即向所有端口传送数据。如当同一局域网内的A 主机给B 主机传输数据时，数据包在以HUB 为架构的网络上是以广播方式传输的，对网络上所有节点同时发送同一信息，然后再由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。其实接收数据的一般来说只有一个终端节点，而现在对所有节点都发送，在这种方式下，很容易造成网络堵塞，而且绝大部分数据流量是无效的，这样就造成整个网络数据传输效率相当低。另一方面由于所发送的数据包每个节点都能侦听到，容易给网络带来一些不安全隐患。
（4）交换机
交换机 交换机（Switch）是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备，它是集线器的升级换代产品，外观上与集线器非常相似，其作用与集线器大体相同。但是两者在性能上有区别：集线器采用的是共享带宽的工作方式，而交换机采用的是独享带宽方式。即交换机上的所有端口均有独享的信道带宽，以保证每个端口上数据的快速有效传输，交换机为用户提供的是独占的、点对点的连接，数据包只被发送到目的端口，而不会向所有端口发送，其它节点很难侦听到所发送的信息，这样在机器很多或数据量很大时，不容易造成网络堵塞，也确保了数据传输安全，同时大大的提高了传输效率，两者的差别就比较明显了。
（5）路由器
路由器 无线路由器（Router）是一种负责寻径的网络设备，它在互联网络中从多条路径中寻找通讯量最少的一条网络路径提供给用户通信。路由器用于连接多个逻辑上分开的网络，为用户提供最佳的通信路径，路由器利用路由表为数据传输选择路径，路由表包含网络地址以及各地址之间距离的清单，路由器利用路由表查找数据包从当前位置到目的地址的正确路径，路由器使用最少时间算法或最优路径算法来调整信息传递的路径。路由器是产生于交换机之后，就像交换机产生于集线器之后，所以路由器与交换机也有一定联系，并不是完全独立的两种设备。路由器主要克服了交换机不能向路由转发数据包的不足。交换机、路由器是一台特殊的网络计算机，它的硬件基础CPU、存储器和接口，软件基础是网络互联操作系统IOS。
交换机、路由器和PC机一样，有中央处理单元CPU，而且不同的交换机、路由器，其CPU一般也不相同，CPU是交换机、路由器的处理中心。
内存是交换机、路由器存储信息和数据的地方，CISCO交换机、路由器有以下几种内存组件：
ROM（Read Only Memory）存储交换机、路由器加电自检（POST：Power-On Self-Test）、启动程序（Bootstrap Program）和部分或全部的IOS。交换机、路由器中的ROM是可擦写的，所以IOS是可以升级的。
RAM（Random Access Memory）与PC机上的随机存储器相似，提供临时信息的存储，同时保存着当前的路由表和配置信息。
NVRAM(Nonvolatile Random Access Memory）存储交换机、路由器的启动配置文件。NVRAM是可擦写的，可将交换机、路由器的配置信息拷贝到NVRAM中。
FLASH闪存，是可擦写的，也可编程，用于存储CISCO IOS的其它版本，用于对交换机、路由器的IOS进行升级。
接口用作将交换机、路由器连接到网络，可以分为局域网接口和广域网接口两种。由于交换机、路由器型号的不同，接口数目和类型也不尽一样。常见的接口主要有以下几种：
高速同步串口，可连接DDN，帧中继（Frame Relay），X.25，PSTN（模拟电话线路）。
同步/异步串口，可用软件将端口设置为同步工作方式。
AUI端口，即粗缆口。一般需要外接转换器（AUI-RJ45），连接10/100Base-T以太网络。
ISDN端口，可以连接ISDN网络（2B+D），可作为局域网接入Internet 之用。
AUX端口，该端口为异步端口，主要用于远程配置，也可用于拔号备份，可与MODEM连接。支持硬件流控制（Hardware Flow Control）。
Console端口，该端口为异步端口，主要连接终端或运行终端仿真程序的计算机，在本地配置交换机、路由器。不支持硬件流控制。
二、工业控制计算机
是一种采用总线结构，对生产过程及其机电设备、工艺装备进行检测与控制的计算机系统总称。简称控制机。它由计算机和过程输入输出（I/O）通过两大部分组成。计算机是由主机、输入输出设备和外部磁盘机、磁带机等组成。在计算机外部又增加一部分过程输入/输出通道，用来完成工业生产过程的检测数据送入计算机进行处理；另一方面将计算机要行使对生产过程控制的命令、信息转换成工业控制对象的控制变量的信号，再送往工业控制对象的控制器去。由控制器行使对生产设备运行控制。目前工控机的主要类别有：IPC（PC总线工业电脑）、PLC（可编程控制系统）、DCS（分散型控制系统）、FCS（现场总线系统）及CNC（数控系统）五种。
1、IPC
即基于PC总线的工业电脑。据2000年IDC统计目前PC机已占到通用计算机的95%以上，因其价格低、质量高、产量大、软/硬件资源丰富，已被广大的技术人员所熟悉和认可，这正是工业电恼热的基础。其主要的组成部分为工业机箱、无源底板及可插入其上的各种板卡组成，如CPU卡、I/O卡等。并采取全钢机壳、机卡压条过滤网，双正压风扇等设计及EMC（electromagneticcompatibility）技术以解决工业现场的电磁干扰、震动、灰尘、高/低温等问题。
IPC有以下特点：
可靠性：工业PC具有在粉尘、烟雾、高/低温、潮湿、震动、腐蚀和快速诊断和可维护性，其MTTR（MeanTimetoRepair）一般为5min，MTTF10万小时以上，而普通PC的MTTF仅为10000～15000小时。实时性，工业PC对工业生产过程进行实时在线检测与控制，对工作状况的变化给予快速响应，及时进行采集和输出调节（看门狗功能这是普通PC所不具有的），遇险自复位，保证系统的正常运行。
扩充性，工业PC由于采用底板+CPU卡结构，因而具有很强的输入输出功能，最多可扩充20个板卡，能与工业现场的各种外设、板卡如与道控制器、视频监控系统、车辆检测仪等相连，以完成各种任务。
兼容性，能同时利用ISA与PCI及PICMG资源，并支持各种操作系统，多种语言汇编，多任务操作系统。2、可编程序控制器（PLC）
PLC英文全称ProgrammableLogicController，中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。
可编程控制器是计算机技术与自动化控制技术相结合而开发的一种适用工业环境的新型通用自动控制装置，是作为传统继电器的替换产品而出现的。随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，可编程控制器更多地具有了计算机的功能，不仅能实现逻辑控制，还具有了数据处理、通信、网络等功能。由于它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小、组装维护方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点，已广泛应用于工业控制的各个领域，大大推进了机电一体化的进程。
3、分散型控制系统（DCS）
是一种高性能、高质量、低成本、配置灵活的分散控制系统系列产品，可以构成各种独立的控制系统、分散控制系统DCS、监控和数据采集系统（SCADA），能满足各种工业领域对过程控制和信息管理的需求。系统的模块化设计、合理的软硬件功能配置和易于扩展的能力，能广泛用于各种大、中、小型电站的分散型控制、发电厂自动化系统的改造以及钢铁、石化、造纸、水泥等工业生产过程控制。
4、现场总线系统（FCS）
是全数字串行、双向通信系统。系统内测量和控制设备如探头、激励器和控制器可相互连接、监测和控制。在工厂网络的分级中，它既作为过程控制（如PLC，LC等）和应用智能仪表（如变频器、阀门、条码阅读器等）的局部网，又具有在网络上分布控制应用的内嵌功能。由于其广阔的应用前景，众多国外有实力的厂家竞相投入力量，进行产品开发。目前，国际上已知的现场总线类型有四十余种，比较典型的现场总线有：FF，Profibus，LONworks，CAN，HART，CC-LINK等。
5、数控系统（CNC）
现代数控系统是采用微处理器或专用微机的数控系统，由事先存放在存储器里系统程序（软件）来实现控制逻辑，实现部分或全部数控功能，并通过接口与外围设备进行联接，称为计算机数控，简称CNC系统。
数控机床是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造产业的渗透形成的机电一体化产品；其技术范围覆盖很多领域：（1）机械制造技术；（2）信息处理、加工、传输技术；（3）自动控制技术；（4）伺服驱动技术；（5）传感器技术；（6）软件技术等。
三、个人计算机
1、台式机（Desktop）
也叫桌面机，是一种独立相分离的计算机，完完全全跟其它部件无联系，相对于笔记本和上网本体积较大，主机、显示器等设备一般都是相对独立的，一般需要放置在电脑桌或者专门的工作台上。因此命名为台式机。为现在非常流行的微型计算机，多数人家里和公司用的机器都是台式机。台式机的性能相对较笔记本电脑要强。台式机具有如下特点：
散热性。台式机具有 笔记本计算机所无法比拟的优点。台式机的机箱具有空间大、通风条件好的因素而一直被人们广泛使用。
扩展性。台式机的机箱方便用户硬件升级，如光驱、硬盘。如现在台式机箱的光驱驱动器插槽是4-5个，硬盘驱动器插槽是4-5个。非常方便用户日后的硬件升级。
保护性。台式机全方面保护硬件不受灰尘的侵害。而且防水性就不错；在笔记本中这项发展不是很好。明确性。台式机机箱的开、关键重启键、USB、音频接口都在机箱前置面板中，方便用户的使用。
2、电脑一体机
电脑一体机 电脑一体机，是由一台显示器、一个电脑键盘和一个鼠标组成的电脑。它的芯片、主板与显示器集成在一起，显示器就是一台电脑，因此只要将键盘和鼠标连接到显示器上，机器就能使用。随着无线技术的发展，电脑一体机的键盘、鼠标与显示器可实现无线链接，机器只有一根电源线。这就解决了一直为人诟病的台式机线缆多而杂的问题。有的电脑一体机还具有电视接收、AV功能。
3、笔记本电脑（Notebook或Laptop）
也称手提电脑或膝上型电脑，是一种小型、可携带的个人电脑，通常重1-3公斤。它和台式机架构类似，但是提供了更好的便携性：包括液晶显示器、较小的何种、较轻的重量。笔记本电脑除了键盘外，还提供了触控板（TouchPad）或触控点（Pointing Stick），提供了更好的定位和输入功能。
笔记本电脑可以大体上分为6类：商务型、时尚型、多媒体应用、上网型、学习型、特殊用途。商务型笔记本电脑一般可以概括为移动性强、电池续航时间长、商务软件多；时尚型外观主要针对时尚女性；多媒体应用型笔记本电脑则有较强的图形、图像处理能力和多媒体的能力，尤其是播放能力，为享受型产品。而且，多媒体笔记本电脑多拥有较为强劲的独立显卡和声卡（均支持高清），并有较大的屏幕。上网本（Netbook）就是轻便和低配置的笔记本电脑，具备上网、收发邮件以及即时信息（IM）等功能，并可以实现流畅播放流媒体和音乐。上网本比较强调便携性，多用于在出差、旅游甚至公共交通上的移动上网。学习型机身设计为笔记本外形，采用标准电脑操作，全面整合学习机、电子辞典、复读机、学生电脑等多种机器功能。特殊用途的笔记本电脑是服务于专业人士，可以在酷暑、严寒、低气压、战争等恶劣环境下使用的机型，有的较笨重，比如奥运会前期在“华硕珠峰大本营IT服务区”使用的华硕笔记本电脑。
4、掌上电脑（PDA）
掌上电脑 掌上电脑是一种运行在嵌入式操作系统和内嵌式应用软件之上的、小巧、轻便、易带、实用、价廉的手持式计算设备。它无论在体积、功能和硬件配备方面都比笔记本电脑简单轻便，但在功能、容量、扩展性、处理速度、操作系统和显示性能方面又远远优于电子记事簿。掌上电脑除了用来管理个人信息（如通讯录，计划等），而且还可以上网浏览页面，收发Email，甚至还可以当作手机来用外，还具有：录音机功能、英汉汉英词典功能、全球时钟对照功能、提醒功能、休闲娱乐功能、传真管理功能等等。掌上电脑的电源通常采用普通的碱性电池或可充电锂电池。掌上电脑的核心技术是嵌入式操作系统，各种产品之间的竞争也主要在此。
在掌上电脑基础上加上手机功能，就成了智能手机（Smartphone）。智能手机除了具备手机的通话功能外，还具备了PDA分功能，特别是个人信息管理以及基于无线数据通信的浏览器和电子邮件功能。智能手机为用户提供了足够的屏幕尺寸和带宽，既方便随身携带，又为软件运行和内容服务提供了广阔的舞台，很多增值业务可以就此展开，如股票、新闻、天气、交通、商品、应用程序下载、音乐图片下载等等。
5、平板电脑
平板电脑 平板电脑是一款无须翻盖、没有键盘、大小不等、形状各异，却功能完整的电脑。其构成组件与笔记本电脑基本相同，但它是利用触笔在屏幕上书写，而不是使用键盘和鼠标输入，并且打破了笔记本电脑键盘与屏幕垂直的J 型设计模式。它除了拥有笔记本电脑的所有功能外，还支持手写输入或语音输入，移动性和便携性更胜一筹。平板电脑由比尔盖茨提出，至少应该是X86架构，从微软提出的平板电脑概念产品上看，平板电脑就是一款无须翻盖、没有键盘、小到足以放入女士手袋，但却功能完整的PC。
四、嵌入式计算机
即嵌入式系统（ embedded systems) ，是一种以应用为中心、以微处理器为基础，软硬件可裁剪的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成。它是计算机市场中增长最快的领域，也是种类繁多，形态多种多样的计算机系统。嵌入式系统几乎包括了生活中的所有电器设备，如掌上pda、计算器、电视机顶盒、手机、数字电视、多媒体播放器、汽车、微波炉、数字相机、家庭自动化系统、电梯、空调、安全系统、自动售货机、蜂窝式电话、消费电子设备、工业自动化仪表与医疗仪器等。
嵌入式系统的核心部件是嵌入式处理器，分成4类，即嵌入式微控制器（ Micro Contrller Unit ，MCU，俗称单片机）、嵌入式微处理器（ Micro Processor Unit ，MPU ）、嵌入式DSP 处理器（ Digital Signal Processor,DSP) 和嵌入式片上系统（ System on Chip，SOC）。嵌入式微处理器一般具备4个特点：（1） 对实时和多任务有很强的支持能力，能完成多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部的代码和实时操作系统的执行时间减少到最低限度；（2） 具有功能很强的存储区保护功能，这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化，而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用，需要设计强大的存储区保护功能，同时也有利于软件诊断；（3） 可扩展的处理器结构，以能迅速地扩展出满足应用的高性能的嵌入式微处理器；（4） 嵌入式微处理器的功耗必须很低，尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此，功耗只能为 mw 甚至μ w 级。

Ⅲ 监控的设计实现

简介
监测站的设计与实现是整个无线远程监控系统研制开发的重点，监测站对信息数据处理的能力和精度将影响整个系统的最终性能。在整个开发过程中，监测站的设计是工作量最大、所需时间最长的一部分。监测站处于工作现场，只完成数据的采集、处理和控制，任务相对单一、固定，无须用詙大的台式机来完成；考虑到节能和布放方便，监测站多为嵌入式系统。根据整个无线远程监控系统所要实现的功能，和对数据处理与对传感器控制能力的要求，监测站设计的复杂程度和采用的具体技术是不一样的。
基于单片机的设计
采用单片机是大多数嵌入式系统设计时的首选方案。由于在片上集成有丰富的外设，具有良好的控制能力，单片机天生就是为嵌放式系统度身定做的，在嵌入式市场上占据了最大的份额。
基于单片机的设计方案一般适用于对数据处理要求不高，运算量不大的远程监控系统。根据需要，单片机可以选用较为低端的4位机或8位机，如8051等，也可选用功能较强的专用芯片，如MSP430FE42X系列。单片机主要用于监测站端的系统控制。片外存储器一般为RAM、EEPROM和Flash等存储器；I/O设备一般为键盘、LCD等供设计调试用的人机交互接口；传感器一般为话筒、摄像头、扬声器和伺服马达一类的设备。无线通信接口实现相对较为复杂。编解码器是可取舍的，对于低速率数据一般没有必要。根据系统的处理任务和信息的类别，编解码器可选用不同的芯生， 如CMX639（用于音频）或LD9320等，也可用编程逻辑器件实现。监测站软件可直接通过C或汇编语言实现，也可在实时操作系统上开发应用软件。对于低档的4位或8位单片机，控制能力较低，系统简单，一般采用直接编写控制程序的方法。
基于DSP的设计
众所周知，DSP的数字处理方面能力较强，技术已经很成熟，能处理各种运算的通用、专用芯片也很多。以DSP为核心设计开发的监测站，可以完成高速率数据处理，保证系统实时性方面的要求。
这类设计方案一般适用于数据处理运算量比较大，实时性要求高而对控制能力要求相对较低的监控系统。与以单片机为基础的监控系统不同的是，DSP除了作控制器以外，还可兼作数据计算、编/解码之用。对于较复杂的编/解码以及压缩解压运算（比如对图像视频数据的处理等）是否仍由DSP完成，须综合考虑。若DSP在系统控制和实现传输协议方面负担太重，则这部分运算需要由专门的处理芯片完成；若系统控制和传输协议较简单，或根本没有到上层协议栈，则这部分复杂的运算可由DSP完成。
基于MCU DSP的设计
显然，这种设计方式吸取了单片机和DSP各自的优点：单片机的特点决定其擅长于控制，DSP的内部结构保证较强的数据处理能力。两者的组合可实现一些相当复杂的系统功能，但由于系统中采用了两个处理器，其间的信息交互是设计这类监测站时须着重考虑的问题。只有单片机和DSP之间较好地协同工作，才能充分发挥各自的优点；否则，由于两者间的协调而耗费了大量资源，整体性能未必高于采用单一处理器的系统。实现单片机和DSP间通信协调的常用方法是采用双口RAM。
有些DSP或单片机厂家为了扩大芯片的适用范围，在原有基础上进行扩展，相互间容入了对方的特点，使同一芯片在数据处理和控制方面同时具有较好的性能。比如Microchip公司推出的dsPIC，使客户能方便地将单片机的功能转移到DSP上，推出的产品有dsPIC30FXXX系列。由于DSP和MCU两个功能模块在同一芯片内实现，提高了系统的可靠性、降低了监测站的设计难度并节省印制板空间。这类芯片得到广大用户的青睐。
基于MPU的设计
设计嵌入式产品的另一可选方案是采用基于微处理器的设计方式。与工业控制计算机相比，嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高等优点；同时，在该领域技术成熟、产品类型多、选择空间大，满足各种性能需求的处理器比较容易获得。随着采用RISC体系的高性能MPU（比如采用ARM构架的处理器芯片等）的出现，MPU在嵌入式领域中的地位经久不衰；但是，由于在设计监测站时，电路板上必须包括ROM、RAM、Flash、总线接口和各种外设等器件，系统的可靠性将有所下降，技术保密性差，实现难度也较大。
无线通信的设计实现
无线通信的设计相对于监测站而言较简单，有许多现有的产品和通信系统可以利用，重点只是在于从多种实现方式中作出最优的选择。
常用的实现方式有：利用现有的通信网络（GSM/GPRS、CDMA移动网等）和相应的无线通信产品；通过无线收发设备，如无线Modem，无线网桥等专门的无线局域网；利用收发集成芯片在监测站端实现电路板级与监控中心的无线通信。
利用网络实现无线通信
现有的通信网络较多，按业务建网是3G以前通信网络的特点，无线网络也不例外。设计无线远程监控系统可以借用的无线网络主要有：全球数字移动电话系统（GSM）、通用分组无线业务（GPRS）、采用码分多址（CDMA）技术的移动网、蜂窝式数字分组数据（CDPD）系统。
GSM（Globem System for Mobile）是全球最主要的2G标准，能够在低服务成本、低终端成本条件下提供较高的通信质量。就其业务而言，GSM是一个能够提供多种业务的移动ISDN（Integrated Services Digital Network，综合业务数字网络）。
GPRS（General Packet Packet Radio Service）在现有的GSM网络基础上增加一些硬件设备和软件升级，形成一个新的网络逻辑实体。它以分组交换技术为基础，采用IP数据网络协议，提高了现有的GSM网的数据业务传输速率，最高可达170kb/s。GPRS把分组交换技术引入现有GSM系统，使得移动通信和数据网络合二为一，具有“极速传送”、“永远在线”、“价格实惠”等特点。
CDMA（Code Division Multiple Access）网络采用扩展频谱技术，使用多种分集接收方式，使其具有容量大、通信质量好、保密性高和抗干扰能力强等特点。
CDPD（Cellular Digital Data）无线移动数据通信基于数字分组数据通信技术，以蜂窝移动通信为组网形式，是数据朎与移动通信的结合物。这种通信方式基于TCP/IP，系统结构为开放式，提供同层网络无缝连接和多协议网络服务。CDPD网络具有速度快、数据安全性高等特点，可与公用有线数据网络互联互通，非常适合传输实时、突发性和在线数据。
对使监控中心与监测站间的无线通信能利用现有的网络，对于特定的无线网需用相应的接入设备。这类设备市面上有现成的产品可供选择。接入GSM网络的通信模块有西门子的SIEMENS TC35i，接入GPRS可用西门子的MC35GPRS模块，接入CDMA网络的有华立H110CDMA模块和AnyDATA公司的CDMA Modem(DTS-800/1800），遵循CDPD方式的无线调制解调器（Modem）有OmniSky和NovatelMinstrel。
利用现有的网络组建无线远程监控系统，网络连接如图1所示。其中无线接入模块产品一般都提供有RS232作为外通信接口，有些天线是内置的。利用现有的网络覆盖面广和可漫游等特点，使监测站和控制中心的位置不受距离的限制；但由于利用公网，安全性会有所降低。
利用芯片实现无线通信
前两种组网方式的一个特点是采用现有的网络系统和产品，无线通信部分不须专门开发，实现较为容易。但由于所购买的产品均是独立器件，使整个系统特别是监测站一端结构复杂、体积庞大，往往在系统推广时会带来不利，且外购产品会增加系统的成本。若能将外购产品的功能与监测站集成在一起，在电路板级实现，将可以避免上述不利因素；但这会增加系统开发的难度，延长研制周期。须权衡利弊，根据项目组的开发实力和系统生命周期作最有利的选择。
采用此方法设计监测站需要实现的部分只是图1、2和3中的无线通信接口（可参看本文的网络版全文）。这部分的硬件实时框图以及处理器、存储器的关系大致如图4所示。各个子模块都有多种芯片可供选择，比如射频前端可用ML2751和RTF6900，实现调制/解调的有ML2722，扩频、解扩可用LD9002DX2和Stel-2000A等。
设计实现2
控制中心的设计相对于监测站的设计开发来讲较为简单，硬件设计少，除了普通微机（或工作站、工控机）外，还需要网络接入设备（若无线通信采用自行设计的模块实现，则须开发专用的无线网卡插入微机主板的预留总线插槽中）。控制中心的设计开发主要集中在应用软件的设计开发上，一般是基于Windows和Unix等常用操作系统的。当前用于此类软件开始、调试的工具较多，且功能强大，给控制中心软件的设计带来便利。
就软件的实现形式而言，一般除了界面模块外，其余各个功能模块均可设计成动态连接库文件（.dll）。人机接口界面模块可以为该无线远程监控系统的实际应用进行定制，以满足用户在界面美观、操作方便等方面的特殊要求。
采用C/C 语言在VC 开发环境下设计这样的系统软件涉及到的技术较多，包括内存管理、网络通信、多线程管理和数据库编程，甚至ActiveX等。
无线局域网方案
基于微波扩频技术及MPEG4编码技术的无线网络监控，主要采用一体化无线网络视频服务器以及普通枪机/球机。一体化无线网络视频服务器集成了2.4G/5.8Ghz无线网桥，MPEG4编码器，18dbi高增益天线。集成型设备安装简单，能在较短的时间内完成整个安装施工。产品为室外防水型设备，设备传输距离远，抗干扰性强，图像清晰。适合港口、码头、油田、工厂、小区、建筑工地等环境复杂区域。
无线AP覆盖方案
无线AP覆盖型监控解决方案主要采用无线AP以及无线网络摄像机。无线网络摄像机的IP网络信号通过无线AP覆盖的WiFi网络传输至监控中心的电脑上。监控中心的电脑PC通过软件来实现监控。
CDMA无线方案
CDMA无线视频监控系统主要由CDMA无线网络视频服务器以及普通摄像机组成。摄像机模拟信号通过CDMA视频服务器转换成IP数字信号后通过联通CDMA网络传输到监控中心。监控中心需要一台PC以及一个固定IP地址。在监控中心能控制前端摄像机的转动。
模拟无线方案
模拟无线视频监控是一种传统的无线视频监控方式，由模拟视频发射机及云台控制信号发射机组成。属于一对一通讯。
电力载波方案
电力载波视频监控系统主要采用电力载波技术，网络摄像机IP 信号通过电力载波传输到接收端。在接收端电脑上通过软件解码监控图像。普通电力载波传输的有效距离在120～140米。该解决方案适合于大楼，别墅区域等无线监控。
远程系统
远程监控系统由监控前端子系统、图像传输子系统、中心控制子系统、远程图像用户系统四部分组成。该图像远程监控系统是一套完全基于网络，采用B/S结构设计的数字视频远程监控系统，是目前业内远程监控系统的最高水平。
远程监控前端子系统由网络摄像机或普通摄像机和解码器组成。网络摄像机可以直接将图像转换为IP信号，可以不需要传输部分中的MPEG4/IP转换器。按现场的需要可以在前端安装红外摄像机和报警设备，以满足特殊的实验需要。图像传输子系统由MPEG4/IP转换器和校园宽带组成，也可以使用ADSL等设备与INTERNET直接连接。MPEG4/IP转换器及将普通摄像机接收到的图像转换成IP数据包，利用各种网络传输给服务器。这样可以利用现有的校园宽带网而不用铺设视频电缆，同时也可以使图像的传送不受距离的限制。
远程监控中心控制子系统由数字视频监控服务软件和PC服务器组成，提供视频图像的远程发布和用户管理功能。桌面控制系统由用户计算机组成，无需安装任何软件，只要使用浏览器并输入相应的用户名和密码就可以访问系统的各种功能。
远程监控系统的性能及特点
图像格式及网络流量：本系统采用MPEG4编码，分辨率为在最高704×576（PAL）25帧/秒，可提供从28.8kbps的Modem到3Mbps高质量的各种质量的视频图像。控制功能：远程监控系统可对镜头进行光圈、焦距、景深距离的控制等操作。对云台可做全方位控制。系统可以对云台的上下左右的转动进行全方位的远程控制。
可扩展性：系统采用B/S方式，三层结构分布式设计，可以方便地通过部署多个视频服务器增加系统支持的监控点的数量，来对系统进行扩容。
可用性：实验室网络视频监控系统采用“B/S结构”，客户端界面运行于Web浏览器，用户可以方便地从远程登录系统，并使用系统的所有功能。合理的系统划分，优化的功能布局，全中文操作界面，监控画面灵活的鼠标控制，这一切为用户提供强大的系统功能。
互操作性：系统提供标准的开发接口。

Ⅳ 单片机开发板怎么用

问题一：单片机开发板上的硬件怎么使用 首先，你需要仔细看开发板的原理图。你需要把单片机插到开发板的芯片座上，芯片座的引脚会和PCB板连接，PCB板上的走线会将芯片座的引脚连接到具体硬件上。开发板上的硬件设备都是通过开发板的PCB走线连接好的，你只需要在原理图上寻找具体硬件连接到单片机的管脚关系。
目测你的开发板是51开发板，可能用的是STC单片机。你需要准备类似Keil这样的开发工具，C和汇编都可以编程的。具体怎么编程，建议你去图书馆借阅书籍：新概念51单片机C语言教程（教你怎么用C编程）、单片机原理与实践指导（教你怎么用汇编编程）、C Programming Language（经典，教你C语言的）
另外你的这个开发板完全配套郭天祥的视频，建议你买本郭天祥的书《新概念51单片机C语言教程》，参照郭天祥的视频来学习这个开发板会快一些。
你的开发板看起来和下图这个开发板布线一致，
你把图放大来看，上图PCB的丝印层都有每个模块的简单说明的。
如果看不清，请参阅下面的描述：
1. 单片机最小系统：可以使用51单片机如STC89C52，AT89S52，也可以使用AVR单片机如AT mega 16，AT mega 128等系列。
2. 流水灯模块：我们使用了8个红色led，可以进行闪关灯实验，流水灯实验。
3. 独立键盘模块：4个小按键组成，可以做外中断INT0、INT1 ，外定时器T0、T1 实验。
4. 矩阵键盘模块：16个小按键组成可以做外中断INT0、INT1 ，外定时器T0、T1 实验。
5. 数码管模块：由6个历链一位一体数码管组成，可以显示0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，0，a，b，c，销亏d，e，f等简单信息，构成信息交流的人机界面。
6. 蜂鸣器模块：可以用来做报警实验，也可以对歌曲进行编码，用来唱歌。
7. AD模块：主芯片为ADC0804，采集模拟信号（1路输入），并转化为数字信号，内置8位转换器（分辨率为8位）。
8. DA模块：主芯片为DAC0832, 把数字信号转化为模拟信号，分辨率为8位。
9. 串口通信模块：主芯片我们使用了MAX232的升级版MAX3232，通信性能更好。MAX3232把TTL电平转换为RS232电平。
10. 1602液晶显示模块：每行显示16个字符，可以显示两行。这款单片机使用并行接口。
11. 12864液晶显示模块：并行操作方式，可以在液晶的任意位置显示数字，符号，汉字，图像。
12. E2PROM模块：使用I2C总线通信协议（51单片机模拟），主芯片为ATMEL公司的AT24C02N，可以进行数据存储实验。
13. 定时器/计数器模块。
14. DS18B20温度采集模块：采用单总线协议。
15. 红外遥控器DS18B20模块：包括红外接收头，可以进行短程遥控。
16. 直流电机驱动模块：本款开发板含有直流电机驱动模块，可以直接驱动直流电机（本款开发板赠送直流电机）。
17. 步进电机驱动模块：本款开发板含有步进电机驱动模块，可以直接驱动步进电机。
18. 继电器驱动模块：本款开发板含有继电器驱动模块，可以做继电器相关实验。
19. LED点阵显示模块：本款开发板赠送亏烂神8*8点阵。
20. LM7805 5V稳压模块，可以使用外接电源，方便单片机在无电脑供电时正常使用可以输入5-18V外电源。
21. USB转TTL电平模块：使用CH340T主芯片，可以保证一根USB线就可以下载。
22. RTC实时时钟DS1302模块：可以进行实时时钟......>>

问题二：单片机开发板有哪些功能 我学的是吴鉴鹰单片机开发板，是51的，功能是很全面的，我把这个板子的功能列举下
资源介绍
1、一个CH340的USB转UART芯片，实现USB下载程序，为无串口的笔记本电脑提供下载方便。
2、板子上电源入口有一个自恢复保险丝，可以有效的保护您的电脑主板和开发板。加上这个保险，作为初学的你，即使不小心短路了，也不会烧主板和单片机。
3、板子自带单片机，一个STC89C52RC，有8K的程序空间和512字节的数据空间.
4、板子上共有18个LED小灯，其中一个是USB电源指示灯，插上电源就亮。还有一个是单片机电源指示灯。
5、板子上共有8个数码管，可以用来做数码管的简单秒表实验，计算器功能，显示温度时间等等。
6、板子上配有一个数字旋转编码器，可以通过旋转完成数据的加、减以及作为确认按键使用。
7、板子上配套一个DS1302实时时钟芯片，可以用来做实时时钟实验，弄懂电子表的工作原理。
8、板子上配一个24C02的EEPROM芯片，用来保存掉电后不准丢失的重要数据，用来学习IIC通信实验。
9、板子上配有一个PCF8591，这个芯片集成了AD和DA，可以用来通过AD来进行电压采集实验，通过DA来产生方波、三角波、正弦波信号。
10、板子上集成1602液晶屏，可以用来学习液晶显示，做温度显示实验，秒表显示实验等。
11、板子上共集成有21个按键，其中1个单片机复位按键，16个矩阵按键。分为0到F共16按键，还有四个独立式按键，通过与门74HC08将按下信息送给单片机中断口。
12、板子上有一个无源蜂鸣器，可以用来做音乐输出实验让你充分了解生日贺卡的工作原理。
13、板子上集成一个DS18B20温度传感器，用来学习实现数字温度计。
14、板子上集成一个红外接收管，用来学习红外通信的原理。
15、板子上共4个74HC595芯片，用来驱动16个LED，8个数码管，74HC595在工控领域的显示很常用，可以节约大量的IO口资源，为实现一个复杂系统化工作打下基础。

问题三：初学者怎样使用单片机开发板 我也是在用这本书在学，因为你是高三毕业个人建议是买一块配套的板子，虽然确实是贵了一点，但确可以节省不少麻烦。而且那板子还行，最少工能够齐。
就比如 郭天祥要教你做第14章的时钟那你有可能也想来个掉电保护，那么你须要一块AT24C02这一类型的芯片；别的板子不一定有，你又没有实验室。那要么不用，要么在淘宝上买，先不说价格，你也没工具焊接啊！！
像上图，你能用到红外等别的东西时，你也差不多可以换板子了！！

问题四：51单片机开发板的使用！ 单片机开发板要正常工作，一般需要这几个基本条件：
1.供电电源；
一般开发板上提供两种供电方式，USB供电梗专用电源供电。使用USB供电你只要用一根USB线将开发板USB电源接口与电脑的USB接口相连即可；使用专用电源（一般开发板配带）供电只要将专用电源一头接220V市电一头接开发板专用电源供电接口即可；
2.系统时钟；
检查你的开发板上晶振是否正确连接，晶振频率是否正确；
3.复位电路；
检查你的开发板上复位电路是否正常；
4.程序下载；
要将编写好的C源程序下载到单片机内执行，你需要：
（1）硬件连接：一般使用出串口下载方式，用串口线一头接开发板上程序下载串口一头接电脑上任一串口；
（2）软件准备：编辑好的C源文件，利用集成开发环境（keil C使用较广）调试无误后，编译连接生成相应的hex文件，程序下载软件(如stc isp v4.88)做相应设置，如选择要下载的hex文件，设置下载速度，选择单片机型号等等)，保证前3个条件具备，点击下载，出现提示后给开发板上电，等待程序下载成功。复位开发板运行程序。
注：以上回答仅针对一般情况（如采用USB下载，不同集成开发环境，非STC51系列单片机等这些情况会略有差异，可留言咨询）

问题五：单片机开发板怎么使用？ 这个我就不具体回答你了。
可以参考经验：jingyan./...c

问题六：自己做单片机开发板需要什么东西 51还是算了吧，直接做一个avr的学就可以了
电路从几个简单部分入手：
1.电源，用个7805神马的，网上多的是电路，LM7805三端稳压电源，几个电容二极管神马的搞定了
2.复位电路，加个按键手动复位，按键按下拉低reset引脚，要加个电阻上拉的，1k就可
3.仿真和下载程序接口，有仿真器建议将jtag口引出到5x2端子，avr的jtag引脚说明网上可以网络到，单片机手册也有。没有仿真器用isp方式下载程序，要将isp用到的引脚引出到端子，ourdev可查到，有很多做开发板的例子，甚至有pcb
4.将所有io口引出，用插针把芯片围上，方便试验，再搞8个发光二极管，几个按键引到IO口
5.其他的就看你的需要了，有很大的发挥空间，比如加个232芯片和DB9端子，到时让单片机和电脑通信，要准备串口线。想玩液晶神马的，用杜邦线就搞定了，不用做到板子上。
大体上就这么多东西，想加上神马再看相应资料。我手上有一块淘宝买的atega128的开发板，有原理图和例程，资料挺全，有不明白留言啊，希望能帮到你。

问题七：单片机开发板如何焊接？什么工具？ 用刀口的电烙铁，然后弄0.5mm左右粗细的锡线，开始不熟悉的时候拿废板子练手，熟悉了就能自己焊接了，一般烙铁温度开到400，焊MCU的时候可以调低点郸350左右，不要太高。还需要的工具有，尖嘴的镊子，吸锡器，万用表（测电压和开路短路），松香（用来清除多余的锡）等。

问题八：拿到单片机开发板后，该如何开始学习? 编一些小程序，最简单的像流水灯、加法运算器、抢答器什么的，电脑编译一下，传到开发板上，演示一下就可以了，程序暂时还不会编，可以网上搜一些，要想认真学习单片机，推荐你一本书 《单片机应用技术》中国劳动社会保障出版社出版 劳动和社会保障部教材办公室组织编写，我自己感叮这本书特别容易理解接受，而且里边详细讲了好多实用性很强的小例子，在开发板上都可以实现，试试吧，祝你早日学好单片机，加油I(^ω^)J！

问题九：51单片机开发板的功能介绍 1、8个LED灯，可以练习基本单片机IO操作，在其他程序中可以做指示灯使用。2、2个四联8段数码管，显示温度数据，HELLO欢迎词、时钟等。3、高亮8*8点阵，如练习数字，字母，图片显示，或者小游戏的开发如贪吃蛇等。4、4个独立按键，可以配置为中断键盘，为程序的按键扫描节省更多的时间。5、8个AD按键，主要设计为游戏开发如推箱子等，去掉了矩阵键盘，AD键盘在实际中的应用相当广泛，如电视机加减搜台等都是采用AD键盘，一根AD线可以扩展几百个按键，更接近工程。6、PCF8591具有AD/DA功能，其采用IIC总线协议，可练习IIC总线的操作。7、DS18B20:单线多点检测支持。8、光敏电阻测试光线强度，感受白天黑夜的区别。9、FM收音机：能接收80M到110MHz之间的FM频段。可实现自动搜台和手动搜台。10、DS1302时钟芯片提供实时时钟，带3V电池，在掉电的情况下，时钟仍然可以继续运行。11、可读写SD卡文件系统，保存数据显示到TFT液晶屏等。12、继电器可以控制高电压的设备，高压危险，请小心使用。13、直流电机接口，控制直流电机。14、步进电机接口，控制步进电机运行。15、蜂鸣器，可以做电子琴、音乐发声等。16、74HC595芯片练习串行转并行数据扩展。17、74HC573锁存扩展芯片，可以扩展接口。18、ULN2003电机驱动芯片。(这里用它来驱动步进电机，直流电机，继电器和蜂鸣器)19、MAX232串口数据传输延长发送距离。(可与计算机通信，同时也可做为STC单片机下载程序的接口)20、PL2303下载单片机，一线下载，直接的USB下载方式，高速下载。21、TFT液晶屏，单片机也可以控制彩屏了，让你的学习充满乐趣22、nRF24L01无线数据传输芯片接口，可以插nRF24L01芯片，做高速无线数据传输。23、LCD1602液晶接口，字符液晶两行，每行可以显示16个字符。24、LCD12864带字库液晶接口。25、LCD12864图形液晶接口。26、DS18B20单线多点温度采集接口。一根线上便可拓展多个DS18B20温度传感器，先提供两个。27、提供ISP下载接口，可下载AVR、AT的单片机。支持AVR单片机。28、40针扩展接口，可以无限扩展。以后的DZR-01A开发板配件将从此端口扩展出去。29、PS2鼠标键盘接口。配合红外遥控器甚至可以遥控我们的电脑!(配例程)30、AVR/51复位按键。可以复位51 STC AVR单片机，全部支持31、TEA5767的IIC总线控制。学习IIC控制32、SD卡的SPI总线控制。扩展大容量存储器33、红外遥控接收器，可采集红外遥控发出的信号，可使用遥控信号控制其他设备。34、外接5V供电电源座。35、RXD、TXD、POWER电源指示灯36、40PIN紧锁座(非常方便单片机芯片的取放)37、带LM1117-3.3稳压芯片(为彩屏液晶，SD卡和无线模块供电)38、USB供电(USB可以提供500MA的电流，完全能满足开发板的需求了)39、预留电源+5V,GND接口各四个(方便用户扩展其他外围电路时取电和共地)

问题十：如何在51单片机开发板上烧写程序 淘宝搜索ISP烧录线。
烧录线一头连接单片机上的某几只脚，一头连接电脑。
用软件把你的程序转换成hex格式的，然后用烧录软件通过下载线烧录到单片机里面。
买isp线的时候记得要看看支不支持你的单片机型号。