Введение 4
Глава 1.Техническое описание средств, используемых для реализации системы 6
1.1. Модуль Ethernet Shield W5100 6
1.2. Спецификация модуля Ethernet shield W5100 7
1.2.1. Характеристики модуля 7
1.2.2. Функциональное назначение контактов 7
1.3. Режимы работы в сети 9
1.3.1. Режим TCP-сервера 9
1.3.2. Режим TCP-клиента 9
1.3.3. Режим UDP 10
1.4. Подключение к Ethernet shied 10
1.4.1 Режим прямой шины 10
1.4.2. Последовательный интерфейс SPI 11
1.5 Технология Ethernet 12
1.5.1 10/100 Base-T. Спецификация 13
1.5.2 Назначение выводов разъёма RJ-45 14
1.5.3 Формат кадра Ethernet 15
1.5.4 TCP/IP 16
1.6. Отладочная плата STM32 DISCOVERY 17
1.6.1 Ядро Cortex-M4 18
1.6.3 Периферия МК STM32F407VG применяемая в работе 20
1.7 SDIO 20
Глава 2. Программная база для реализации 23
2.1. STM32CubeMX 23
2.2. Среда разработки Keil uVison 5 24
Глава 3 Настройка Stm32DISCOVERY 25
3.1 Настройка в генераторе кода для микроконтроллеров в CubeMX 25
3.2 Написание программного кода для передачи данных по Ethernet shield в Keil uVision 5 27
Заключение 34
Список литературы 35
В настоящее время при исследовании ионосферы возникает необходимость проводить измерения на множестве разнесенных приемников. Эта система должна обладать простотой в использовании и допускающее дальнейшее усовершенствование, быть максимально надежной в работе. Приборы, которые участвуют в исследовании ионосферы в КФУ: ионозонд и сеть приемников, разнесенных в разные стороны. Чтобы удешевить эту систему приборов необходимо использовать приемники как можно более компактные и более дешевые, а также эти устройства должны быть максимально автономными и не требовать частой проверки работоспособности. Свою работоспособность она должна демонстрировать передачей упрощенных результатов ионосферного зондирования на центральный компьютер, хранящий всю информацию о зондировании ионосферы. Для этого необходимо передавать каждые 5 минут изображение текущих ионограмм в формате jpg , которые берутся из памяти SD карты, размещенной в аппаратуре приемного узла. Это нужно для того, чтобы нагрузка на главном компьютере была минимальна и не требовала дополнительного программного обеспечения, в том числе и для вывода изображения на центральном компьютере.
Для отправки данных удобнее всего использовать Ethernet канал, так как любая операционная система имеет поддержку сети.
Цели работы: разработка аппаратно-программного обеспечения для передачи ионосферных данных по каналу Ethernet.
Задачи:
• Выбрать аппаратную платформу системы для считывания данных с SD карты и их отправки по каналу Ethernet;
• Изучить работу канала Ethernet;
• Разработать алгоритм для корректной работы системы;
Реализовать алгоритм на выбранной аппаратной платформе.
В ходе данной работы были изучены основы локальных сетей по стандарту Ethernet. На основе этих данных организована передача SD карты по каналу Ethernet.
В результате были выполнены следующие задачи:
• Изучены прицепы работа канала Ethernet;
• В качестве аппаратной части выбрана отладочная плат STM32F4DICOVERY, Ethernet shield W5100, SD карта;
• Было разработано программное обеспечение для аппаратной части;
• Реализован алгоритм на выбранной аппаратной платформе.
Эта аппаратура работает по принципу TCP-сервера, отсылающего ионограммы в виде изображений формата jpg, а при некорректной работе SD отсылает текстовое сообщение. Передача данных происходит только тогда, когда есть соединение с «клиентом». Может отсылать любой объем данных.
