太网范文10篇

太网范文篇1

关键词以太网CSMA/CD模型延时

随着计算机、通信、网络等信息技术的发展，现场总线的出现适应了工业控制系统向分散化、网络化、智能化发展的方向；但是现场总线技术在其发展过程中存在许多不足，由于以太网在MAC（MediaAccessControl）层采用CSMA/CD(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection)的媒体访问机制，各节点采用P-坚持二进制指数后退算法处理冲突，因此具有通信延时不确定的缺陷，成为它在工业实时控制应用中的主要障碍。因此本文针对目前应用最广泛的以太网技术，通过分析其MAC子层的CSMA/CD协议模型，考虑实际各节点的之间的差异性，建立相应的数学模型，并对其进行了数学分析。

1协议模型

由于ISO/OSI对通信协议模型底三层的网络拓扑、传输介质、MAC方式等都已有明确的定义，因此网络控制系统参照ISO/OSI模型，结合实际控制系统的需要进行了一定的简化。

从信息发送数据到信息接收之间的全部通信延时，称为端到端的通信延时。主要包括下面几个因素：①排队延时：从信息进入排队队列，到此信息获取通信网络所需的时间。②发送延时：从信息的第一个字节开始发送到信息最后一个字节发送结束所需的时间。③传输延时：信息在现场设备间传输所需的时间。在本文中用，，分别表示排队延时，发送延时，传输延时。

一般而言，随不同的MAC子层协议变化较大，各网络控制系统的时间延时也主要表现在MAC子层的排队延时上，而其他的延时时间由网络本身的硬件和软件决定，其值为确定的[1]。因此分析出影响排队延时的因素，通过减小必将有利于提高整个网络控制系统的传输性能。

2数学模型分析

由于信道的传输延时，所以CSMA/CD方式仍然存在冲突的可能。在一次冲突之后，时间被分成离散得时槽，其长度等于最差情况下在以太介质上往返传播所需要的时间。为了达到以太介质所允许的最长路径，时槽的长度被设置为512位时间，即。若tn时刻A节点检测到信道空闲发送数据，见图1，但是要经过一个信道传输延时τ才能被B节点检测到，所以B节点在t1时刻完全可能因为检测不到信道载波而发送数据。这种情况冲突就必然产生了，也就产生了争用期，即排队延时。分析整个冲突过程就可以导出争用期的大小。

图1显示了两种极端的情况。左图是A、B节点同时发送数据，在t1两节点都检测到冲突，同时停止数据发送和各自发送一个周期为Ti的加强干扰信号，（实际中，强化干扰周期，由系统设定）t2时刻各自传送到对方。争用期等于。图中右图是A节点在t4时发送数据，在一个信道传输延时τ后的t5，B节点刚好发送数据，又马上检测到A节点数据的冲突，即时停止数据发送，并且发送一个周期为Ti的加强干扰信号，t6传送到A节点。A节点停止发送数据也发送一个周期为Ti的加强干扰信号。t7传送到B节点，并延续到t8，争用期等于。显然，最大争用期等于，最小争用期为。

3数学模型建立

3.1一次争用期的平均时间

假设各节点数据帧到达过程服从Poisson分布，其到达率用表示。由排队论可知，Poisson分布的数据帧到达时间的间隔服从负指数分布，其概率密度函数为：

（1）

设为最先发生冲突的两个数据帧开始发送的时间差，则在时间间隔内有数据帧到达的概率为：

（2）

Z的分布函数为：

（3）

则Z的平均值（期望）

（4）

则信道的一次争用期T可表示为：

（5）

3.2争用期的平均个数

当节点发送数据不成功时，就出现一个争用期，实际的状况是若干个争用期后跟着一个成功的发送，为了保证系统的稳定性，一般对数据帧发送次数进行一定的限制，当重发次数超过16次后就不再重发，而放弃此数据帧。

假设W为某个节点的数据帧发送的成功概率；网络系统为均匀状态，节点发送的概率均为p，节点个数为N，某个节点的数据帧发送成功概率为：

（6）

当有N个节点时，要使得每个节点成功发送数据帧的概率最大，此时，所以某个节点最大成功发送概率是：

（7）

当时，，实际上，只要有十几个节点，W就接近于0.368这个极限值了。这点从下面表1的具体数值计算中即可看出。

表1N和W的对应值

8163264128256

0.3930.3800.3740.3710.3690.369

当节点发送数据不成功时，就出现一个争用期，所以一个争用期出现的概率为1-W，实际的状况是若干个争用期后跟着一个成功的发送，所以出现n个争用期后跟着一个成功发送的概率U为：

（8）

所以争用期的平均个数

（9）

把代入（9）式可计算得争用期的平均个数

（10）

所以由（5）、（10）两式得争用期的平均时间为：

（11）

定义数据帧的定长为L字节，网络线路的容量为Cmb/s，则发送一帧数据所用的时间

（12）

则网络的吞吐率为

（13）

4仿真与结论

下面以网络线路的容量C为10mb/s的以太网，传输延时是64字节的时槽时间2τ为51.2μS，干扰周期，网络延时的不确定性是由于数据帧的到达率不确定性决定的，不妨假设在某一时刻数据帧的到达率为，用Mathlab对式（7）-（13）进行仿真得如下数据和仿真：

表2网络传送延时、排队延时、吞吐量对应表

此表表明在数据帧长一定的情况下，数据帧越长，传送延时就越大，当数据帧长度超过128B时，传送延时在总延时里占主导地位；从表格的第二行和第三行可以看出，在帧长度一定的情况下，增加网络的带宽，则会大大的降低网络的吞吐量。但现实的许多关于网络硬件的研究工作都要增大带宽，上面的公式和表格数据显示，用这种方式实现的以太网可能并不是适合这些应用的最佳系统。另外可以看出，数据帧越长，网络的吞吐率就越高。

图2帧长与节点数对网络吞吐率的影响

从图2可以看出，网络的吞吐率随着节点数的增加而减小，但当发送数据帧的节点数超过64时，网络的吞吐率几乎处于平稳状态；数据帧越长，网络的吞吐率就越大。

工业以太网对数据的实时性要求较高，从文中数据帧发送延时公式可知欲减少延时，可通过减少数据帧的长度；如果通过减小数据帧的长度来减小网络延时，那么从表2和图2可以看出这将导致系统的吞吐率降低，所以在满足一定的吞吐率的条件下，可尽量减少数据帧长，这对提高网络控制系统的性能具有重大意义。

参考文献

[1]郭敏强王树青基于模型的网络控制系统传输特性分析仪器仪表学报2003.24（5）：453-456

[2]李文中李春洪叶保留计算机网络[M]清华大学出版社2006.4

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networkedcontrolsystems.AmericanControlConference,2004,4：2876～2880

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networkedcontrolsystems.IEEEControlSystemsMagazine,2001,21(1)：84-99

[5]LEEYS,MOONYS,KWONWH,etal.DelayDependentRobustControlforUncertainSystemswithaState-delay[J].Automatic,2004,42(1)：265-272

[6]刘晓明，宋铁成，沈连丰，基于CSMA/CD的教学试验设计与实现电气电子教学学报2004，26（4）：28-32

太网范文篇2

关键词：同步数字体制（SDH）虚级联以太网

随着1000MHz以太网技术的逐步成熟以及10GHz以太网标准的即将问世，以太网技术正由局域网技术扩展为城域网（MAN）和广域网（WAN）技术。但以太网的性能监视和故障定位能力较弱，为了弥补这些缺陷，充分利用现有的网络设施，目前网络提供商正试图利用现有的SDH光网络来传送以太网数据（EOS）。但是，由于以太网和SDH的标准速率并不完全匹配，当将以太网帧向SDH帧映射的时候，往往要使用较大的SDH容器，从而造成传输带宽的浪费。例如，传输一个千兆以太网数据往往需要一个完整的2.5Gbps的SDH传输通道，这无疑会造成巨大的带宽浪费，理论上，可使用SDH级联技术构造大小合适的SDH传输通道，来传输以太网数据，但不幸的是很多现有的SDH网络并不支持级联处理，而要更新这些网络设施代价太大。因此这种级联传输方法目前并不现实。

本文采用多个虚级联的SDH虚容器（VC-3）为千兆以太网数据流开辟大小合适的SDH传输通道，配合使用链路容量调整配置（LCAS）技术，不仅可以提高传输带宽的利用率，而且可以动态地分配带宽资源。

1SDH虚级联的基本原理

虚级联是指用来组成SDH通道的多个虚容器（VC-n）之间并没有实质的级联关系，它们在网络中被分别处理独立传送，只是它们所传的数据具有级联关系。这种数据的级联关系在数据进入容器之前即作好标记，待各个VC-n的数据到达目的终端后，再按照原定的级联关系进行重新组合。SDH级联传送需要每个上SDH网元都有级联处理功能，而虚级联传送只需要终端设备具有相应的功能即可，因此易于实现。

如图1所示，使用虚级联技术可以将一个完整的客户带宽分割开，映射到多个独立的VC-n中进行传输，然后由目的终端将这些VC-n重新组合成完整的客户带宽。

包含X个VX-3的虚级联通道可以用VC-3-Xv来表示。如图2所示，VC-3-Xv提供一个由X个C-3容器构成的净荷域，X个C-3被映射在组成VC-3-Xv的X个VC-3里。每个VC-3都有各自的通道开销（POH），其中POH中的HR字节用来做虚级联处理的序列指示（SQ）和复帧指示（MFI），以下将详细说明。

VC-3加上段开销（SOH）即可构成完整的STS-1信道，因此X个虚级联的STS-1可表示为STS-1-Xv。由于STS-1-Xv中每一个STS-1信道的数据可能在网络中独立传输，各个STS-1信道的数据经过传输后会存在不同的传输延迟。因此，当STS-1-Xv中各个STS-1信道的数据到达目的终端时，必然先对它们之间的时延差进行补偿，经过重新同步定位后，重构一个与送时相同的净荷域。净荷重构的信息由H4字节携带，H4的编码结构如表1所示。

表1H4字节编码

Bits7-4Bits3-0(MFI[3-0])MFI

MFI[11-8]0000n

MFI[7-4]0001n+1

保留（0000）0010n+2

保留（0000）0011n+3

保留（0000）…………

保留（0000）1101n+13

SQ[7-4]1110n+14

SQ[3-0]1111n+15

MFI用来指示各个虚级联的STS-1数据帧之间的相位关系（时延差）。在H4字节，MFI由两级编码构成，对应地有两级MFI。第一级MFI由H4的低4位（0～3位）构成，随着每一个基本帧的到来，每一级MFI由0增加到15；第二级MFI有8比特，这8比特分别由第一级MFI的第0帧和第1帧的高4位（4～7位）构成。这样，一个复帧共由4096个基本帧构成，复帧周期为512ms，因此可以表示256ms内的相位差。

SQ用来指示各个虚级联的STS-1信道在STS-1-Xv中排列顺序。每个STS-1都有一个固定的SQ，STS-1-Xv中每一个传送的STS-1信道的SQ为0，以此类推，第X个传送的STS-1信道的SQ为（X-1）。SQ有8比特，这8个比特由第14和第15帧中H4的高4位（4～7位）构成，8比特一共可以表示256个STS-1信道。

2SDH虚级联的技术实现

本节依据虚级联的基本原理，实现千兆以及网数据在2.5Gbps速率的SDH网络中的虚级联传输。虚级联处理包括发送端虚级联处理（TVCP）和接收端虚级联处理（RVCP）两部分。

2.1发送端虚级联处理

TVCP实现以太网数据在SDH物理通道中的是映射以及虚级联复帧指示和序列指示的处理。

图3中通用封帧处理器（GFP）负责以太网数据的封装和定界。以太网数据经过GFP处理后，可被称为以太网逻辑数据。虚线框部分为发端虚级联处理模块（TVCM）。TVCM的核心是一个复制机，它将以太网逻辑数据从输入缓存器移入输出缓存器，在这个过程中将以太网逻辑数据映射到SDH通道中对应的STS-1信道。映射的控制基于虚级联配置器中的可编程信息，这些信号包括为以太网逻辑数据分配的SDH带宽（STS-1信道数目）以及双太网逻辑数据在SDH数据帧中的时隙位置（STS-1信道号）。SDH通道开销处理器主要完成各个虚级联STS-1信道数据帧中MFI值和SQ值计算，以及H4字节的编码和插入，其方法已经在虚级联基本原理中说明。

2.5Gbps速率的SDH传输通道共有48个STS-1信道，由于C-3的容量为44.73Mbit，因此一个千兆以太网的数据至多占用22个STS-1信道，剩余信道可以用来传输其它业务，因此虚级联技术提高了传输带宽的利用率。另外，由于只需利用LCAS协议改变虚级联配置器中的可编程信息，就可以动态地调整数据的传输带宽因此虚级联技术提高了网络带宽配置的灵活性。

2.2接收端虚级处理（RVCP）

RVCP主要实现SDH通道中各个虚级联STS-1信道的级联重组以及以太网数据的解映射。

收端虚级联处理模块（RVCM）如图4所示，主要包括SQ和MFI提取器、同步统计存储器、步逻辑、同步缓存器以及解映射器。

RVCM从信总线上接收SDH数据帧，并由SQ和MFI提取器直接从SDH通道开销中捕捉H4字节。根据H4字节中的SQ值判断各个虚级联STS-1信道的排列顺序，同时，根据MFI值并利用同步缓存器对各个STS-1信道的数据进行重新同步定位，以补偿它们之间的时延差。数据重定位后，解映射器将数据从SDH电信总线数据格式转换为以太网逻辑通道的数据格式。

同步缓存器负责对各个虚级联STS-1信道的数据进行同步处理，以实现各个信道数据帧的对齐。如图5所示，根据各个虚级联STS-1信道中数据帧的SQ值，将数据写入同步缓存器中对应的区域。各个STS-1信道数据的写入地址由该信道数据帧MFI值确定，数据根据MFI值被跳跃地写入对应的缓存器地址，然后再按某共同的读指顺序读出。这样，通过同步缓存器对数据的重新同步定位，可补偿各个STS-1之间的传输时延差。

在重定位过程中，同步逻辑要为同步缓存器中各个STS-1信道的数据确定一个共同的读地址，这个过程可称作同步过程。整个同步过程分为同步捕捉（SYN-ACQ）和同步（SYN）两个状态。

太网范文篇3

关键词：以太网串行接口TINI

很多电子设备利用串行接口与其它设备进行通信，其中有温度调节器、POS机、远程监控仪、条码扫描仪、票据打印机、射频标签收发器、血压计及其它现场使用的测试设备和新型自动化设备。大多数设备与外部的通信是通过串口进行的，不能直接连接到大型计算机网络，无法满足TCP/IP连接和以太网通信的需求。由于成本和时间问题，很少有人选择对系统进行重新设备的途径。利用本文介绍的基于DS80C390或DS80C400微控制器的TINI平台，可以将孤立的串行设备连接到以太网。

1TINI和网络

TINI（微网接口）是DallasSemiconductor开发的一种技术平台，目的是协助用户快速整合DS80C390/DS80C400网络微控制器的研发，TINI定义了一个芯片组，包含一个嵌入式操作系统，其中整合了经过高度优化的Java运行环境。Java编程者可从其中获得一般的嵌入式开发中不多见的强大功能：多线程、无和单元收集、继承性、虚拟化、跨平台能力、强大的网络支持，以及—最后但很重要—大量免费的开发工具。TINI使用乾通常不直接面对汇编代码。不过，为了优化严格要求速度的通道或者访问底层硬件，同时也支持并鼓励本地语言子程序（TINI操作系统用本地代码写成，因此，串行I/O的吞吐率和现代PC没有明显差异）。除完全支持包外，TINIJava运行环境还包含一个完整实现的子系统。通过Java可毫不费力地访问TCP/IP和串行口，因此，TINI系统可非常容易地用来实现串行口-以太网桥。

下面的例子中，TINIm390验证模块（放置在E10插槽）是DS80C390TINI开发平台的硬件部分（TINIm400是配合DS80C400制作的）。除了SRAM、Flash、以太网、CAN总线、1-Wire等，系统还有四个串口，其中DS80C390内部包括两个UART，另外两个是扩充的（采用一片16550选配件）。需要注意的是，E10插座上的两个串行连接器都被接到了serial0，它们只是在DTE/DCE引脚安排上有所差异。详细资料请参阅《TINI特性和开发指南》，PDF文件可以从/TINI/book.html下载。

2范例

下面介绍两具具体应用，并从一个普通的串行口-以太网程序中摘录片段出来。经过修改，它几乎可适应于各种应用。这些范例利用TINIm390/400验证模块搭建而成，如图1所示。

可以把TINI验证模块看成“黑盒子”，将多个串行设备挂接到以太网。根据最终设备的需要，TINI可以让数据流直通，也以对数据进行解析、翻译或修改。尽管设计人员可以在TINIm390/400的开发器外壳上运行这些范例，但更合理的做法将其驻留于内存之中，掉电之后还能够自启动，并利用其它一些TINI构造技术使最终产品更加牢靠。如果想修改这些范例，需要具备一些基本的网络知识和编程经验。样例工作代码也可以Dallas公司ftp站点（ftp://）下载。

（1）虚拟调制解调器

虚拟调制解调器（Modem）利用TINIm390/400和TCP/IP连接，替代特殊调制器和电话线。假定有一个旧设备，比如某工厂的“机器状态监视器”，它利用一个调制解调器，一天之内数次拨号到一个中央服务器，报告机器的状态、负载和效率数据。为了削减服务器端日益增长的调制解调器库，并利用现有的LAN取代连接到设备的电话线，我们可以重写服务器软件以支持TCP/IP，并且用TINI虚拟调制解调器取代每个机器上原有的调制解调器。这样，机器状态监视器就不必再作任何修改，对于最终设备而言，虚拟调制解调器的使用和一个真正的调制解调器完全一样。

除了上述配置，虚拟调制解调器当然也可以成对使用。如果双方都使用虚拟调制解调器，就无须对服务器软件作任何改动，TINI模块可直接替换现有的调制解调器。在此情况之下，虚拟调制解调器每次接到“AID”调制解调器拨号命令时，实际建立的是TCP连接。“ATH”断开命令关闭TCP连接。软件也实现一系列其它的经典AT调制解调器命令，并被诸如MicrosoftWindows之类的网络系统认作真调制解调器，此外，虚拟调制解调器还可以侦听TCP端口，当收到“呼叫”信号时，向终端设备发出“振铃”。

下面的代码片段显示了如何对TINIm390上的串行口进行初始化：

publicstaticvoidman(Stringargs[]){

TINIOS.setSerialBootMessagesState(false)；

TINIOS.setDebugMessagesState(false);

TINIOS.setConsoleOutputEnabled(false);

System.out.println("Connectingtoserial0at9600bps,""listeningonTCPport8001");

try{

CommPortIdentifierportId=CommPortIdentifier.getPortIdentifier("seria10");

SerialPortport=(SerialPort)=(SerialPort)portId.open("VmodemTINI",10000);

TINIOS.estRTSCTSFlowControlEnable(1,false);

TINIOS.setRTSCTSFlowControlEnable(0,true);

TCPSerialVirtualModemmodem=newTCPSerialVirtualModem(port,/*Commspeed*/9600,/*TCPPort*/8001);

Modem.processIuput();

}

catch(Excepitone){

System.out.println("Exception:+e.toString());

}

}

这段代码首先禁止掉所有来自TINIOS的调试输出——TINI上的标准惯例。获得一个端口号后，打开这个端口（如果端口正在被另一个应用使用，第二个参数指明等待多久），接下来，设置硬件流控制状态。由于TINIm390仅有一套RTS/CTS线用于串口0和1，在目标端口使用它们之前，程序首先应该关掉其它端口上的流控制，下面，就是一个Java虚拟调制解调器范例。

虚拟调制解调器类似包含一个AT命令解释器（未在此示出，尽管到目前为止，它是本范例中最大的一部分）和网络代码。下面的代码用来设置串口位速率、数据和停止位，以及奇偶位。从中可以看出，处理入站连接是何等简单：

/**CreatesanewVirtualModemconnectedtoaserialporton

*oneendandaTCPportonthedataside.

*serial--theserialportthisVirtualModemtalksto.

*speed--thespeedtheserialportshouldbesetto.

*tcpport--theTCPportthisVirtualModemlistenson.

*throwsIOExceptionwhenthere''''saproblemwiththeserialorTCPport.*/

publicTCPSerialVirtualModem(SerialPortserial,intspeed,inttcpport)

throwsIOException

{

super(serial);

try{

serial.setSerialPortParams(speed,SerialPort.DATABITS_8,

SerialPort.STOPBITS_1,SerialPort.PARITY_NONE);

}

catch(UnsupportedCommOperationExceptione){

thrownewIOException();

}

…

serverSock=newServerSocket(tcpport,1);//backlogofonelistenThread=newlistenInbound();

listenThread.start();

}

最后，listenThrad()片段可接受一个到来的连接请求：

publicvoidrun(){

intrc;

Sockets;

While(running){

s=null;//Noincomingconnectionrequest

try{

answered=false;

s=serverSock.accept();

//Discardincomingconnectionifalreadyconnected

if(connected)

thrownewIOException();

sock=s;//foranswer()

…

（2）UPS监视器

第二个实例是将TINIm390/400连接到一个不间断电源的串口。软件要用网络UPS工具协议，允许多个客户端在多种平台上检测UPS的状态。该项目源于需要由一台没有串口的新Macintosh计算机监视现有的UPS电源的需求。目前存在两种基本的UPS设备，即所谓的智能型和简单型（或“哑巴型”）。简单的UPS在多个串行引脚上指示其工作状态，它实际上输出任何ASCII数据。由于不存在太多的串行引脚，因而它仅能够指示几组有限的信息，如表1所列。

表1

信号意义

RTS（来自UPS）电池低

TD（来自UPS）使用电池

CTS（去UPS）关闭UPS电源

具体实现部分见网络补充版。

太网范文篇4

关键词：以太网上联卡；网络处理器；ATM；以太网；微码；IXP1200

随着网络通讯技术的高速发展，宽带接入技术成了当前电信接入技术的热点。由于早期的宽带技术以ATM为核心，各大厂家提供的核心芯片和线路接口芯片都是基于ATM技术的。而数据网络主要以TCP／IP为核心，因此，为了解决ATM和TCP／IP的融合问题，就需要在DSLAM设备上提供ATM到以太网的转换。但转换过程中需要进行大量的数据处理，因此容易产生系统瓶颈，而上联卡的设计就是为了解决在DSLAM设备中的ATM信元和以太网帧之间的高速转发问题。本文提出了一种基于网络处理器IXP1200的上联卡设计方案，并对该方案的实现过程进行了详细分析。

1网络处理器IXP1200主要特性

网络处理器是一种硬件可编程器件，通常是一种芯片，它是专门为处理网络数据包而设计的。通过对硬件架构和指令集的优化，该网络处理器不但可提供线速处理数据包的高质量硬件功能，同时还具备极大的系统灵活性。

IXP1200是英特尔公司生产的一款高档网络处理器，也是IXA（InternetExchangeArchitecture）架构的核心产品。IXP1200的内部结构如图1所示，它内含1个主频最高可达232MHz的处理核心StrongARM、6个RISC结构的可编程微引擎（每个微引擎包含4个硬件线程）、64位和最高104MHz的IXBus、32位的SRAM接口单元（工作频率为核心频率的一半）、64位的SDRAM接口单元（工作频率为核心频率的一半）、32位和最高66MHz的PCI总线接口单元等。IXP1200通过FBI接口单元和IXBus相连接。另外还有一套集成开发环境，可用于对微引擎进行应用开发，它支持汇编和C编程语言。

（1）StrongARMCore

通过StrongARMCore可实现CPU的主要功能，同时可启动系统、管理和控制对网络处理器的其它单元、处理微引擎无法处理的数据包和一些异常状况。

（2）微引擎

微引擎是可编程的32－bitRISC处理器，它的指令集是专门针对网络和通信应用而设计的。通过对各个线程进行编程，可单独执行数据包的转发和处理，而无需StrongARMCore干预，因而可减轻StrongARMCore的负担，特别适合高速数据的处理和转发。

（3）SDRAM单元

SDRAM单元可提供IXP1200与SDRAM的接口，最大可支持256M字节的SDRAM。虽然SDRAM的访问速度较慢，但存储空间大，因而可用来存储大容量的数据结构（如数据包和路由表等），并可在系统运行时存储操作系统的代码。

（4）SRAM单元

SRAM单元可为三种类型设备提供通用总线接口。这些设备包括最大可达8M字节的SSRAM、复位后StrongARMCore执行代码所在的FLASH或E-PROM等、BOOTROM设备和其它慢速端口设备（如CAM）、加密设备和MAC或PHY设备的控制状态接口。SRAM访问速度较快，但存储空间小，主要用来存储查找表和缓存描述符等需要快速访问的数据结构。

（5）PCI单元

PCI单元用于提供与PCI设备相连的接口，可用于下载操作系统和配置程序。

（6）FBI单元

图1中的哈希单元、IX总线接口和Scrachpad内存统称为FBI单元。IXP1200通过FBI单元和IXBus相连，来实现外设与IXP1200之间数据包的收发，以便使微引擎可以访问这些数据包，并利用线程对其进行转发。实际上，StrongARMCore也可以访问这些数据包，并对其进行异常处理或上层协议处理。

2以太网上联卡的设计方案

以太网上联卡的基本功能是实现ATM信元和以太网帧之间的转发，即从LVDS接口收到来自核心卡的ATM信元流后，根据封装协议（如RFC1483桥接协议）转换成以太网帧，然后建立相应的MAC地址与ATMPVC的对应关系，并通过以太网上联口送往IP网络；也可以从以太网上联口接收来自IP网络的以太网帧，然后根据建立的MAC地址与ATMPVC的对应关系，将其转换成ATM信元流，再通过LVDS接口送往核心卡。

在上联卡中，ATM信元和以太网帧之间的转发是由网络处理器中的微引擎完成的。要使以太网上联卡不成为网络的瓶颈，微引擎必须能以线速来处理数据包（以太网帧或ATM信元），即在下一个数据包到来以前，完成对当前数据包的处理。因此，每个数据包的最大允许处理时间应小于数据包之间的间隔时间。

在进行设计时，应根据以太网上联卡具体功能的实现，并结合网络处理器IXP1200所拥有的硬件资源来进行合理的分配使用。这样可以最大限度地发挥系统性能，本设计中，以太网上联卡需要实现以太网接收处理、CRC计算产生、ATM发送处理、ATM接收处理、CRC校验、以太网发送等六个主要任务，而由于IXP1200刚好拥有六个微引擎，因此，将这六个单独的任务分配在每个微引擎上，并在处理上将其搭建成多流水线结构的程序架构，可以取得很好的处理效果。图2给出了网络处理器IXP1200的六个微引擎的任务分配方案，该分配方案的整个处理流程可以分为两个方向，一是上行方向，即ATM到以太网的数据映射，二是下行方向，即以太网到ATM的数据转换。

在上行方向，ATM接收引擎把收到的ATM信元组装成AAL5PDUs，并根据封装协议转换成以太网帧，同时建立相应的MAC地址与ATMPVC的对应关系，然后送到CRC－32校验队列。接下来由CRC－32校验引擎对队列中的PDUs执行CRC校验并把PDUs送到以太网的发送队列。而以太网发送引擎的任务则主要是把发送队列中的以太网帧从以太网上联口发送出去。

在下行方向，以太网接收引擎接收来自以太网上联口的以太网帧，并将其封装成AAL5PDUs后送到CRC－32产生队列，同时根据建立的MAC地址与ATMPVC的对应关系进行查找以得到ATM信元头部。接着由CRC－32产生引擎为队列中的PDUs生成CRC校验值，并把PDUs送到UBR队列。最后由ATM发送引擎把PDUs分割（segment）成ATM信元后，从ATM端口发送出去。

3以太网上联卡的硬件设计

图3所示是以太网上联卡的硬件电路，该硬件电路主要包括四个部分：以太网处理单元、IXP1200网络处理单元、FPGA控制逻辑单元、ATM及LVDS背板总线处理单元。

3．1以太网处理单元

以太网处理单元是上联卡的上联处理部分，用于连接路由器或者三层交换机等数据网络设备。该单元主要包括RJ45接口、变压器隔离电路、LXT9763以太网物理层芯片和IXF440MAC层芯片。其中RJ45接口以及变压器隔离电路是以太网处理接口的标准单元电路，LXT9763主要完成802．3协议中描述的物理层功能，它主要通过MⅡ总线和IXF440芯片相连接。IXF440芯片主要完成802．3协议中描述的MAC层功能，同时提供与网络处理器的IX总线接口，实际上，该芯片是网络处理器中IX总线的SLAVE设备。

3．2IXP1200网络处理单元

IXP1200网络处理单元是整个以太网上联卡的核心，它主要通过IX总线与外部芯片进行相连，是IX总线的MASTER设备，所有的处理软件均运行在网络处理器中。

IXP1200网络处理单元由网络处理器IXP1200及外部芯片（如SDRAMSRAMFlash等）构成。SDRAM和SRAM单元是可共享的智能单元。其中SDRAM单元可以被IXP1200的StrongARM内核以及微引擎和PCI总线上的设备直接访问，这样可以支持SDRAM与微引擎或IX总线以及PCI总线之间的快速移动数据，而SRAM单元则具有比SDRAM单元更快的访问时间，通常可以用来存储需要快速查找的表格，以提高性能。

3．3FPGA控制逻辑单元

由于在英特尔公司所提供的网络处理器解决方案中，外部的数据接口是IX总线，该总线是英特尔提供的专有数据总线，而以太网上联卡中所采用的ATM芯片的外部接口为标准的UTOPIA总线。所以，为了实现芯片间的互联，应采用FPGA来完成IX总线和UTOPIA总线间的变换，即在IX总线端实现IX总线的SLAVE接口，在ATM端实现UTOPIA总线的SLAVE接口。通过该FPGA逻辑控制单元可为ATM到以太帧的转换提供物理层的控制功能。FPGA逻辑控制单元的实现对于完成以太网上联卡的设计非常关键。

3．4ATM与LVDS背板总线单元

该处理单元主要完成以太网上联卡中的网络处理器单元与背板ATM的无缝连接。由于DSLAM设备的设计核心是基于ATM技术，为了将网络处理器单元应用在基于ATM的DSLAM设备中，必须采用该处理单元来实现系统互连。

DSLAM设备系统中的其它板卡主要用于完成ATM交换以及ADSL设备的线路接口。而背板是基于LVDS总线的高速差分总线，它具有抗干扰能力。这对于高密度的DSLAM设备来说是非常重要的。实际上，上联卡就是通过ATM的物理层芯片与高速LVDS总线进行互联，从而使该板卡无缝插接在系统之中。

4以太网上联卡的软件设计

以太网上联卡的软件主要运行在网络处理器IXP1200中。为了方便基于网络处理器IXP1200的开发，英特尔公司特别推出了高度集成且具有强大开发能力的开发工具SDK2．0。这个开发工具包中包含有IXP1200DeveloperWorkBench，是一个集成的开发工具，专门用来写符号微码，并且具有汇编器以及优化设备，还提供了一个不需要硬件的IXP1200模拟器，可支持软件模式下的仿真和调试，因而具备友好的用户接口和调试环境。

网络处理器IXP1200的软件开发主要基于两个层面，一个是高层软件，通常指运行在网络处理器IXP1200StrongArm内核上的管理软件、路由协议软件以及所有的系统所需任务，这部分软件通常需要一个嵌入式操作系统，目前的开发主要基于Linux操作系统。另一个层面是底层软件，这部分软件主要运行于六个微引擎之上，可用于完成包的快速处理，包括包的快速转发和基本的二层协议处理等，这部分软件采用微码形式来完成，但应特别注意软件部分的代码优化，即用尽可能少的指令来完成处理。在网络处理器IXP1200中，每个微引擎提供有2k字大小的代码存储空间。此外，每个微引擎中也包含四个线程，这四个线程可构成硬件多线程。由于微引擎内部包含有大量的GPR以及SRAM、SDRAM传输寄存器，因此，在采用微线程进行相对寻址模式时，每个线程都具有自己特定的寄存器组，从而极大地加快了线程切换的速度。在IXP1200中进行微码设计有一个重要原则：即当一个线程在等待资源时，应将该线程切换出去，以让其它线程占用微引擎的处理，这样可进行快速切换，以保证各个线程都能够充分利用微引擎的处理机，而不会因为一个在等待资源线程，造成处理器的浪费。微码的组织也是按照这一原则来进行的。图4所示是高层软件的程序主流程图。高层软件的目的是完成整个硬件和软件的初始化，同时将微码程序加载到网络处理器的六个微引擎中，并启动运行。

底层软件的微码流程分为两个部分，其任务分配和以上讨论的六个微引擎的任务分配一致。它也分为两个方向，即ATM到以太网方向和以太网到ATM方向。图5所示是其微码的软件流程图。

太网范文篇5

【关键词】工业以太环网；煤矿；安全监控系统

近年来，我国众多煤矿纷纷构建或者准备构建安全监控系统，然而从系统集成层面而言，有关生产、管理的信息化与自动化水平依旧不足，尤其是煤矿安全监控系统没有形成统一的行业标准，不同生产商自主制定传输协议及接口标准，使得不同子系统相互间难以实现有效兼容或连接，引发信息孤岛现象，信息资源无法共享，监控系统、管理系统相互间无法实现有效联动；从产业发展层面而言，现阶段，煤矿行业安全软件、硬件研发及服务保障系统仍相对落后，研发水平有限，与煤矿行业特征及发展需求相符的软硬件、仪器设备等依旧十分缺乏，无法满足煤矿安全生产及技术革新的需求。针对这一情况，倘若引入工业以太环网来建设煤矿安全监控系统，则能够有效弥补系统存在的技术缺陷，促进煤矿安全监控系统实现安全有序地运行。由此可见，对工业以太环网在煤矿安全监控系统中的应用展开研究具有重要意义。

1推广工业以太环网的意义

伴随社会发展对煤矿资源需求的不断攀升，近年来煤矿生产开采规模日益扩大，由此给煤矿安全管理带来极大冲击。为了有效了解煤矿设备运行状况及掌握不同环境下设备运行参数的转变，构建一个科学完备的数据采集及信息传输系统，对设备开展全面控制管理尤为关键。这同样是确保一系列监测数据的准确传输，促进实现煤矿生产开采安全有序开展的重要辅助手段之一。作为光通信中的一项新型技术，光纤通信技术近年来迅猛发展，并在现代通信中占据越来越高的份额。光纤工业以太环网的构建，一方面可防止引发传输系统链接故障，另一方面可更为迅速地与煤矿下监控分站开展数据交换，进而提升监控系统的巡检周期及抗干扰水平，为煤矿生产安全有序开展提供可靠保障。近年来，工业以太网凭借其传输距离远、抗干扰能力强等优势，已然在骨干传输网建设中得到广泛推广。因而，将工业以太环网应用于煤矿安全监控系统中具有十分重要的现实意义。

2现阶段煤矿安全监控系统中存在的主要问题

现阶段，我国监控系统架构主要为集散型控制结构，地面监测主机经由串行总线与系统线路传输装置连接，依托串口轮巡方式与矿井对应数据信息采集分站开展数据信息传输；系统传输线路以阻燃通信线缆为主；数据传输模式包括RS485总线、DPSK、FSK等。该种系统架构在运行过程中主要表现出以下问题：其一，采用的总线型架构方式会对系统传输速率、距离造成极大影响，在接入系统数据信息采集设备不断增多的情况下，系统巡检时间难以满足相关规定。其二，主干通信线路运用电缆作为传输介质，在煤矿井下复杂环境中安全监控系统数据传输极易受到各种因素的影响。其三，单一的总线结构无法形成可靠的线路冗余，某些主干通信线路损坏极易使井下设备数据信息采集终端发生故障甚至导致系统无法运行。

3工业以太环网在煤矿安全监控系统中的应用措施

3.1网络设计思路。其一，硬件结构设计。煤矿安全监控系统主要由控制中心管理层、网络通讯层及现场接入子系统层等组成。其中，网络通讯层依据生产关系及地理位置，需用单环网络与星型网络相结合的手段，将每一子系统的主机用以工业以太环网的节点，配备若干台环网交换机、控制核心交换机以构建光纤环网，其他子系统节点结合其接口方式，选取星型网络依托建立通讯分站或与骨干网交换机直接连接，进一步将全面子系统汇集于以TCP/IP协议为前提的工业以太环网中。其二，逻辑结构设计。煤矿生产中涉及大量子系统及子系统设备，子系统相互间保持独立运行，不开展互联通讯，因此可利用虚拟局域网技术将网络划分成若干个虚拟的局域网络，依托对煤矿工业以太环网的虚拟局域网络的科学划分，实现对网络广播、限制系统与系统相互间访问权限的有效控制，切实提高网络的数据传输效率及网络安全性。3.2网络系统安全设计。系统安全是信息化建设中的重要环节，要做到全方位统筹规划，换言之，不仅要保证系统出现故障后可迅速恢复，还要保证信息数据不受非法侵袭或篡改。此环节通常需要应用到的技术方法包括密钥、防火墙、数字证书、入侵检测等。安全方案技术特征表现为可实现数据的全面自动备份，同时可实现数据的反复存储，进而为数据信息提供安全可靠的保障。主备服务器不仅可以自动切换，还可人为操作切换。倘若主服务器出现故障情况，如断电、死机等，则可实现自动向备份服务器切换。双机开展切换不会对系统运行构成不利影响，具备良好的稳定性。双机热备软件安装、配置便捷，依托纯软方式，经济成本，无需运用成本高昂的磁盘阵列柜，两台服务器相互间不会受到距离的影响。引入硬阵列方式，有助于提高系统稳定性。一般情况下，可将磁盘阵列划分成软阵列、硬阵列。其中，前者是经由软件程序并通过计算机中央处理器提供运行能力所形成的。因为软件程式作为一个系统存在不完整的特征，所以仅可实现常规的磁盘阵列容错功能。后者则是通过独立操作的硬件，实现全面磁盘阵列的计算、控制等功能，而不依赖于计算机中央处理器。再加上硬阵列属于一个完整的系统，因而各项需求的功能均可引入，由此决定了硬阵列对应提供的功能要优于软阵列。依托磁盘阵列技术，有助于加快磁盘的传输速度，防范数据信息由于磁盘故障而出现丢失的情况，并且可提高对磁盘空间的有效利用。在磁盘阵列中，可使大量磁盘实现数据信息同时传输，而该部分磁盘驱动器在理论上属于一个磁盘驱动器，因而应用磁盘阵列可实现单个磁盘驱动器几倍、几十倍甚至更高的速度，进一步实现统一服务器上不同硬盘的全面自动备份。3.3煤矿安全监控系统工业以太环网的实现。通常而言，工业以太环网是由12芯矿用光缆中的2芯单模光纤连接煤矿井下及地面以太网交换机的千兆光纤端口，由此构建起一个可靠的主干传输网络。该种主干传输网络具备环型结构、千兆带宽及治愈功能等特征优势，倘若主干传输网络中相关节点或线路引发故障，其均可迅速自动恢复数据传输，该种系统下的数据信息传输，安全性、可靠性可得到显著提高。以太网交换机通常设置于接近煤矿生产工作面的变电所中，仅需将该区域中对应信息采集信号传输至变电所的以太网交换机中，然后依托工业以太环网便可实现将部分数据信息传输至地面监控中心。倘若煤矿巷道距离相对较长，依托工业以太环网便可有效减少传输电缆的投入。在煤矿安全监控系统中，视频监控系统需要占据极大的带宽，然而对于网络带宽的使用率却相对不足，因而引入该系统可有效满足大中型煤矿当前的实际生产需求，并且还可对网络开展较为科学的规划，采取相关有效的安全策略，进一步促进煤矿安全监控系统的安全有序运行。

4结语

总而言之，工业以太环网可为煤矿生产开采提供安全可靠的数字通信渠道，将煤矿各个生产环节及对应辅助环节的数据信息连接至交换机上，开展实时动态的数据信息采集、传输、分析、呈现等，进一步对煤矿生产开采各项机电设备开展统一监控，并且辅助工业电视系统开展安全图像监控，为作业人员及机电设备提供安全保障。由此对推动煤矿企业科学化、现代化发展，促进煤矿安全高效生产，提高煤炭行业科学技术发展水平有着十分重要的意义。因而，煤矿企业相关人员务必加大研究分析力度，提高对推广工业以太环网意义的有效认识，深入分析现阶段煤矿安全监控系统中存在的主要问题，确保工业以太环网在煤矿安全监控系统中的科学合理应用，积极促进煤矿安全监控系统安全有序运行。

参考文献

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［2］安文斗，冉隆明，杨锡岭，等．基于工业以太环网的矿井电网安全监控系统的设计［J］．矿业安全与环保，2007（4）：31-34．

［3］刘业辉．基于光纤工业以太环网的矿井安全监控系统设计及应用［J］．软件，2014，35（1）：123-124．

太网范文篇6

关键词：IEEE802.3af标准；TPS2383；以太网供电；I2C总线

以太网电源技术标准已于2003年6月由IEEE批准，编号为IEEE802．3af。该标准对路由器、交换机和集线器等网络设备通过以太网电缆向IP电话、安全系统以及无线LAN接入点等设备提供电源的方式进行了规定。

德州仪器公司凭借其领先的系统电源管理技术，推出了面对新兴“以太网供电”市场的首款电源管理芯片TPS2383，它通过一条标准的以太网线缆来提供直流电源并传输数据，可广泛应用于以太网交换机、路由器、集线器等中跨设备（Mid－span）。

TPS2383的主要特征如下：

●可对八个以太网端口进行供电管理；

●具有12位实时电流与电压测量功能；

●具有AC断线检测功能；

●带有标准I2C串行接口，同时具有光隔离等功能；

太网范文篇7

关键词：现场总线CAN总线以太网

在大型企业自动化系统中，上层企业管理层和生产监控层一般都采用以太网和PC机，而下层车间现场则采用现场总线和单片机测控设备。上下两层的沟通，通常采用工业控制机加以太网卡，再加上PC机插槽上的接口卡或并行打印口的EPP接口卡实现。这种连接方式成本高，开发周期长。针对这种情况，笔者设计一种单独的CAN以太网网关互连系统，成功地实现以太网与现有CAN总线网的直接数据互联。

1系统结构

系统总体结构分为三部分：现场测控网络（CAN网络）、嵌入式透明SX52网关、以太网信息管理终端（如监控平台和网络数据库等），如图1所示。

CAN总线是一个设备互连总线型控制网络。在CAN总线上可以挂接多达110个设备节点，各设备间可以自主相互通信，实现复杂网络控制系统。但设备信息层无法直接到达信息管理层，要想设备信息进入信息管理层需通过数据网关。嵌入式透明SX52网关就是为此而设计的。

透明式网关在以太网应用层构建和解析完整的CAN协议数据包。CAN协议数据包作为TCP／IP网络应用层的数据进行传输，它对通信数据的具体实际意义不做任何解释。透明式网关由通信处理器、CAN总线控制器和以太网控制器三部分组成。其中SX52单片机为核心处理器，它实现了CAN控制网络与以太网之间的协议转换。以太网信息管理层的控制指令发送到嵌入式透明SX52网关，将TCP／IP协议包数据转换为CAN协议形式发送至CAN控制网络中的指定设备节点，完成信息管理层对现场设备层的控制。同样地，当CAN网络上的设备数据（如定时采样数据或报警信息）要传输到信息管理层时，可将数据发送到嵌入式透明SX52网关，再通过网关协议转换程序将CAN协议数据封装成TCP／IP协议的以太网数据帧发送至以太网上的监控计算机。

以太网信息管理终端是一个根据用户的具体要求而设计的用户层应用软件。它可以是一个WIN32监控程序或网络数据库（记录CAN节点设备数据）软件等；甚至可能是CAN节点设备的服务器软件，为设备提供较复杂的数据处理工作。

2硬件设计

系统硬件分为两大部分：CAN总线网络设备接口设计和嵌入式透明SX52网关设计。

2．1CAN总线网络设备接口设计

CAN总线网络设备接口设计较网关设计简单。它是在完成设备功能的基础上加入一个CAN通信控制器接口芯片，实现与CAN总线网络的连接。考虑到开发成本和灵活性，笔者在设计中选用PHILIPHS公司的独立CAN通信控制器SJA1000芯片和CAN总线收发器82C250芯片。其结构如图2所示。

2．2嵌入式透明SX52网关设计

嵌入式透明网关设计是整个系统设计的核心。其结构如图3所示。它由CAN控制器协议转换模块和以太网控制器协议转换模块两部分组成。网关硬件中SX52微处理器起核心作用。它是由美国Ubicom公司研制的高速可配置通信控制器，其处理速度相当高。在外接100MHz时钟时，指令执行速度可达100MIPS。它可实现TCP／IP协议栈中的ARP、IP、UDP、TCP、HTTP、SMTP、ICMP等网络协议。

CAN控制器协议转换模块硬件电路原理如图3左框图。它由三部分组成：微控制器SX52、独立CAN通信控制器SJA1000、CAN总线收发器82C250。其中SX52为唯一的CPU核心，负责SJA1000的初始化，通过读写SJA1000内部寄存器实现数据的接收、发送和错误处理等。PCA82C250则提供对总线的差动发送能力和对CAN控制器的差动接收能力。

以太网控制器协议转换模块主要由微控制器SX52、以太网通信控制器RTL8019AS和隔离滤波器FB2002组成。RTL8019AS是台湾Realtek公司制造的一种高集成度的全双工10Mbps以太网控制芯片，实现了基于Ethernet协议的MAC层的全部功能，内置16KB的SRAM、双DMA通道和FIFO完成数据包的接收和发送功能。在网关设计中，使用跳线模式（JP置为高）硬配置RTL8019AS为8位模式。使用RTL8019的低5位地址线A0～A4以及低8位数据线D0～D7。SX52的B口的B0～B4脚作为地址线连接RTL8019AS的低5位地址线，B5～B7作为控制线分别连接读写时序控制脚IORB、IOWB、IOCHRDY；C口作为数据线连接RTL8019AS的低8位数据线；A口保留，用作日后扩展。图3中AT24C64为8KBEEPROM，主要用来保存嵌入式透明SX－52网关的配置信息，如网关IP地址、MAC地址和SJA1000的ID网络标示符、网络掩码AMR和总线定时（BTR0、BTR1）等。这样，可以灵活方便地修改网关参数，适应不同环境，同时也考虑到以后的扩展。

RTL8019AS除与SX52连接外，还将其网络收发器的4根引脚TPOUT＋、TPOUT－、TPIN＋、TPIN－通过外接的隔离滤波器FB2002与以太网相连。采用隔离滤波器FB2002是为了提高网络通信的抗干扰能力。

3软件设计

整个互联系统的软件设计可以分为三部分：CAN总线设备接口通信程序、透明网关协议转换程序和以太网层应用程序设计。其中，CAN总线设备接口通信程序和透明网关协议转换程序的CAN控制器协议模块在结构上有较大的相似性，但有可能因采用微控制器不同而导致实现的程序语言相异。因而，在此不作论述，而主要讨论后两个方面的程序设计。

3．1透明网关协议转换程序

透明网关协议转换程序的整体设计思路为：当以太网应用层有数据要发送到CAN节点时，首先，数据发送到透明网关由以太网控制器协议转换模块从传输层数据报文中解析出完整的CAN协议数据包，存放在数据缓冲区A再通知总调度模块，由它调用CAN控制器协议模块将CAN协议数据包发送到CAN总线上。反过来，当CAN设备有数据要发送到用户层时，首先，数据发送到透明网关由CAN控制器协议模块将完整的CAN协议数据包存放在数据缓冲区B再通知总调度模块，由它调用以太网控制器协议转换模块将完整的CAN协议数据包作为应用层数据封装起来，再发送到以太网的应用层。其程序结构如图4所示。

3．1．1CAN控制器协议模块

CAN控制器协议转换模块程序主要由SJA1000的寄存器读程序CANRead（）、写程序CANWrite（）、初始化程序CANInit（）、发送程序txdsub（）、接收程序rxdsub（）程序组成。之所以要编写单独的SJA1000的寄存器读、写子程序，这是由SX52芯片只有I／O端口决定的。

选用CAN2．0A协议构建CAN总线控制网络，对SJA1000的初始化主要完成控制寄存器CR、验收代码寄存器ACR、验收屏蔽寄存器AMR、总线定时寄存器BTR0，1和输出控制寄存器OCR的设置。初始化完成后，由总调度模块监控SJA1000控制器。当CAN总线上有数据到达时，它调用接收子程序rxdsub（），把这一帧数据包存入数据缓冲区B中，然后释放接收缓冲器。同样，当有按CAN2．0A协议格式组合成的一帧数据报文在数据缓冲区A中要发送到CAN总线上去时，总调度模块将调CAN发送子程序txdsub（）发送。

3．1．2以太网控制器协议转换模块

以太网控制器协议转换模块主要负责从UDP数据包中解析出完整CAN协议报文，存入数据缓冲区A。同时，可能将数据缓冲区B中的完整CAN协议报文封装成UDP数据报，然后将其发送到以太网上。

在通信传输层采用UDP协议是考虑到CAN协议数据报为短帧形式（每个数据帧最多为8字节）。如果采用TCP传输协议，要传输8字节CAN协议数据，要先通过3次握手建立连接，再传输数据，之后还要通过握手释放连接。这样传输效率对有限的网络资源来说无疑是一种浪费。而UDP是无连接的传输，可以提高网络传输效率，同时，也减轻网关的处理任务。当然，UDP传输协议是不可靠的，对于控制网络来说，是不允许的。为了提高通信的可靠性，采用了回传校验机制。通过实验测试表明这种方式是行之有效的。

以太网控制器协议转换模块主要由以太网卡驱动、ARP、UDP协议的若干个API函数组成，如NICInit（）、NICDMAInit（）、NICInitTxFrame（）、NICSendTxFrame（）、NICReadAgain（）、ARPCheckIfIs（）、ARPSendResponse（）、ARPSendStPacket（）、ICMPProcPktIn（）、UDPAppInit（）、IPGenCheckSum（）、、UDPAppProcPktIn（）、UDPStartPktOut（）和UDPEndPktOut（）等。所使用的变量有：remoteIP[3:0]、myIP[3:0]、UDPRxSrcPortMSB、UDPRxSrcPortLSB、UDPRxDataLenMSB、UDPRxDataLenLSB、UDPTxSrcPortMSB,UDPTxSrcPortLSB、UDPTxDestPortMSB、UDPTxDestPortLSB、DPTxDataLenMSB,UDPTxDataLenLSB等。

系统首次执行或复位时，以太网控制器协议转换模块将首先调用NICInit()和UDPAppInit()等进行NIC、ARP、IP、UDP和应用程序的初始化。初始化完成后，即进入主循环。在主循环中，SX52将反复检测RTL8019AS是否接收以太网帧。当有数据被接收时，SX52调用NICDMAInit()和NICReadAgain()读入以太网帧首部再调用ARPCheckIfIs()判断接收帧是否为ARP数据。若是ARP，则转入ARPSendResponse()和ARPSendStPacket()子程序进行ARP处理并发送响应ARP数据报；若不是ARP，则判断是否为IP数据报。若非IP数据报则清除该以太网帧；当所接收帧包含IP数据报时，则需进一步判断是ICMP数据报还是UDP数据报文。若是ICMP数据报则执行ICMPProcPktIn()子程序处理ICMP数据报并重发IP数据报；若数据为UDP数据报文，则调用UDPProcPktIn()子程序。该程序将读入UDP数据报文首部的数据并进行相应处理，还原出完整的CAN协议数据报文存入数据缓冲区B中，再通知总调度程序，由总调度程序调用CAN总线控制子程序将CAN协议数据报文发往CAN总线。

反过来，当总调度程序通知以太网控制器协议转换模块将数据缓冲区B中准备好的CAN协议数据发送到以太网上时，它将调用NICInitTxFrame()、UDPStartPktOut()、IPGenCheckSum()、IPStartPktOut()、NICSendTxFrame()、UDPEndPktOut()等子函数进行发送处理，从而实现CAN总线到以太网的数据传输。

3．2以太网层应用程序设计

以太网上的通信协议一般采用TCP／IP协议。本文采用流行的SOCKET套接字编程，传输层协议选择UDP（用户数据报协议），通过VisualC＋＋编写用户层程序。

太网范文篇8

关键词：Lonworks以太网RTL8019as80C51单片机

随着互联网的发展，在使用计算机进行互联的同时，各种智能家电、工业控制、智能仪器仪表、数据采集都在逐步趋向网络化。但由于以太网在实时性和可靠性的先天不足，各种现场总线技术应运而生；更因为其彻底的开放性、分散性和完全可互操作性等特点，正成为未来新型工业控制系统的发展方向。以太网以其应用的广泛性和技术的先进性，逐渐垄断了商用计算机的通信领域和过程控制领域的上层信息管理与通信。为实现上层管理网络与下层控制网络的集成，在实际中必须实现现场总线与以太网互联。

Lonworks现场总线是美国Echelon公司1991年推出的局部操作网络。Lonworks现场总线在网络通信方面具有突出优点，如网络物理层支持多种通信介质，支持多种网络拓扑结构等。目前使用Lonworks技术的产品广泛应用于工业、楼宇、家庭、能源等自动化领域。本文提出的适配器连接方案，能将LON控制网与以太网无缝连接，实现透明传输。

图1互连适配器的电路框图

1互连适配器硬件电路设计

适配器使用的主要芯片为神经元芯片TMPN3150、51单片机89C51RD和以太网控制器RTL8019as。主要分为Lonworks控制模块、协议转换模块和以太网通信模块。其中，协议转换由单片机内部软件完成。

1．1Lonworks控制模块

Lonworks控制模块主要完成对LON网数据的管理并向单片机传输数据，其核心是神经元芯片。神经元芯片与其他设备的互连是通过其11个I／O口，编程人员可以定义多个引脚为输入／输出对象。用户程序可通过io＿in（）和io＿out（）访问这些I／O对象，并在程序执行期间完成输入／输出操作。本文设计的适配器采用Neuron芯片预定义的并行I／O对象，实现了高数据速率和全双工工作方式。

并行I／O对象利用Neuron的11个I／O口进行通信。其中IO0～IO7为双向数据线，IO8～IO10为控制信号线。借助令牌传递握手协议，并行I／O口可外接处理器，实现Neuron芯片与外接各类微处理器之间的双向数据通信。并行口的速率可达3．3Mbps，工作方式有三种，即主模式、从A模式和从B模式。不同的模式下，IO8～IO10这三根控制信号线的意义不同。本文应用从A模式与单片机连接如表1所示。

表1Neuron芯片与单片机的连接

IO8片选信号线（CS）接P2.5

IO9读写信号线（R/W）接P3.6

IO10握手信号线（HS）接P1.0

IO0～IO7数据总线接P0.0～P0.7

从A模式中，Neuron芯片为从机，51单片机为主机。主机与从机间的数据传输通过虚拟的写令牌传递协议（VirtualWriteToken－PassingProtocol）实现。主机和从机交替地获得写令牌，只有拥有写令牌的一方可以写数据（不超过255字节），或者不写任何数据传送一个空令牌。传送的数据要遵从一定的格式，即在要传送的数据前面加上命令码和传送的数据长度。命令码有CMD＿XFER（写数据）、CMD＿NULL（传递空令牌）、CMD＿RESYNC（要求从机同步）、CMD＿ACKSYNC（确认同步）四种，最后以EOM字节结束。写数据和传递空令牌的格式分别如表2、表3所示。

表2写数据的格式

CMD_XFERLengthDataEOM

表3传递空令牌的格式

CMD_NULLEOM

1．2以太网通信模块

以太网通信模块由51单片机和RTL8019as组成。以太网控制器RTL8019as由台湾Realtek公司生产，100脚PQFP封装。它支持8／16位数据总线及16个I／O基地址选择，使用Ne2000兼容的寄存器结构。它有一块16K字节的RAM，地址为0x4000～0x7fff。实际上它是双端口RAM，可以同时被网卡读／写和用户读／写，相互之间不影响。网卡读写比用户读写的优先级高。RAM分页存储，每256字节称为一页。将前12页作为发送缓冲区（0x4000～0x4bff），后52页作为接收缓冲区（0x4c00～0x7fff）。

以太网的介质访问控制、CRC校验及数据帧的接收和发送都由网卡自动完成，只需将IP包加上目的MAC地址和源地址，再通过远端DMA接口对RTL8019as内部RAM进行读写即可。网卡的地址线共20根。用到的网卡地址为十六进制的0240H～025FH，基地址为0240H，从地址240H～25FH。地址线的A19～A5是固定的000000000010010，只需5根地址线即可。所以RTL8019as输入输出地址共32个，地址偏移量为00H～1FH（对应于240H～25FH）。对于8位操作方式，32个地址中只有18个有用：00H～0FH共16个寄存器地址，10H为DMA地址，1FH为复位地址。本适配器采用轮询方式，不使用中断。故RTL8019as与单片机的连接如表4所示。

表4RTL8019as单片的连接

IORB读信号，接P3.6

IOWB写信号，接P3.7

RSTDRV复位信号，P3.4

AEN地址信号，接地

IOCS16接下拉电阻，选择8位模式

S0～S7数据总线，接单片机P0口

A19～A10，A6地址线接地

A9，A5接P2.5（高电平时选中）

A4～A0接单片机P2.0×P2.4

表5单片机发往RTL8019as的数据格式

以太网首部IP首部UDP首部数据

14字节20字节20字节128×n字节

本适配器使用UDP传送数据，同时支持ICMP的回应应答和回应请求报文（Ping命令），单片机发往RTL8019as的数据帧格式如表5所示。

用单片机实现UDP协议要作一些简化，不考虑数据分片和优先权。因此，在IP首部中不讨论服务类型和标志偏移域，只需填“0”即可。

1．3互连适配器的硬件电路设计

由于P89C51RD2只有四个8位I／O口，无法同时与RTL8019as和TMPN3150通信，故使用P0口作为数据总线。P2．5作为片选信号，高电平为RTL8019as，低电平为TMPN3150。图1给出了互连适配器的电路框图。其中3150和RTL8019as复用同一条8位数据线，依靠P2．5进行片选。当P2．5高电平时，RTL8019as地址（1XXXXX）有效，被选中。Max232作为单片机的下载线，互联适配器也可使用RS232口与计算机通信。

图2适配器工作流程图

2互连适配器的软件设计

适配器的软件编写包括两部分：一部分是TMPN3150上用NeuronC语言编写；另一部分是在P89C51上用C51语言开发TCP／IP协议栈和与TMPN3150、RTL8019as的通信软件，可读性强，可方便地移植到其他51核心单片机上。

2．1适配器的初始化

P89C51单片机和TMPN3150之间先建立握手信号，即HS信号有效（由TMPN3150的固件自动实现）；然后，主机发送一个CMD＿RESYNC命令，要求从机同步，而从机接收到这个信号后，则发送CMD＿ACKSYNC，表示已同步，可以通信了。RTL8019在通信前要先读取93C46的内容并设置内部寄存器的值（配置寄存器CONFIG1～4，网络节点地址），再由89C51对RTL8019的页0与页1相关寄存器进行初始化，即可正常工作。

2．2适配器工作流程

考虑到LON网主要作为监控网络，特别在楼宇自动化中的监控，由LON网发往以太网的数据较多，应首先保证其优先权。且89C51RD只有1024字节的内存，无法处理大的以太网帧。经过实验比较，在最后具体实现时，选择LON最大为每帧64字节，尽量做到每收10个LON帧，发一个以太网帧，流程如图2所示。

太网范文篇9

关键词：PCI总线TM1300以太网通信接口pSOS+内核pNA+

1概述

TM1300是Philips公司推出的新一代高性能多媒体数字信号处理器芯片。基于TM1300的DSP应用系统适合于实时声音、图像处理，可广泛应用于会议电视、可视电话、数字电视等应用场合。它不仅具有强大的处理能力,同时还具有非常友好的音频和视频以及SSI和PCI等I／O接口，因此可以根据应用的需要灵活地构造各种视频通信系统。鉴于目前计算机网络的普及和网上视频业务的发展，很有必要为TM1300视频编码系统开发一个以太网接口以拓宽其应用范围。开发以太网接口的一种合理思路是利用TM1300集成的PCI接口来驱动专用的以太网接口芯片。由于目前多数以太网接口芯片（如Real-tek8029，Realtek8139等）都采用PCI接口，因此，可以用PCI总线将数据从TM1300传输到这些专用的以太网接口芯片后，再由它们发送数据，而且TM1300可以在嵌入式操作系统pSOS中运行，同时由于系统pSOS带有TCP／IP协议栈因此可以方便地完成编码码流的TCP／IP封装。

根据以上思路笔者在进行了前期测试的基础上进行了电路板的设计并顺利完成了调试。目前这个以太网接口已经基本开发成功。本文将对这个设计的技术要点从硬件和软件两个方面进行详细介绍。

2TM1300及PCI总线接口

该系统的硬件结构框图如图1所示。本系统硬件设计的重点是PCI总线接口。PCI总线根据数据位的宽度有32位和64位之分,64位的数据线与32位是兼容的。PC机中常见的是32位PCI总线,它的有用引脚总数是110个,可以分成3组。第一组是基本功能信号线,包括32位共享数据地址线AD〔00．．31〕、接口控制线、仲裁线、时钟线、系统复位线、中断线;第二组是附加功能信号线,包括错误报告线、cache功能支持线、JTAG边界扫描线;第三组是电源线,包括设备耗电量标识线、3．3V电源线(12根)、5V电源线(13根)、地线(22根)。

因为Realtek8029不具备PCI的附加功能信号线所支持的cache功能和JTAG边界扫描功能,同时虽然它具有奇偶校验错误报告功能引脚,但该脚可以悬空不用。所以,设计时只需考虑第一组功能信号线的连接即可。

PCI接口的设计有以下几个要点：

(1)PCI总线的仲裁

这里先说明两个概念。首先，PCI总线是多设备共享的，由于PC机里可以有多个PCI设备，所以需要使用仲裁器;其次，PCI设备有主设备和从设备之分，主设备可以发起PCI数据的传送从设备只能被动地响应主设备的操作以对读操作和写操作做出响应。PCI的仲裁引脚是REQ和GNT，分别为请求线和授权线，而且只有PCI主设备有这两个引脚。一般情况下，REQ通常和GNT成对地连到仲裁器，而设备与设备的REQ和GNT通常是互不相连的。

PCI总线的仲裁过程是这样的：PCI主设备把REQ电平拉低以表示向仲裁器请求占用总线。经仲裁获准后，仲裁器把这个设备的GNT电平拉低以表示请求获准，此后该设备便可以使用总线了。当它不再使用总线时，应使REQ信号变为高电平仲裁器就不再给它分配总线资源。在本系统中，TM1300是PCI主设备，而Realtek8029是PCI从设备。由于它们不存在共享总线的问题，所以不需要仲裁器，而只是简单地把REQ和GNT短接即可，这就相当于TM1300自己给自己授权。

（2）PCI_IDSEL信号线在设备的PCI配置读写中的作用

PCI有一种特殊的读写周期，称为配置读写。这是因为在系统引导时，如果没有给设备配置I／O或内存地址，软件就只能通过配置来读写访问设备。配置读写有两种，分别称为0型和1型具体采用哪一种取决于总线的硬件连接。配置读写操作不经过PCI桥时，使用0型，当需要经过PCI桥时，则要用1型，0型读写的地址直接就是总线上的地址，1型读写的地址则要经过PCI桥的译码才能成为最终的总线地址。本设计中，TM1300和Realtek8029是用PCI总线直连的，所以使用0型配置读写。

AD〔00．．31〕是PCI总线的共享地址和数据线，每一次PCI传送都分为地址周期和数据周期。在地址周期，采用0型读写时，AD〔00．．31〕的内容如下，AD〔00〕和AD〔01〕总为“00”，因为配置读写是以双字为单位的，AD〔02〕～AD〔07〕是要读写的PCI配置空间的寄存器号AD〔08〕～AD〔10〕是设备的功能号在一块PCI卡上有多个功能设备时，为了进一步区分不同的设备就要用到这几位，由于Realtek8029是单功能设备，故这几位全为0，AD〔11〕～AD〔31〕是设备选择位，其中必须有且仅有一位为“1”，如图2所示，这在物理上表现为总线的AD〔11〕～AD〔31〕中有一根为高电平如果输出高电平的这根线与某块PCI卡的PCIIDSEL引脚相连，这块卡就会被激活，这样，在紧接着的数据周期中，它就会将其PCI配置空间相应寄存器中的内容放到总线上以供读取。

（3）PCI_FRAME、PCI_DEVSEL、PCI_IRDY、PCI_TRDY引脚的处理

上述四个引脚均是低电平有效，因此需要接上拉电阻，以保证在设备未驱动该引脚时处于稳定的无效状态，上拉电阻的阻值在1kΩ～10kΩ范围内，阻值越小，则将该信号驱动为有效的时间越短，但太小又会导致电流过大，所以，要权衡考虑，本设计选用4．7kΩ。

上述三点对脱机情况下PCI设备的互连具有较普遍的参考意义，除此之外，本设计还有以下比较特殊的几点：

●应将TM1300的PCI，INTA引脚配置为输入，以便接收Realtek8029的中断；

●PCI时钟由TM1300提供；

●Realtek8029的复位信号也就是TM1300的复位信号，该信号由外部电路提供；

●TM1300的PCISTOP、PCISERR引脚悬空，表示Realtek8029不具备相应的附加功能。另外，TM1300的PCIINTB、PCIINTC、PCIINTD引脚可以用作用户中断。

3软件设计

该接口设计的软件结构框图如图3所示。其中TM1300运行于pSOS，它是一个简单的实时多任务嵌入式操作系统，带有pNA＋网络组件，其pNA＋相当于TCP／IP协议栈的扩展，它向上可提供应用程序编程的socket接口，向下可定义一个与网络接口层交互的接口，其中包括8个函数，分别是：ni_init（接口芯片初始化）、ni_broad－cast（发送广播分组）、ni_send（发送普通分组）、ni_getpkb（申请发送缓冲区）、ni_retpkb（归还接收缓冲区）、ni_ioctl（I／O控制操作）、ni_pool（统计量查询）、Announce（网络接口驱动调用它把接收到的数据包提交给pSOS）。其中网络接口层在本应用中就是Realtek8029的驱动程序，它通过硬件抽象层来驱动Realtek8029（硬件抽象层是PCI总线的配置读写和I／O读写指令集的总称）。

软件执行的流程大致是：系统首先启动pSOS，并由它加载网络接口驱动程序，然后调用驱动程序的ni_init函数，同时初始化Realtek8029的PCI配置空间并设置Realtek8029的工作参数，之后启动用户任务。在这里，用户任务为H．263编码进程。它对VI口读入的源图像进行压缩编码后，将调用socket的接口函数sendto（sendto是UDP套接口专用的发送函数），然后把码流发送给pSOS由pSOS根据UDP协议进行封装后，再调用ni_send函数，并由ni_send完成数据包从系统主内存到Realtek8029片上RAM的拷贝，然后启动Realtek8029发送数据。在接收情况下，Realtek8029收到一个完整的数据包后会用中断通知CPU，然后由CPU执行中断服务程序。当中断服务程序将数据包从Realtek8029片上RAM中拷贝到系统的主内存后，系统将调用Announce函数并把数据块的指针、数据长度和其它信息提交pSOS，最后由pSOS将数据包沿协议栈一层层上传并作出相应的处理。

软件的设计和pSOS操作系统的关系比较密切，限于篇幅，本文不对pSOS作详细介绍，。本文接下来重点介绍PCI配置空间的配置过程，这部分对于类似的设计有较普遍的参考意义。PCI配置空间有64个字节，PCI片内的这些寄存器存储了该芯片的厂商号、设备号、设备类型等重要代码，还包括命令寄存器、基地址寄存器等控制其总线行为的寄存器，它们必须在设备初始化时正确配置，否则设备不能工作。

对Realtek8029PCI空间的配置需要三个步骤：

首先是扫描总线，这一步的目的是找到Real-tek8029的配置地址，直观地讲，就是找到它的PCI_IDSEL引脚和哪根AD线相连，因为后续的配置写要根据这个地址来寻址。扫描总线时，要对AD〔11〕到AD〔31〕每根线进行一次扫描，如果哪根AD线连接了一个PCI设备的PCIIDSEL引脚，那么用配置读函数读取PCI配置空间的0号寄存器时，应该返回该设备的设备和厂商代码，如果这根线实际未连接设备，则返回值是0。已知Realtek8029的设备和厂商代码是“0x802910ec”，如果返回值与之相同，说明找到了Realtek8029，这时要记下这根AD线的序号。例如，在硬件上把Realtek8029的PCIIDSEL和AD〔20〕相连，则扫描到的序号就应该是“20”。

其次，用配置写函数配置I／O读写使能，即在command寄存器中写入“0x1”。

最后，用配置写函数配置I／O地址，也就是在I／OBaseAdddress寄存器写入分配给该设备的I／O地址（例如“0xe400”）。具体程序流程图如图4所示。

4调试结果

根据以上设计，笔者在原TM1300视频编码硬件系统的基础上加入了PCI接口，并编写了pSOS下Realtek8029的驱动程序。然后，在这个硬件平台上对Realtek8029的驱动部分进行了数据传送测试。

笔者首先用一个单独的UDP发送任务进行发送速率测试。这个任务主要是高速地向网络上的一台PC发送数据包，数据包的大小是变长的。PC接收并对丢包数进行统计的结果如表1所列。实验表明，在用网线直连的各种测试速率情况下都没有出错，而当接入局域网后，在发送速率为4．5Mbps时有突发的少量错误。由于UDP是不可靠的传输方式,所以这种错误是正常的。测试中，UDP发送的最高速率可以达到5Mbps左右，它与硬件的最高速率（10Mbps）相比还有一定差距，主要原因是数据从系统主内存到Realtek8029片上RAM的拷贝过程目前尚未采用DMA方式，这是需要改进的地方。

表1丢包数统计表（单位：丢包个数/分钟）

连接方式发送速率

800kbps1.8Mbps4.5Mbps

网络直连000

接入局域网002.5

接下来笔者进行了编码和传送的联合测试。编码任务执行H．263数据压缩后，把码流从以太网接口发出，然后在网络上的另一台PC上接收这个码流，并进行解码播放。通过调整编码器的量化步长可以控制编码的输出码率。在实验环境下发现在量化步长大于等于5、码率在700kbps以下时，基本没有丢包现象，解码得到的图像比较稳定，而当量化步长进一步减小，码率接近1Mbps时，就会出现丢包现象，解码的图像会出现彩色方块。出现这种现象是因为H．263编码器对CPU资源的消耗很大，而且数据在主内存和Realtek8029片上RAM之间的复制采用I／O读写方式也需要一定的CPU资源。这样，当量化步长小于5时，处理的复杂度超过了CPU的能力从而产生了一定的误码。解决的途径一方面是改进数据的传送方式（采用DMA），另一方面是需要对编码任务进行优化。

太网范文篇10

一、“引江济太”调水试验背景情况

1．太湖流域概况

太湖流域地处长江三角洲，面积36900km2，其中太湖面积2338km2。流域内湖泊河网密布，是典型的河网地区。据2000年统计资料，流域人口约3676万，城市化率超过50％，人均GDP约3260美元。

2．太湖治理基本情况

20世纪90年代以来，国务院治淮治太会议确定的治太骨干工程建设进展顺利，流域已初步形成充分利用太湖调蓄，“蓄泄兼筹、以泄为主”的流域防洪骨干工程体系的框架，具备了防汛抗旱、水资源合理调度的基本条件。

3．太湖流域水资源基本情况及发展趋势

太湖流域本地多年平均水资源量162亿m3，近年流域年用水总量为280亿～290亿m3，是本地水资源总量的近两倍。

随着流域经济社会的高速发展，流域污水年排放量超过50亿m3。2001年的监测结果表明，主要河道中受到严重污染（劣于Ⅲ类水质）的水体已超过75％。2001年11月，在江浙省际边界爆发了全国第一起因水污染而引发的堵河事件。水污染和水质型缺水已成为流域经济社会发展的制约因素。

4．水利部党组在新时期提出新的治水思路

2001年9月，副总理在国务院太湖水污染防治第三次会议上针对太湖流域水资源管理和保护工作要求“以动治静、以清释污、以丰补枯、改善水质”。近几年水利部党组在认真总结治水经验、深入分析经济社会发展形势的基础上，提出了从传统水利向现代水利、可持续发展水利转变，以水资源的可持续利用支持经济社会的可持续发展的治水新思路。根据太湖流域的实际情况，汪恕诚部长明确指示太湖治理要把防治水污染作为治水的核心问题，以防治水污染带动太湖流域的其他各项工作。

二、“引江济太”调水试验工程实施情况

1．“引江济太”调水试验方案

2001年12月水利部批复“引江济太”调水试验项目，总投资2833万元，计划通过两年的“引江济太”调水试验，每年通过常熟枢纽引长江水25亿m3，由望亭水利枢纽入太湖10亿m3，通过水资源的合理调度改善流域水环境，并探索流域水资源调度与防洪的关系，水资源调度与改善流域水环境的关系，以寻找通过现有水利工作联合优化调度改善流域水环境的措施。

2．“引江济太”的内涵

“引江济太”就是利用已建治太工程体系将长江水引入太湖及流域河网，并通过现有水利工程优化调度水资源，加快水体流动，增强水体自净，提高水环境的承载能力，缓解流域水质型缺水矛盾，最终达到改善太湖和流域河网水环境的目的。

3．“引江济太”调水试验工程实施情况

①时间：2002年1月30日开始至4月3日第一阶段结束。

②组织：由太湖流域管理局会同沪浙苏两省一市水利部门成立“引江济太调水试验工程领导小组”，组织实施“引江济太”调水试验，并成立“引江济太”办公室，具体负责“引江济太”调水试验日常工作。

③操作：“引江济太”调水试验工程2002年度实施计划将全年调水分成泵引、自引、雨洪利用、适时引排、自引和泵引等6个阶段，并组织水量水质监测和“引江济太”专题研究。“引江济太”的操作是根据太湖流域天气、水雨情以及长江河口潮汐变化情况，采用引排结合的方式，对望虞河、太浦河进行精细调度。

④水量：常熟水利枢纽共引长江水量10．68亿m3，由望亭水利枢纽入太湖6．79亿m3，由太浦闸向下游地区供水6．66亿m3。

4．“引江济太”调水试验效果

“引江济太”水量水质监测资料表明，“引江济太”影响范围14000km2，引水后达到或好于Ⅲ类水标准的水体比例比引水前有所上升，水质有较明显的改善。据太湖流域管理局介绍，“引江济太”第一阶段使太湖的换水率提高15％，从而加快了流域河网及太湖的水流运动速度，达到了改善水体水环境的目的。望虞河河道水质已经从调水前的Ⅴ类或劣于Ⅴ类好转为现在的Ⅲ类。望虞河西岸的污染重镇羊尖、安镇等河网有机污染物含量明显降低，黑臭现象已经消失。当地百姓亲身感受着黑水变清、臭味消失的变化，反映良好。

三、“引江济太”调水试验的几点启示

1．尊重自然规律、符合客观规律的治水思路指导新的治水实践

“太湖美，美就美在太湖水……”太湖在人们的眼里曾经是碧波荡漾、清爽宜人，支撑沪江浙“人间天堂”的环境主体。然而，随着经济的发展，人们只注意创造直接经济效益，而忽视了污染物的治理，大量废物、垃圾直接排入太湖水体，致使太湖水体变质、发臭……虽然太湖流域是一个丰水地区，但不顾太湖水体的环境承载能力，无休止地向太湖水体中排放污染物，显然违背了自然规律，也就必然要受到大自然的惩罚。

只有正确反映事物本质规律的正确认识才能指导人们进行正确的实践。江总书记多次强调“要促进人和自然的协调与和谐，使人们在优美的生态环境中工作和生活。坚持实施可持续发展战略……”这为我国水资源工作指明了方向。

太湖流域是我国经济最为发达的地区，水污染已经严重制约了经济社会的发展，如何科学地调度配置水资源，以水资源的可持续利用支持当地经济社会的发展是内在的本质需求，也是人类社会发展的必然需求。“引江济太”的实践证明，新的治水思路遵循了事物内在的、本质的规律，能够指导新的治水实践。

2．“引江济太”践行“三个代表”重要思想

太湖的水污染问题是一个严重的社会问题，当地经济社会的发展需要解决，当地成千上万的群众希望解决，国家发展的大局也需要解决。同时，“引江济太”在现实操作中，特别是在接近丰水时段时，由于调水会增加太湖及河网的水位，也就增加了太湖防汛的压力，这在调水时机、调水量、水量水质监测、管理运行机制等方面都有相当高的要求。在这种风险与压力面前，是无所作为，还是勇于挑战，探索新的突破？“引江济太”正是以代表先进生产力的科学技术和调度方案，以代表先进文化的治水思路和智力支持，以为人民群众的根本利益着想的思想和为人民负责的态度，展开了新的治水实践。

水利部、流域管理部门、地方水利部门，正是以“三个代表”的重要思想为指导，与时俱进，敢于迎接挑战，把人民群众的根本利益放在第一位，讲大局，讲团结，讲科学，大胆创新，惟有如此，才能以为人民负责的态度来解决太湖流域的水问题。

3．新的治水思路体现意识的能动作用

物质决定意识，意识又反作用于物质。在“引江济太”试验中，新的治水思路调用了多年以来建立起来的治太骨干工程，遵循自然规律，创造条件，促进水体进入“流水不腐”的自然规律上去。治水新思路能动地带动我们与自然实现和谐相处。意识的能动性正是我们积极探索治水新思路、推进现代水利建设工作所要付出的主观努力。

四、存在问题及建议

1．建议加强流域管理部门的职能，真正实现水资源的统一管理

考察中我们了解到，太湖水域养殖归渔政部门管理，排污许可证由环保部门颁发，工业取水许可证由水利部门颁发，而污水处理厂建设又要依靠当地财政，沿湖、沿河的旅游、房地产开发活动各行其是……如此好像谁都对太湖负责，但太湖水域污染得臭气熏天却不知道谁在真正负责？太湖流域管理部门根据水利部党组新的治水思路实施“引江济太”，但制约因素很多，想管也难以管起来。以法律的形式进一步强化流域水行政管理机构的职能，尽快形成统一、权威、高效、协调的流域管理体制。

2．建议探索以市场机制解决流域水资源的合理配置问题

“引江济太”在调水试验阶段，一方面由国家出资实施，一方面流域水权水价并未计入。这种状况只适用于试验阶段，正式运行后，就与市场经济的大气候不相符了。“引江济太”的受益区沪浙苏是我国经济最为发达的地区，在这一地区探索建立流域水权、水价、水市场体系，既是十分必要的，也是具备社会条件和经济基础的。建议在第二阶段试验中即引入一定程度的市场机制，为新的治水思路纳入市场机制的轨道加大探索力度。

3．“引江济太”只是改善太湖水环境的综合措施之一，根本措施还在于治理污染源和节水，因此，必须强调综合治理，必须加强面向社会的宣传