LwIP协议栈的内部数据管理方法研究

LwIP作为轻量化的网络协议栈在嵌入式设备中应用广泛。该文研究LwIP协议栈的内部数据管理方法,以便更好地应用及开发新的协议栈。首先,介绍LwIP协议栈的数据存储方法,并与FreeRTOS存储方法进行对比;然后,针对网络设备传输能力不同造成的数据包分片问题,探讨LwIP协议栈组成完整数据包采用的数据管理方法;最后,研究LwIP协议栈在TCP层的软件设计思路。

PC机与LwIP嵌入式设备的UDP通讯研究

随着LwIP嵌入式设备和Python在工业领域的应用日益增加,加之Python开发工具Pycharm支持第三方库PySide6图形化用户界面,因而Python、PySide6与LwIP嵌入式数采设备的结合可以建立上位PC机与工业现场的远程通讯网络,即上位PC机利用Python和PySide6实现对LwIP嵌入式设备传输数据的接收和曲线显示。本文深入研究了LwIP嵌入式设备与上位PC机的UDP通讯原理及方法,并对影响UDP通讯的难点进行了分析,提高UDP通讯的稳定性。利用Python和PySide6的图形化交互设计,依据UDP协议获取LwIP嵌入式设备的数据,实现记录、曲线显示和Excel数据导出。经测试,UDP通讯稳定可靠,显示电压值与信号发生器设定电压值一致。

基于FreeRTOS和LwIP的轻量化802.1X客户端实现

基于802.1X协议的认证机制为机载网络提供了一种有效的接入安全保护方式。然而,现有的商用802.1X客户端实现通常过于庞大,不适合机载嵌入式设备的资源受限环境。提出了一种基于Fre⁃eRTOS和LwIP的轻量化802.1X客户端实现,旨在解决机载嵌入式设备上802.1X认证的资源限制问题。介绍802.1X协议的基本原理和认证过程。详细讲解FreeRTOS和LwIP的特点和使用方法。提出了一种轻量化的802.1X客户端实现方案,包括认证流程的设计和实现细节。通过实验验证了该方案的有效性。

基于LwIP和Modbus TCP协议的网络控制器设计

为了实现对终端设备的网络远程控制和监测,该文设计了一款基于LwIP和Modbus TCP协议的网络控制器。该控制器以STM32F107RCT6和LAN9303芯片为核心,设计出了网络通信电路、网口电路、A/D采样电路、光耦隔离电路和IO口电路。软件设计主要完成了LwIP协议栈的移植、Modbus TCP协议程序和其他控制程序的编写。经过测试,所设计的网络控制器在对设备进行远程控制和监测时具有数据传输可靠、通讯稳定和实时性好的优点,能满足工厂使用。

嵌入式TCP/IP协议栈LWIP的内部结构探索与研究

分析了嵌入式TCP/IP协议栈主要对LWIP的基本结构,介绍了嵌入式TCP/IP协议栈LWIP的内存管理方式,同时给出了对UDP、TCP、IP等协议的处理方法,最后给出了LWIP的应用层接口及调用方法。

基于LwIP的网口与串口数据透传设计

对于目前某些特殊设备只配备RS-422或LVDS串口而没有以太网口的情况,上位机与它们之间的数据透传只能依靠串口转换器实现,例如Moxa Uport系列USB转串口转换器等。这样的数据透传方式不仅传输距离近、效率低、成本高,而且不能够接入网络。针对这些问题,提出了一种基于LwIP TCP网口-串口数据透传设备设计方案,该数据透传设备使用ZYNQ-7020 SoC作为主控芯片设计了RS-422接口电路和LVDS接口电路,实现了网口数据与RS-422/LVDS串口数据的透传,最后在某地检设备上进行性能测试。测试结果表明该数据透传设备的RS-422和LVDS串口可实现在2 Mb/s以内的任意速率下无丢包、无误码的数据透传功能,为网口与串口之间的数据透传提供了一种可靠的实现方案。

基于LwIP的煤矿井下网络多媒体通信系统设计

针对现有井下通信设备不成体系,通用性不强的问题,提出一种基于LwIP协议的应用层通信协议,并基于该应用层协议设计一种以ARM芯片为核心的数字多媒体通信系统.首先介绍系统使用的硬件设备,然后展示软件功能和上位机软件,其中详细阐述基于LwIP协议栈的应用层设计思路,最后设计试验进行系统测试.经试验测试表明:所提出的应用层协议可以达到设计的功能和性能要求;同时,所设计的系统与现有的通信设备在功能上相比,升级对讲功能为实时通话功能,增加视频传输功能和上位机控制,增强了实用性且更方便统一管理.

基于lwIP的列车运行控制系统车载设备分组交换通信软件设计

无线通信网络是实现铁路行车调度和列车运行控制业务的关键技术之一。目前在用的GSM-R窄带网络在通信容量和性能方面已无法满足日益丰富的铁路运营需求。随着铁路无线通信技术从GSM-R电路交换向GPRS分组交换过渡,ETCS和CTCS列车运行控制系统规范均引入了TCP/IP协议来承载可靠传输服务。文章参考国内外相关标准规范,详细分析GPRS分组交换通信网络对等通信分层结构及车地通信流程,提出基于lwIP开源协议栈的列车运行控制系统车载设备分组交换通信软件设计。该软件具有分层架构和模块化设计,可在不修改原有列车运行控制系统应用软件及安全机制的前提下,仅对其电路交换通信部分进行简单改造即可完成升级,支持列控业务向GPRS分组交换网络的无缝迁移。该通信软件已成功移植到多款自主化列车自动驾驶(ATO,Automatic Train Operation)系统、列车自动防护(ATP,Automatic Train Protection)系统车载硬件平台及国产化操作系统中。

FreeRTOS和LwIP嵌入式设备的以太网通信研究

介绍了一种基于STM32硬件平台的以太网通信技术系统设计。系统充分利用FreeRTOS实时操作系统和LwIP协议栈的特点,通过以太网控制器LAN8720A和RJ45接口连接以太网,在LwIP协议栈NETCONN接口基础上扩展实现UDP协议通信过程,上位机和客户端可以进行双向网络数据包传输。

基于LwIP的海洋数据采集与传输系统

针对海洋数据采集系统中串行数据传输能力不能满足海洋环境实时监测需求的现状,设计并实现了一种传输速率较高的以太网数据传输系统。系统以STM32F207VGT6处理器为核心,选择轻量级的LwIP作为以太网协议栈,将LwIP TCP/IP协议栈移植到STM32F207VGT6上,在应用层实现了一个网络、串口数据双向传输的数据传输系统。经测试,其传输速率优于同条件下RS232、RS485、CAN总线的传输速度,满足了设计要求。

基于μC/OS-Ⅲ的LwIP协议栈的移植与实现

以太网是嵌入式系统的一个重要模块,讨论了如何将LwIP 1.4.0版本协议栈移植到最新的实时操作系统μC/OS-Ⅲ中,使其具有网络通信功能。详述了在TI公司的LM3S9B95微控制器开发平台上移植LwIP协议栈的过程,并给出了测试结果。

轻量级协议栈LWIP的分析与改进

为了适应嵌入式应用的要求,提高轻量级协议栈(light weight internet protocol,LWIP)的响应速度和实时性,提出了两种优化方法。第一种优化方法是采用混合TCP-UDP协议,对少量数据的传输采用UDP协议,而对大量数据的传输采用TCP协议;另一种方法是分别定义紧急数据等待队列与普通数据等待队列,只有在所有紧急数据处理完成后,才可以处理普通数据。实例测试表明,这两种优化方法可以提高嵌入式设备的网络性能。

基于STM32和LwIP协议栈的Web网页控制系统的设计与实现

为了降低基于嵌入式的Web网页智能家居控制系统的开发成本和整体系统的开发难度,介绍了以STM32单片机作为处理器,ENC28J60作为以太网通信芯片,在不使用操作系统的情况下,基于LwIP协议栈的Web网页智能家居控制系统的软、硬件的设计与实现。该方案不仅降低了开发成本,而且经过实际测验表明该方案性能可靠,使用方便,具有较高的应用价值。

面向设备监控的LwIP协议栈扩展设计

针对远程设备监控中数据传输速度慢、传输距离有限、无法监控设备网络状态等问题,提出一种基于改进轻型IP协议栈(LwIP)的设备监控方案。在嵌入式ARM硬件平台和μC/OS-Ⅱ软件平台基础上,采用LwIP协议栈实现了监控终端网络通信功能。通过扩展LwIP中因特网信报控制协议(ICMP)模块中的报文应答机制,完成了对ICMP数据报文的监听和处理,以达到对远端设备的实时监控。实验结果证明了设计方案的可行性和实用性。

基于LwIP协议栈的UDP协议分析与优化

近年来,LwIP协议栈已经在嵌入式系统上得到了广泛的应用,但由于嵌入式处理器性能及实时操作系统效率的影响,应用于嵌入式上的LwIP协议栈的实测性能和理论值之间一直存在较大差距。分析了UDP协议的结构,并在富士通H60高清机顶盒(ARM11体系架构、100M以太网控制器)平台下,通过调用精确到1us的系统时钟,测量了UDP协议接收1KB报文的每个环节所用时间,发现制约UDP协议性能的主要瓶颈之一是内存拷贝,最后,针对内存拷贝给出了一个优化算法。经测试,整体效率提高了32%。

lwIP移植到μC/OS-Ⅱ中的实现

针对μC/OS-Ⅱ不支持基本的TCP/IP网络通信问题,探讨了将lwIP移植到μC/OS-Ⅱ系统中的方法,使其具有了TCP/IP的网络通信功能．在μC/OS-Ⅱ上进行了网络通信的应用测试表明,移植工作取得了实效．

基于RT-Thread Nano的LwIP以太网协议栈移植与实现

针对现有方案自主可控性不足的弊端,提出了基于RT-Thread Nano操作系统完成LwIP以太网协议栈的移植实现以太网通信功能方案。首先,给出了RT-Thread Nano操作系统的移植方法,分析了RT-Thead Nano自动初始化机制的原理,并改进了串口控制台的数据发送方式。在操作系统的基础上完成了LwIP的移植,并测试验证了TCP通信和UDP通信。测试结果验证了基于自主RTOS的LwIP移植方案的有效性。

基于LwIP的嵌入式Web服务器的设计与实现

为了实现嵌入式设备联网,通过网络对设备进行远程控制与监测,以STM32F107为硬件开发平台,uC/OS-Ⅱ实时操作系统为软件平台,通过移植轻量级TCP/IP协议栈LwIP搭建Web服务器,对远程监测设备进行温度采集及处理,并以网页形式将采集的温度显示给用户。测试结果表明,嵌入式Web服务器与远程环境监测设备相互间通过浏览器能够进行数据传输。该环境监控系统具有价格低廉、稳定性强和操作简单等特点,具有较好的应用前景。

LwIP协议在工业远程控制网络中的应用

提出了一种适用于油气储运的远程监控网络的设计方案.根据油气储运的实际情况,在采用以AT91M55800A和DM9000A芯片为核心的硬件平台上,完成了LwIP协议栈的移植,实现了上位机对远程终端的远程访问监控功能,使系统更具实时性与交互性,并保证了通信的可靠性.

LwIP在uC/0S II操作系统中的实现

本文先给出了嵌入式操作系统的基本概念,然后对嵌入式操作系统uC/0SII网络平台做了一些简介,介绍了TCP/IP协议LwIP开发工具及开发环境,并在此基础上分析了在嵌入式操作系统中如何移植实现TCP/IP协议,给出详细的实现方案和测试用例及结果。