其中MCU控制整個系統的運行并用軟件實現協議棧，圖像采集模塊實現前端圖像的獲取，網絡接口芯片和網絡變壓器實現網絡傳輸的底層功能，整個系統的框圖結構如所示。嵌入式網絡圖像監控系統構成嵌入式微控制器SX52嵌入式系統中可選用的控制芯片很多，例如51、96系列單片機等，這些芯片應用廣泛，價格也很便宜，但在圖像實時采集中速度不是很快；另外也可用DSP，它在實現復雜的函數運算和編解碼中很有優勢，并可以達到很高的速度，但它主要用在進行大量數**算的場合，不適宜進行事務控制。根據實際需要，不僅要成本低而且要有足夠快的速度，綜合考慮MCU選用sx52單片機。它基于RISC結構，帶有片上FLASH程序存儲器，具有在系統編程調試功能；由于采用CPU并行流水線方式及單時鐘周期指令，在100MHz晶振驅動下指令執行速度可達100MI/s；所有I/O管腳可通過編程靈活配置；CPU通過執行虛擬軟件模塊直接驅動普通I/O口實現硬件外設功能。

　　網絡接口芯片網絡控制芯片采用全雙工以太網控制器RTL8019AS，自帶16KB的SRAM，具有全雙工的通信接口，可以通過交換機在雙絞線上同時發送和接收數據。它能完成物理幀的形成、編解碼、CRC的形成和校驗、數據的收發等。RTL8019AS可使帶寬從2006年第12期儀表技術與傳感器是用來進行以太網通訊的理想芯片。通訊網絡變壓器品質特性，直接影響整個網絡系統的運行。網卡濾波器FB2022有2個輸入2個輸出，和以太網的10BASE-T構成標準的接口。圖像采集器圖像采集模塊采用DB200.DB200攝像部件將鏡頭、視頻圖像、圖像截取、圖像緩存、時序發生、總線接口等電路集于一體，它可以與單片機、DSP、通用I/O接口進行連接。DB200體積小，功耗低，特別適合用于電池供電。電路框圖結構如。圖像采集器DB200電路框圖圖像采集器的地址線A0、讀信號RD、寫信號WR和片選信號CE分別接SX52的RE03，數據線D0D7接到SX52的RD07，由SX52控制數據的傳輸。

　　網絡協議在SX52上的實現網絡接口芯片的配置共有4頁寄存器組，每頁寄存器組有16個寄存器。實際上網絡通訊也就是對這些寄存器進行設置，其中CR寄存器是控制命令寄存器，地址是00h，其結構如下所示：這個寄存器用來選擇寄存器頁，控制遠程DMA操作。在實際配置寄存器時，首先要進行寄存器頁的設置，指定配置的寄存器屬于哪一頁，然后對那頁中的寄存器寫入配置信息。要進行網絡通訊必須對網絡控制芯片初始化，初始化非常重要，它決定網絡通訊的一些重要參數，配置過程如下：初始化復位寄存器，地址1Fh，代碼如下：寫入數據；調寫子程序，把數據寫入選擇為用戶配置模式，然后對CR寄存器進行寫使能，再進行的配置寄存器設置。在**頁中寫入網絡接口卡的硬件地址。以太網的地址為48位，由IEEE統一分配給網卡制造商，每個網卡的地址都是**的，共6B的長度。跟硬件地址有關的寄存器：PARO5，這幾個寄存器為網絡工作時用的物理地址寄存器，位于**頁，共6B，這就是該網絡系統的地址。配置當前頁寄存器。寫時選擇**頁07h寄存器，讀時選擇**頁07h寄存器，配置**頁寄存器組中接收緩沖區的大小。設置中斷寄存器（地址在**頁的07h），設置接收配置寄存器（0C，RCR），設置發送配置寄存器（OD，TCR），設置數據配置寄存器（OE，DCR）。開始接收數據。

　　目標MAC地址是通過地址解析協議獲得的。所謂地址解析就是主機在發送幀前將目標IP地址轉換成目標MAC地址的過程。ARP協議的基本功能就是通過目標設備的IP地址，查詢目標設備的MAC地址，以保證通信的順利進行。在SX52芯片中設置一個固定大小的內存棧作為CACHE，這個內存棧維護一個IP地址到物理地址的映射表。這個棧能響應對方ARP請求，即在遠方主機探求自己的硬件地址時，能夠發送一個ARP響應分組，告訴對方自己的硬件地址，同時在內存棧中根據對方的IP地址查詢物理地址時，如果沒有相應的映射，就記錄下對方的IP地址和硬件地址，為以后發送IP分組做準備。同時這個內存棧有一個時鐘來控制，如果網絡長時間沒有活動，就把這一條記錄刪掉，以便節省內存。同時這個內存棧在不知道對方網絡硬件地址時，能夠發一個ARP請求，并且能對ARP響應進行解析，記錄下對方的IP地址和硬件地址。

　　這樣雙方就可以進行網絡通信了，如所示。整個過程分為接收過程和發送過程兩部分，在接收過程時，軟件讀取網絡物理幀，這個幀包含的可能是IP數據包，也可能是ARP包，其區分是靠幀的類型字段來識別的，若是IP包，則ARP軟件不處理，由IP軟件層來處理，若是ARP包，則區分是請求包還是響應包，然后根據兩種情況分別進行處理。但不管哪種情況，這個ARP表具體對應著單片機的一段內存空間。而發送過程是由上層軟件觸發的。例如在具體發送一個IP數據包時，要搜索ARP表，查找IP地址對應的MAC地址，若找到，則自動填充，若沒找到，則自動廣播一個ARP請求。期待獲得一個ARP響應，來解析對方的網絡硬件地址。網絡層、傳輸層協議的實現IP、TCP，UDP是網絡層、傳輸層的核心協議，其中TCP，UDP工作在傳輸控制層，而IP工作在網絡層，這兩層協議密切配合，實現數據的傳輸。實際選用傳輸層協議時，考慮到圖像的數據量大，實時性要求較高，并且對數據包的丟失要求不是很苛刻，所以選用了用戶數據包UDP（UserDatagramProtocol）協議。即*終把采集的圖像數據按UDP協議的格式打包，再傳給下層IP協議，*后經網絡接口芯片打包成以太網幀的格式發送。在系統中，嵌入式芯片SX52及外部接口模塊作為服務方，完成數據的采集和圖像傳輸任務。

　　網絡儀器的遠程控制通過以太網進行儀器控制并要經過復雜的協議轉換和處理，*后發到以太網上。在這一點上它會犧牲一些時間，但優點也是很明顯的：它能夠利用現成的全球網在任何地方發送控制命令。發送命令時控制方需要把數據按照UDP，IP，ARP和底層的物理網絡層層打包，*后轉換成標準的以太網物理幀，然后通過路由器、網關等把數據傳送到要控制的主機。控制方在發出命令后，目標主機也要進行TCP/IP協議棧的處理，來還原數據所以必須根據協議的規定，把攜帶命令的數據包層層拆包，*后把命令解析出來，然后根據命令進行儀器的控制。*后嵌入式網絡圖像采集系統的協議實現流程如所示：開機后，系統進行初始化操作，主要是對網絡芯片進行配置。配置完后，系統處于等待狀態，直到客戶方有數據發送來。數據的接收是通過網絡接口芯片實現的，它能夠對網絡上的物理幀進行包過濾，即只接收和自己硬件地址一樣的物理幀，而扔掉與自己的硬件地址不一樣的物理幀。當然網絡接口芯片也可配置成混雜模式，這時，網絡接口芯片能接收局域網上的所有網絡包，然后把所有的包交給上層協議處理，由上層協議軟件交給不同的協議層處理。

　　系統客戶端軟件的設計C/S（Client/Server）模式又稱C/S結構，是軟件系統體系結構的一種。C/S模式是基于企業內部網絡的應用系統。網絡通信大多是基于C/S模式的，即客戶服務器模式。嵌入式系統為服務方，等待客戶的請求，提供數據和信息?？蛻舴绞强刂品?，根據需要可編制瀏覽控制軟件實現信息的交互。所以在PC機上編制的客戶軟件，除了能實現控制遠方服務器進行數據采集和圖像傳輸外，還能對傳輸過來的圖像進行重構再現。其過程是：客戶方提出請求，對應著雙方約定好的命令。服務方在驗證命令后，開始進行圖像的采集和發送，客戶方負責數據的收集和圖像的重現。在硬件上SX52控制DB200，使它完成圖像的采集，采集完成后存儲在SRAM中，然后SX52可以根據需要把采集的圖像數據經過協議棧處理，再通過底層的RTL8019AS發送到因特網上，完成數據的網絡發送。這樣通過網絡就可以在任何連網的地方進行圖像監控了。雙方進行一幀圖像的交換流程如所示。結束語探討了嵌入式網絡儀器的設計和實現，并以遠程網絡圖像監控系統為例，從硬件、軟件兩部分進行了系統的結構和具體實現。遠程網絡圖像監控系統成功實現了用微控器進行系統控制，并能同時接入Internet，實現圖像的遠程實時傳送，具備遠程網絡控制、圖像傳輸、信息發布的功能。系統還可以通過轉接設備接入無線局域網，能進行無線數據傳輸，從而使嵌入式網絡化儀器的應用更方便、更靈活。