專利名稱：應(yīng)用于光纖同軸電纜混合網(wǎng)的基于嵌入式arm的snmp網(wǎng)管代理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管網(wǎng)代理器，特別是一種應(yīng)用于同軸光纖混合網(wǎng)(以下簡(jiǎn)稱HFC網(wǎng))的基于功能強(qiáng)大的高級(jí)精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱ARM)，遵循簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(以下簡(jiǎn)稱SNMP)的網(wǎng)管代理器。尤其能夠使用32位ARM CPU對(duì)HFC網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤與監(jiān)控，達(dá)到實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程管理的目的。
背景技術(shù)：
光纖/同軸混合技術(shù)在我國(guó)占有相當(dāng)重要的位置，目前我國(guó)的有線電視網(wǎng)普遍采用此項(xiàng)技術(shù)，并且已不單運(yùn)行單純模擬/數(shù)字業(yè)務(wù)，還在開展寬帶綜合業(yè)務(wù)。所以，應(yīng)用于HFC網(wǎng)的各類傳輸/應(yīng)用設(shè)備日益豐富，進(jìn)而產(chǎn)生了對(duì)HFC網(wǎng)絡(luò)管理的需求。國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局也適時(shí)提出了《光纖同軸混合網(wǎng)設(shè)備管理系統(tǒng)規(guī)范》，為HFC網(wǎng)絡(luò)管理的發(fā)展鋪平了道路。隨著ARM技術(shù)的發(fā)展，以其強(qiáng)大的位處理功能及較低的成本，在電子技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。在嵌入式系統(tǒng)中，ARM更是以其32位處理器的性能成為網(wǎng)絡(luò)相關(guān)設(shè)計(jì)的新寵。
2003年5月由中興通訊股份有限公司申請(qǐng)的專利一種基于SNMP協(xié)議的代理網(wǎng)管的實(shí)現(xiàn)方法(專利號(hào)03113414.9)，其特征在于在分布式網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中，設(shè)置代理網(wǎng)管服務(wù)器，通過代理網(wǎng)管服務(wù)器對(duì)SNMP報(bào)文的處理和轉(zhuǎn)發(fā)，完成網(wǎng)管站與被管設(shè)備之間的通信，其原理框圖如圖7所示。此方法通過代理網(wǎng)管服務(wù)器解決了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)公網(wǎng)IP地址的浪費(fèi)和無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中管理的缺點(diǎn)，而并沒有充分利用被管設(shè)備SNMP代理器的特點(diǎn)，進(jìn)行功能上的強(qiáng)化。隨著SNMP網(wǎng)絡(luò)管理的普及，網(wǎng)管代理器的應(yīng)用環(huán)境、性能及安全性等諸多問題漸漸浮現(xiàn)，利用ARM單片機(jī)，在HFC網(wǎng)中，采用SNMP網(wǎng)管協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控管理成了一種具有實(shí)用性和可行性的網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于光纖同軸光纜混合網(wǎng)的基于嵌入式ARM的SNMP網(wǎng)管代理器，遵循SNMP網(wǎng)管代理協(xié)議，能夠使用32位ARM CPU對(duì)HFC網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤與監(jiān)控，達(dá)到實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程管理的目的。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)構(gòu)思是應(yīng)用于光纖同軸光纜混合網(wǎng)的基于嵌入式ARM的SNMP網(wǎng)管代理器包括ARM單片機(jī)和外圍接口。外圍接口有以太網(wǎng)物理接口、在線編程和調(diào)試接口、串行通信接口、通用I/O數(shù)據(jù)采集接口。ARM單片機(jī)通過地址總線和數(shù)據(jù)總線以及控制線與以太網(wǎng)物理接口相連接，通過這個(gè)接口可以將本代理器連接到網(wǎng)絡(luò)上，與遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理工作站進(jìn)行通信。在線調(diào)試接口與ARM單片機(jī)的JTAG調(diào)試、測(cè)試數(shù)據(jù)線相連，由外部的JTAG連接線連接PC機(jī)的RS-232接口實(shí)現(xiàn)在線調(diào)試、測(cè)試功能。串行通信接口連接ARM單片機(jī)的具有16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的UART單元，可對(duì)網(wǎng)管代理器的控制參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。程序代碼通過在線調(diào)試、測(cè)試接口或者具有ISP下載功能的串行通信接口下載到ARM單片機(jī)內(nèi)部。整個(gè)系統(tǒng)通過ARM單片機(jī)內(nèi)部的程序?qū)νㄓ玫腎/O口上采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和分類，并且由遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理工作站通過以太網(wǎng)遠(yuǎn)程控制ARM單片機(jī)輸出各類控制指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)HFC網(wǎng)內(nèi)的傳輸/應(yīng)用設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。
根據(jù)上述技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種應(yīng)用于光纖同軸電纜混合網(wǎng)的基于嵌入式ARM的SNMP網(wǎng)管代理器，包括一個(gè)代理網(wǎng)管服務(wù)處理的單片機(jī)及其外圍接口。其特征在于1)所述的單片機(jī)采用ARM單片機(jī)，將SNMP網(wǎng)管協(xié)議嵌入到ARM單片機(jī)內(nèi)，對(duì)HFC網(wǎng)內(nèi)業(yè)務(wù)進(jìn)行監(jiān)控和管理；2)所述的外圍接口有以太網(wǎng)接口、在線調(diào)試接口、串行通訊接口和通用的I/O接口與數(shù)據(jù)采集接口，分別與所述的ARM單片機(jī)連接；3)所述的ARM單片機(jī)及其所述的所有接口組成體積小巧的代理器而能直接作為設(shè)備組件安置于被管理設(shè)備內(nèi)部；4)對(duì)所述的代理器的各個(gè)參數(shù)，采用Telnet遠(yuǎn)程登陸服務(wù)和本地串口連接的方法來實(shí)現(xiàn)配置；5)對(duì)網(wǎng)絡(luò)地址采取管理權(quán)限的配置和采用IP過濾的方法，限制不同IP段對(duì)設(shè)備的管理權(quán)限，提高被管設(shè)備的安全性。
上述的所述的以太網(wǎng)接口通過地址總線、數(shù)據(jù)總線與ARM單片機(jī)的I/O口相連接，這些I/O口模擬地址總線和數(shù)據(jù)總線，完成遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理工作站與網(wǎng)管代理器的通信連接；所述的在線調(diào)試接口通過數(shù)據(jù)發(fā)送與接收線、時(shí)鐘線、復(fù)位線與ARM單片機(jī)連接，完成在線調(diào)試、測(cè)試功能；所述的串行通信接口通過標(biāo)準(zhǔn)的RS-232的數(shù)據(jù)發(fā)送與接收線與ARM單片機(jī)連接，完成在本地對(duì)代理器的參數(shù)進(jìn)行配置的功能；ARM單片機(jī)的通用I/O口與數(shù)據(jù)采集接口相連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與控制、PWM(脈寬調(diào)制)輸出功能、A/D(模數(shù)轉(zhuǎn)換)功能、中斷控制功能。
上述的地址總線上的地址信息包含網(wǎng)管代理器的地址(原地址)和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理工作站的地址(目的地址)；所述的數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)包含ARM單片機(jī)在數(shù)據(jù)采集接口上采集到的需要傳輸?shù)竭h(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理工作站的數(shù)據(jù)和從遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理工作站發(fā)送到ARM單片機(jī)的控制數(shù)據(jù)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯而易見的突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明將SNMP網(wǎng)管協(xié)議嵌入到ARM單片機(jī)中，利用ARM強(qiáng)大的位處理功能，對(duì)有線電視網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控與管理。同時(shí)由于ARM技術(shù)的發(fā)展，其較低的成本能夠使得本發(fā)明在電子技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。并且由于采用ARM單片機(jī)，使整個(gè)處理器能制成體積小巧而直接置于被管理設(shè)備內(nèi)部，從而對(duì)其被管理設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤與監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程管理。


圖1為SNMP網(wǎng)管代理器的一個(gè)實(shí)施例的原理框圖。
圖2為ARM單片機(jī)芯片示意圖；圖3為以太網(wǎng)接口部分示意圖；圖4為JTAG在線調(diào)試、測(cè)試接口示意圖；圖5為串行通信接口示意圖；圖6為數(shù)據(jù)采集與控制接口示意圖；圖7為已有技術(shù)的分布式網(wǎng)絡(luò)設(shè)置代理管理服務(wù)器的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖詳述如下圖1中，應(yīng)用于HFC的基于嵌入式ARM的SNMP網(wǎng)管代理器包括ARM單片機(jī)芯片1、以太網(wǎng)接口2、JTAG在線調(diào)試、測(cè)試接口3、串行通信接口4和數(shù)據(jù)采集與控制接口5。其制作和裝配過程為將主ARM單片機(jī)1芯片、物理層接口芯片2、JTAG在線測(cè)試接口3以及其他外圍分立元器件分別焊接在預(yù)先設(shè)計(jì)好的印制電路板上，將程序從JTAG在線測(cè)試接口3或者串行通信接口4下載到ARM單片機(jī)芯片內(nèi)部。整個(gè)網(wǎng)管代理器制成體積小巧而能置于被管理設(shè)備內(nèi)。
所述的以太網(wǎng)接口2通過地址總線、數(shù)據(jù)總線與ARM單片機(jī)1的I/O口相連接，這些I/O口模擬地址總線和數(shù)據(jù)總線，完成遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理工作站與網(wǎng)管代理器的通信連接；所述的在線調(diào)試接口3通過數(shù)據(jù)發(fā)送與接收線、時(shí)鐘線、復(fù)位線與ARM單片機(jī)1連接，完成在線調(diào)試、測(cè)試功能；所述的串行通信接口4通過標(biāo)準(zhǔn)的RS-232的數(shù)據(jù)發(fā)送與接收線與ARM單片機(jī)1連接，完成在本地對(duì)代理器的參數(shù)進(jìn)行配置的功能；ARM單片機(jī)1的通用I/O口與數(shù)據(jù)采集接口5相連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與控制、PWM(脈寬調(diào)制)輸出功能、A/D(模數(shù)轉(zhuǎn)換)功能、中斷控制功能。
所述的地址總線上的地址信息包含網(wǎng)管代理器的地址(原地址)和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理工作站的地址(目的地址)；所述的數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)包含ARM單片機(jī)1在數(shù)據(jù)采集接口5上采集到的需要傳輸?shù)竭h(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理工作站的數(shù)據(jù)和從遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理工作站發(fā)送到ARM單片機(jī)1的控制數(shù)據(jù)。
基于嵌入式ARM的SNMP網(wǎng)管代理器的具體工作原理描述如下程序下載由計(jì)算機(jī)編譯完成的ARM程序從JTAG在線測(cè)試接口3的數(shù)據(jù)輸入引腳(圖4中JP3的引腳5、7、9、11)，或者串行通信接口4(圖5中J2UART1的引腳2和3)下載到ARM單片機(jī)芯片1(圖2)內(nèi)部，由內(nèi)部的FLASH控制器操縱，存儲(chǔ)在128K字節(jié)的FLASH存儲(chǔ)器內(nèi)。重新上電，對(duì)芯片復(fù)位后，由ARM單片機(jī)芯片1(圖2)調(diào)用存儲(chǔ)在ARM單片機(jī)芯片1(圖2)內(nèi)部FLASH內(nèi)的程序來負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的正常工作。
數(shù)據(jù)采集ARM單片機(jī)芯片1(圖2)從數(shù)據(jù)采集與控制接口5(圖6中的U6)的輸入引腳上采集信號(hào)電平，在ARM單片機(jī)芯片1(圖2)內(nèi)部由程序進(jìn)行電平比較，由程序?qū)㈦娖睫D(zhuǎn)換成有用數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)發(fā)送程序?qū)⒂杏脭?shù)據(jù)由ARM單片機(jī)芯片1(圖2)通過連接以太網(wǎng)接口2(圖3)的數(shù)據(jù)總線(圖3中U2A的36至43引腳)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理工作站，其地址由地址總線(圖3中U2A的A0至A4引腳)讀取。安裝在遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理工作站上的SNMP網(wǎng)管軟件讀取以太網(wǎng)卡接收到的SNMP網(wǎng)管數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換為能為網(wǎng)絡(luò)管理員識(shí)別的信號(hào)以圖像、文字等的方式顯示在電腦顯示屏上。
數(shù)據(jù)接收遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理員在網(wǎng)管界面上的操作由SNMP網(wǎng)管軟件轉(zhuǎn)換為控制數(shù)據(jù)發(fā)送到以太網(wǎng)上，由以太網(wǎng)接口2(圖3)接收到屬于該代理器的控制數(shù)據(jù)，以太網(wǎng)接口芯片(圖3中的U2A)將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線傳送到ARM單片機(jī)芯片1(圖2)。
數(shù)據(jù)控制ARM單片機(jī)芯片1(圖2)接收到的控制數(shù)據(jù)由程序轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電平信號(hào)，再通過ARM單片機(jī)1(圖2)輸出到數(shù)據(jù)采集與控制接口5(圖6)，形成對(duì)設(shè)備的控制。
代理器控制在遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理工作站上通過Telnet遠(yuǎn)程登錄命令對(duì)代理器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，或者在近端通過串行通信接口4(圖5)進(jìn)行配置。比如對(duì)整個(gè)ARM SNMP網(wǎng)管代理器的地址、序列號(hào)等進(jìn)行配置，還可以通過設(shè)置代理器的IP過濾功能來提高網(wǎng)絡(luò)安全性。
通過上述的數(shù)據(jù)采集與控制，就達(dá)到了發(fā)明的工作目的。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于光纖同軸電纜混合網(wǎng)的基于嵌入式ARM的SNMP網(wǎng)管代理器，包括一個(gè)代理網(wǎng)管服務(wù)處理的單片機(jī)及其外圍接口，其特征在于1)所述的單片機(jī)采用ARM單片機(jī)(1)，將SNMP網(wǎng)管協(xié)議嵌入到ARM單片機(jī)內(nèi)，對(duì)HFC網(wǎng)內(nèi)業(yè)務(wù)進(jìn)行監(jiān)控和管理；2)所述的外圍接口有以太網(wǎng)接口(2)、在線調(diào)試接口(3)、串行通訊接口(4)和通用的I/O接口與數(shù)據(jù)采集接口(5)，分別與所述的ARM單片機(jī)(1)連接；3)所述的ARM單片機(jī)(1)及其所述的所有接口(2、3、4、5)組成體積小巧的代理器而能直接作為設(shè)備組件安置于被管理設(shè)備內(nèi)部；4)對(duì)所述的代理器的各個(gè)參數(shù)，采用Telnet遠(yuǎn)程登陸服務(wù)和本地串口連接的方法來實(shí)現(xiàn)配置；5)對(duì)網(wǎng)絡(luò)地址采取管理權(quán)限的配置和采用IP過濾的方法，限制不同IP段對(duì)設(shè)備的管理權(quán)限，提高被管設(shè)備的安全性。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的應(yīng)用于光纖同軸電纜混合網(wǎng)的基于嵌入式ARM的SNMP網(wǎng)管代理器，其特征在于所述的以太網(wǎng)接口(2)通過地址總線、數(shù)據(jù)總線與ARM單片機(jī)(1)的I/O口相連接，這些I/O口模擬地址總線和數(shù)據(jù)總線，完成遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理工作站與網(wǎng)管代理器的通信連接；所述的在線調(diào)試接口(3)通過數(shù)據(jù)發(fā)送與接收線、時(shí)鐘線、復(fù)位線與ARM單片機(jī)(1)連接，完成在線調(diào)試、測(cè)試功能；所述的串行通信接口(4)通過標(biāo)準(zhǔn)的RS-232的數(shù)據(jù)發(fā)送與接收線與ARM單片機(jī)(1)連接，完成在本地對(duì)代理器的參數(shù)進(jìn)行配置的功能；ARM單片機(jī)(1)的通用I/O口與數(shù)據(jù)采集接口(5)相連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與控制、PWM(脈寬調(diào)制)輸出功能、A/D(模數(shù)轉(zhuǎn)換)功能、中斷控制功能。
3.根據(jù)權(quán)利2所述的應(yīng)用于光纖同軸光纜混合網(wǎng)的基于嵌入式ARM的SNMP網(wǎng)管代理器，其特征在于所述的地址總線上的地址信息包含網(wǎng)管代理器的地址(原地址)和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理工作站的地址(目的地址)；所述的數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)包含ARM單片機(jī)(1)在數(shù)據(jù)采集接口(5)上采集到的需要傳輸?shù)竭h(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理工作站的數(shù)據(jù)和從遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理工作站發(fā)送到ARM單片機(jī)(1)的控制數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及應(yīng)用于光纖同軸電纜混合網(wǎng)的基于嵌入式ARM的SNMP網(wǎng)管代理器，它包括一個(gè)單片機(jī)及其外圍接口，單片機(jī)采用ARM單片機(jī)、以太網(wǎng)接口、在線調(diào)試接口、串行通信接口和通用的I/O數(shù)據(jù)采集接口；將SNMP網(wǎng)管協(xié)議嵌入ARM單片機(jī)對(duì)HFC網(wǎng)內(nèi)業(yè)務(wù)進(jìn)行監(jiān)控和管理。其能夠使用32位ARM CPU對(duì)光纖同軸電纜混合網(wǎng)HFC網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤與監(jiān)控，達(dá)到實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程管理的目的。
文檔編號(hào)H04L12/24GK1747401SQ20051002822
公開日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2005年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月28日
發(fā)明者沈昶宏, 胡斌, 秦幸堅(jiān), 董戎萍 申請(qǐng)人:上海大學(xué), 上海天博光電科技有限公司