王海珍

摘 要：在互聯(lián)網(wǎng)技術快速發(fā)展的時代背景下，信息共享程度有所提高。目前，該項技術不再停留在PC機的開發(fā)上，而是逐漸轉移到了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中。文章首先對單片機嵌入式接入Internet的方式進行了簡要介紹，在其基礎上，從單片機與網(wǎng)卡接口電路、基于單片機的TCP/IP協(xié)議棧兩個層面上分析了該項技術的應用效果。實踐證明，單片機嵌入式Internet技術不僅降低了成本，而且還減少了系統(tǒng)需求資源。

關鍵詞：單片機；嵌入式；Internet

目前，互聯(lián)網(wǎng)技術已經(jīng)逐漸融入人們的生活當中，提高了信息的共享程度，其應用范圍不再停留在智能儀器領域，而是拓寬到了工業(yè)探測系統(tǒng)、智能家電以及安全防護系統(tǒng)等領域。如果將Internet與嵌入式結合起來應用到這些領域，勢必會開拓出一條新的發(fā)展道路[1]。雖然部分學者已經(jīng)開始對這種結合應用方式展開了研究，但是對該項技術的分析不足，所以本文的研究內容具有重大意義。

1 單片機嵌入式接入Internet的方式

1.1 專用網(wǎng)與PC網(wǎng)關的結合

首先將一些單片機連接起來，接下來利用專用網(wǎng)絡將其連接至PC機上，通過使用這臺PC機就可以充分發(fā)揮網(wǎng)關作用，以格式轉換的方式來對原有信息進行處理，從而獲取TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)包，最后只需將其發(fā)送到網(wǎng)絡當中就能夠實現(xiàn)信息的實時共享[2]。

1.2 RTOS與32位MCU的結合

這種結合方式實際上就是利用32位單片機完成軟件開發(fā)，要求開發(fā)平臺為RTOS平臺，該平臺可以對多任務進行并行處理，縮短了操作時間，在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中主要起到TCP/IP協(xié)議處理作用。另外，該結合方式的功能比較強大，能夠處理一些比較復雜的任務[3]。

1.3 專用嵌入式網(wǎng)絡協(xié)議

標準Internet協(xié)議可供EMIT軟件技術使用，其管理的嵌入式設備的位數(shù)可以是8位，也可以是16位，屬于一種代理性協(xié)議機制，在網(wǎng)關的作用下，不僅可以在網(wǎng)絡中橋接代理協(xié)議，而且還可以橋接代理TCP/IP協(xié)議棧。然而家庭使用的電器服務器、TV機頂盒以及計算機都需要依靠嵌入式微控制器的網(wǎng)關來正常運行，該控制器在Internet于設備網(wǎng)絡之間起到了不可代替的橋梁作用。

1.4 專用嵌入式芯片

該芯片不僅具有控制功能，而且還具有通信功能，屬于一種聚多功能于一身的單片機，主要用來實現(xiàn)批量任務操作。與傳統(tǒng)的單片機相比，這種單片機在硬件系統(tǒng)設計方面優(yōu)勢比較大，具有較大的靈活性。目前具有這種功能的芯片比較多，例如MOXA公司生產(chǎn)的Nport Express芯片，Ubicom公司生產(chǎn)的IP2022芯片等。由于這種類型芯片的功能比較齊全，所有可以用來實現(xiàn)多種網(wǎng)絡協(xié)議，通常情況下，TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議棧運用的相對多一些，但是由于成本的問題，很多用戶在選用器件時都沒有選用這種芯片，所以其在市場的應用范圍不是很廣。

2 單片機嵌入式Internet技術的應用分析

2.1 單片機與網(wǎng)卡接口電路

本文在單片機嵌入式Internet技術的應用進行分析時，首先設計了一個總體方案，其中單片機選取的是MCS8051系列，并且將以太網(wǎng)控制器芯片作為網(wǎng)卡。由于需要編寫的Internet網(wǎng)絡協(xié)議代碼比較多，如果僅使用網(wǎng)卡想要達到預期效果存在一定困難，所以在其基礎上添加了一些外圍電路，主要包括RS232接口以及RAM存儲器，其中RS232接口可以為外圍設備與單片機之間提供數(shù)據(jù)傳輸橋梁，而RAM存儲器可以用來存儲一些緩存數(shù)據(jù)。如圖1所示為總體設計方案。

單片機在整個系統(tǒng)當中，不僅能夠起到解包數(shù)據(jù)作用，而且還能夠起到封包串口數(shù)據(jù)作用。當數(shù)據(jù)包通過遠程PC機傳輸過來以后，經(jīng)過Internet最終達到以太網(wǎng)控制器上，在接線協(xié)議作用下，單片機便會得到這個數(shù)據(jù)包。此時TCP/IP協(xié)議會在單片機中自動運行，經(jīng)過去除包頭處理，該數(shù)據(jù)包會通過RS232接口傳輸至現(xiàn)場采集設備當中。接下來單片機會按照相應協(xié)議格式來對數(shù)據(jù)包進行有效處理，并將處理后的數(shù)據(jù)包傳輸至以太網(wǎng)控制芯片，最終Internet將獲取這個數(shù)據(jù)包，從而實現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)遠程數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集功能。

2.2 基于單片機的TCP/IP協(xié)議棧

TCP/IP協(xié)議作為Internet的核心協(xié)議，如果該協(xié)議得以實現(xiàn)，那么嵌入式Internet技術的實現(xiàn)難度就會有所降低。由于單片機自身資源在開發(fā)時受到了一定限制，現(xiàn)有的設備已經(jīng)無法滿足其功能需求，目前很多公司針對某一種單片機設計出了相應的協(xié)議棧，由于針對性比較強，沒有辦法應用到另一種類型的單片機中，并且這些協(xié)議棧的成本也比高，考慮到這些因素，本文選取了TCP/IP協(xié)議棧ulP0.9，這種協(xié)議棧不僅可以用于8位單片機，同時還可以用于16位單片機，并且體積比較小。在實際應用中，主要采用模塊化的方式來實現(xiàn)系統(tǒng)功能，在一定程度上減少了系統(tǒng)需求資源，因此該協(xié)議?？梢栽趩纹瑱CInternet系統(tǒng)中廣泛使用。

3 結束語

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，單片機嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)越來越受到人們的重視，目前很多學者將Internet互聯(lián)網(wǎng)技術應用到了該系統(tǒng)的開發(fā)中，由最初的8位單片機改進到16位單片機，目前已經(jīng)應用到了32位單片機軟件開發(fā)平臺上，這種新型嵌入式系統(tǒng)必將在功能上有進一步的完善。本文主要從單片機與網(wǎng)卡接口電路、基于單片機的TCP/IP協(xié)議棧兩個層面上分析了該項技術的應用效果。

參考文獻

[1]蘇燕，張建平，阮瑩，等.單片機嵌入式網(wǎng)絡技術以及系統(tǒng)開發(fā)與實現(xiàn)[J].科技資訊，2016，14（13）：28-29.

[2]矯英杰.基于嵌入式Internet技術在廣電機房的實現(xiàn)[J].硅谷，2011（10）：185-186.

[3]何伶俐.探析單片機嵌入式Internet技術的Web應用實現(xiàn)[J].中國電子商務，2012（4）：57.