周魯寧

摘要：近年來，科技的快速進步使得計算機技術的發(fā)展勢態(tài)十分迅猛，同時互聯(lián)網(wǎng)也獲得了廣泛的普及，是當前實現(xiàn)信息共享的重要條件。單片機屬于一種嵌入式系統(tǒng)，在新時期背景下也獲得了普遍的運用，如智能設備、探測系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等，而單片機嵌入式系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)技術進行融合，則能夠進一步拓展單片機以及互聯(lián)網(wǎng)的應用空間，也將成為互聯(lián)網(wǎng)技術應用層面的一個重大突破?；诖耍疚闹饕獓@單片機嵌入式互聯(lián)網(wǎng)技術展開論述，提出了技術應用及系統(tǒng)開發(fā)策略。

關鍵詞：單片機;互聯(lián)網(wǎng)技術;系統(tǒng)開發(fā)

目前，基于單片機的嵌入式系統(tǒng)在各個行業(yè)及領域中都有著普遍的運用，包含工業(yè)以及智能設備生產(chǎn)業(yè)、安防系統(tǒng)、信息家電等各個方面。而將單片機嵌入式系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)技術結(jié)合則能夠具有遠程信息監(jiān)測、遠程信息傳輸、遠程控制等功能，這也成了單片機嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的重要機遇，也是技術上的一種創(chuàng)新。

一、單片機嵌入式互聯(lián)網(wǎng)技術

單片機嵌入式互聯(lián)網(wǎng)技術需要以單片機資源作為基礎來實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議棧，而這一技術的實現(xiàn)也面臨一些難題，如運用單片機自身的有限資源來處理TCP/IP協(xié)議難以實現(xiàn)，若能突破這一難點，則能夠使得信息資源轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)包利用互聯(lián)網(wǎng)進行傳輸。同時，單片機嵌入式互聯(lián)網(wǎng)技術的實現(xiàn)具有多種途徑，能夠劃分為專門性的嵌入式芯片、利用嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成專用網(wǎng)，之后運用PC機網(wǎng)管連接互聯(lián)網(wǎng)、普通單片機等模式。

二、單片機嵌入式互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的開發(fā)

（一）系統(tǒng)設計方案

該系統(tǒng)選擇價格較為普遍，應用較為廣泛，大眾化的MCS8051單片機，網(wǎng)卡主要選擇以太網(wǎng)控制器芯片。因特網(wǎng)的網(wǎng)絡協(xié)議程序代碼通常較大，所以除去單片機和網(wǎng)卡，系統(tǒng)需要設計外圍電氣，具體設計RAM存儲器和RS232結(jié)構(gòu)等，后者為外圍設備和單片機數(shù)據(jù)聯(lián)系的主要途徑，而其中前者的作用主要為數(shù)據(jù)緩存，單片機嵌入式互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設計如圖1所示。

單片機在系統(tǒng)中的主要作用便是針對互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)信息，以及風暴串口中的信息解包處理，所以可以選擇因特網(wǎng)物理媒介來向以太網(wǎng)控制芯片中進行傳輸。以太網(wǎng)控制芯片能夠?qū)崿F(xiàn)指定地址的接線協(xié)議，將其轉(zhuǎn)到單片機，之后單片機則會執(zhí)行TCP/IP協(xié)議，同時刪除TCP/IP報頭，在RS232結(jié)構(gòu)中向數(shù)據(jù)收集裝置的現(xiàn)場裝置進行數(shù)據(jù)傳遞，如果現(xiàn)場裝置完成數(shù)據(jù)的接收，那么則會向單片機進行數(shù)據(jù)傳遞，單片機再按照來展開封包，向以太網(wǎng)控制器來進行信息交互。網(wǎng)卡芯片是信息傳輸?shù)谋匾ぞ?，能夠?qū)崿F(xiàn)因特網(wǎng)和單片機的信息交流，所以通過這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)遠程控制信息采集系統(tǒng)。

（二）單片機和網(wǎng)卡接口電路

分析單片機和網(wǎng)卡接口電路，第一步便要明確系統(tǒng)的整體設計規(guī)劃。本系統(tǒng)選擇MCS8051單片機，這種單片機具有成本較低、性能較為完善、應用較為廣泛等優(yōu)勢，并且這種單片機的結(jié)構(gòu)較為簡便，因此能夠有效控制系統(tǒng)整體的構(gòu)造成本。由于互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡協(xié)議的程序代碼通常較大，因此需要設計輔助電路。如上所述，通過這種設計能夠保證單片機與外圍設備可以實現(xiàn)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸，在該系統(tǒng)的設計上，單片機始終為設計中心，單片機與網(wǎng)卡接口電路也是重點設計環(huán)節(jié)。單片機能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)解包，在遠程Pc機完成數(shù)據(jù)包的傳輸后，便會通過互聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸。這種方式能夠構(gòu)建單片機與互聯(lián)網(wǎng)之間穩(wěn)定且高效的數(shù)據(jù)傳輸平臺，利用這一平臺能夠確?；ヂ?lián)網(wǎng)遠程控制數(shù)據(jù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運作。

（三）單片機中TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)

對于因特網(wǎng)來說，其中TCP/IP協(xié)議是最重要的部分，也是系統(tǒng)設計與實現(xiàn)的關鍵協(xié)議，若想實現(xiàn)單片機內(nèi)部嵌入式互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，則需要將互聯(lián)網(wǎng)中的TCP/IP協(xié)議先進行設計與實現(xiàn)。但單片機自身的資源畢竟有限，所以若想實現(xiàn)因特網(wǎng)TCP/IP，還是具有一定難度的。目前，部分企業(yè)通過嵌入式設備的差別性設計出了商業(yè)嵌入式協(xié)議棧，這種協(xié)議棧的適用性不足，并且成本較高，性能卻并不理想。而若是在單片機嵌入式互聯(lián)網(wǎng)設計上選用TCP/IP協(xié)議棧，那么性價比則無法保障，通過TCP/IP協(xié)議棧對比，該系統(tǒng)選擇設計重點為TCP/IP協(xié)議棧的UIP0.9協(xié)議棧，這種協(xié)議棧能夠在8/16位單片機中發(fā)揮明顯的應用效果，屬于小型嵌入式協(xié)議棧。同時，在系統(tǒng)的設計方面，UIP0.9協(xié)議棧選取模塊化的方式，能夠在網(wǎng)絡通信器件使用的協(xié)議進行長時間留存，能夠有效解決協(xié)議代碼量較多的問題，此外，UIP0.9協(xié)議棧也能夠減少系統(tǒng)對于資源的需求，使得單片機自身的資源能夠達到系統(tǒng)設計要求。基于此，UIP0.9協(xié)議棧可以適用單片機嵌入式互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，并發(fā)揮明顯的效用。

三、結(jié)語

近年來，計算機技術的推廣與發(fā)展使得互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展也獲得了廣闊的空間，信息共享也成了一種普遍的現(xiàn)象。單片機屬于嵌入式系統(tǒng)，將其應用于互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中能夠有效提高其整體技術效果，據(jù)有關學者分析，今后的互聯(lián)網(wǎng)技術業(yè)務的拓展，小型嵌入式系統(tǒng)將會是一個重要領域，這也為單片機嵌入式互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的開發(fā)與應用提供了十分有利的條件。