單片機嵌入式Internet技術的分析

王海珍

摘 要：在互聯網技術快速發展的時代背景下，信息共享程度有所提高。目前，該項技術不再停留在PC機的開發上，而是逐漸轉移到了嵌入式系統開發中。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，從單片機與網卡接口電路、基于單片機的TCP/IP協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，而且還減少了系統需求資源。

關鍵詞：單片機；嵌入式；Internet

目前，互聯網技術已經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，而是拓寬到了工業探測系統、智能家電以及安全防護系統等領域。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展道路[1]。雖然部分學者已經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 專用網與PC網關的結合

首先將一些單片機連接起來，接下來利用專用網絡將其連接至PC機上，通過使用這臺PC機就可以充分發揮網關作用，以格式轉換的方式來對原有信息進行處理，從而獲取TCP/IP協議數據包，最后只需將其發送到網絡當中就能夠實現信息的實時共享[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，要求開發平臺為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，在嵌入式系統開發中主要起到TCP/IP協議處理作用。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 專用嵌入式網絡協議

標準Internet協議可供EMIT軟件技術使用，其管理的嵌入式設備的位數可以是8位，也可以是16位，屬于一種代理性協議機制，在網關的作用下，不僅可以在網絡中橋接代理協議，而且還可以橋接代理TCP/IP協議棧。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關來正常運行，該控制器在Internet于設備網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，主要用來實現批量任務操作。與傳統的單片機相比，這種單片機在硬件系統設計方面優勢比較大，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公司生產的Nport Express芯片，Ubicom公司生產的IP2022芯片等。由于這種類型芯片的功能比較齊全，所有可以用來實現多種網絡協議，通常情況下，TCP/IP網絡協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，并且將以太網控制器芯片作為網卡。由于需要編寫的Internet網絡協議代碼比較多，如果僅使用網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據傳輸橋梁，而RAM存儲器可以用來存儲一些緩存數據。如圖1所示為總體設計方案。

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

2.2 基于單片機的TCP/IP協議棧

TCP/IP協議作為Internet的核心協議，如果該協議得以實現，那么嵌入式Internet技術的實現難度就會有所降低。由于單片機自身資源在開發時受到了一定限制，現有的設備已經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，并且這些協議棧的成本也比高，考慮到這些因素，本文選取了TCP/IP協議棧ulP0.9，這種協議棧不僅可以用于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系統功能，在一定程度上減少了系統需求資源，因此該協議棧可以在單片機Internet系統中廣泛使用。

3 結束語

隨著社會經濟的快速發展，單片機嵌入式系統的開發越來越受到人們的重視，目前很多學者將Internet互聯網技術應用到了該系統的開發中，由最初的8位單片機改進到16位單片機，目前已經應用到了32位單片機軟件開發平臺上，這種新型嵌入式系統必將在功能上有進一步的完善。本文主要從單片機與網卡接口電路、基于單片機的TCP/IP協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.單片機嵌入式網絡技術以及系統開發與實現[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[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[J].中國電子商務，2012（4）：57.