網絡通信中嵌入式TCP/IP協議單片機技術研究

吳 凱

（南京國電南自電網自動化有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引 言

隨著互聯網技術的不斷發展和進步，嵌入式傳輸控制協議/網際協議（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP）單片機技術應用在互聯網中的數量和范圍都在不斷擴大，配合核心技術處理機制，就能在整合單片機通信接口應用模式的同時，更好地提升工作效率，實現通信應用效能的最優化目標。

1 嵌入式TCP/IP協議單片機技術概述

1.1 嵌入式TCP/IP協議

1.1.1 內 涵

嵌入式TCP/IP協議是指利用Internet實現不同系統互聯互通的協議組應用模式，能維持數據準確傳輸的同時，建立數據協同控制體系。工作人員在實際工作中要借助計算機技術對系統運行框架進行分析，利用系統軟件應用要求完成TCP/IP協議布局，配合嵌入式處理的方式保證網絡處理協議的合理性和規范性，并借助網絡接口控制器保證鏈路層和物理層協議都能建立集中化管理模式[1]。

1.1.2 組 成

結合開放系統的應用要點，嵌入式TCP/IP協議系統主要分為4個基礎層級，分別為應用層、傳輸層、網絡層以及鏈路層，按照不同層級的標準和內容規范，開展具體工作。

（1）應用層。在單片機系統完成Ethernet和數據終端信息匯總后，應用層要對數據進行打包或者是拆包操作，以保證數據互聯互通的及時性和規范性。（2）傳輸層。網絡程序要借助明確的定義進行通道處理，并配合特征性數據獲取相匹配的信息源，如定義網絡連接的端口號。并且傳輸層中實現協議傳輸控制的是TCP，實現用戶數據協議控制的是用戶數據報協議（User Datagram Protocol，UDP），以保證數據傳輸管理工作都能在可控范圍內。（3）網絡層。層級信息能直接匯總在相鄰的嵌入式TCP/IP協議網絡上，并連接任何一臺主機結構。其中，IP協議作為數據傳輸管理的機制，能打造完整的互聯互通控制體系，并配置地址解析協議（Address Resolution Protocol，ARP）完成管控，為IP地址到數據鏈路物理地址影像的管理展開系統評估。（4）鏈路層。主要是借助控制同一物理網絡上不同機器間數據傳送底層協議，并且利用單片機就能實現對網卡芯片的實時性管理，選取的單片機是CS8900[2]。

1.2 單片機技術

為全面分析嵌入式TCP/IP協議單片機技術在網絡通信中的應用，要在了解其框架的同時，明確其數據應用流程。

1.2.1 框 架

整個技術系統要利用RJ45接口完成Ethernet網絡的連接處理，并且能為用戶提供串口，保證使用效能的最優化。整個系統在實際應用運行體系中能借助Ethernet的IP數據包進行串口操作，維持串口數據應用控制的合理性，也能為IP包送達局域網予以支持[3]。硬件框架示意見圖1。

在整個系統應用運行的外部，RAM要利用61C1024完成數據處理和數據的緩存控制，并且匹配E2PROM-X25045就能建立完整的數據分析體系，不僅能發揮其門禁作用，還能及時存儲IP地址信息、網卡物理信息以及其他參數信息等，形成統一的數據融合模式。另外，芯片本身是局域網處理芯片，封裝和內部集成都按照標準予以控制，并設置8位和16位接口，也能為應用控制工作的順利展開提供保障[4]。

1.2.2 工作流程

本文將CS8900作為研究對象，主要分析其應用工作的具體節點和要求，從而評估網絡通信中嵌入式TCP/IP協議單片機技術的應用要點，工作流程具體見圖2。

由圖2可知，要對網卡進行初始化處理，判定網絡數據后進行串口數據的對照，并且按照UDP打包數據包傳送到網絡的方式進行數據評估。在UDP數據分析時主要是對端口予以分析，配合ARP數據協議處理等環節，保證嵌入式TCP/IP協議單片機技術內容的可控效果滿足預期[5]。

1.2.3 內 容

第一，要圍繞存儲在X25045的IP地址和物理地址展開相應的討論，并且要對單片機予以合理性的復位處理，保證后續的討論都能集中在實時性控制要求范圍內，以便于提升數據的合理性和可控性。第二，操作人員要對系統數據信息予以設定和操作管理，保證數據分析的合理性和可控性。例如，保證信息資源能依據App協議的內容完成統一的整合和優化。第三，系統操作人員要借助APR完成調控分析，并積極改進相關工作內容，利用設置子網掩碼和網關參數的方式最大程度上提升數據評估的合理性，也為Internet和單片機通信處理效果的升級予以保障[6]。第四，單片機處理工作中，為了滿足信息數據管控的合理性與規范性，要對傳輸層和網絡層數據傳輸予以控制，發揮單片機技術的優勢。CS8900能對鏈路層數據信息資源予以控制，且RJ45串口和用戶統一管理應用層內部數據信息相匹配，實現大量數據的同時處理，減少冗余信息產生的問題。

2 嵌入式TCP/IP協議單片機技術在網絡通信中的應用

在軟件開發研究工作全面深化的時代背景下，為更好地融合軟件數據信息和共享處理，新型電子機械設備逐漸受到更多的關注，借助嵌入式處理的方式打造構架處理系統，能在提升安全性的同時，保證后期通信處理和技術調節工作均順利展開。

2.1 建立協議棧

在網絡通信中應用嵌入式TCP/IP協議單片機技術，要結合TCP協議的具體分析內容，建立基于網絡層架構的信息交互管理體系，確保數據傳輸過程能在提升數據處理效率的同時，保證數據的安全性和完整性[7]。

首先，嵌入式TCP/IP協議單片機技術能對主機運行程序予以管理，保證數據資源能夠快速且準確地完成傳遞。將路由器運行作為核心，結合運行方式實現資源重組和整合控制，最大程度上保證網絡通信運行管理的穩定性和安全性。其次，在搭建協議棧的過程中能對嵌入式TCP/IP協議單片機技術予以綜合管理，并保證數據信息的準確傳遞。對于網絡通信而言，數據傳輸的速率和準確性同等重要，配合技術模式就能準確完成IP層的應用。針對TCP協議內容予以升級，保證通信過程的合理性和科學性。最后，充分發揮嵌入式TCP/IP協議單片機技術中設備占地面積小、建設成本低、硬件設備傳輸速率快的優勢作用，能維持網絡傳輸結構的穩定效果，減少信息交互不到位產生的網絡傳輸異常，維持統一管理效能[8]。

2.2 數據采集和傳輸

在嵌入式TCP/IP協議單片機技術應用過程中，數據管理是最關鍵的應用內容，配合技術模式就能建立相匹配的數據匯總控制模塊，維持數據傳輸和數據采集的及時性，并且也能配合數據源準確實現區域性數據的集中管理，減少冗余數據對整體數據讀取工作產生的影響。另外，嵌入式TCP/IP協議單片機技術本身的成本低，能為企業節約較大的成本費用，軟件開發人員可以將更多的資金應用在數據庫管理和協議維護管控方面，提升主機網絡層內部結構區分的明確性，也保證鏈路層、物理層等規劃工作都能順利展開，及時更新技術節點，保證數據采集和傳輸的實時性效果[9]。

2.3 遠程數據

隨著網絡通信技術的不斷發展，遠程管理工作受到了更多的關注，在嵌入式TCP/IP協議單片機技術應用模式中，借助技術處理細節能打造更加快捷便利的數據管理模式，主要應用在遠程數據系統和屏幕板數據成像處理軟件中，有效維持網絡通信信息的可控處理，實現對接口、服務以及協議的協同管理[10]。

3 結 論

總而言之，嵌入式TCP/IP協議單片機技術在網絡通信中的應用具有重要的研究意義，要充分發揮技術系統的優勢作用，整合更加合理的網絡傳輸系統控制方案，確保數據采集、數據傳輸等工作都能順利開展，也能提升遠程數據采集等工作的準確性和規范性。