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本帖最后由 ByGrith4 于 2020-2-11 13:16 编辑
, e, K2 j s( |; K, J2 T
0 u' Y" X7 W+ V/ e4 u[摘要]本文分析了嵌入式设备接入Intemet的方式，选择单片机通过Internet上网的解决方案,设计了硬件总体功能结构,选择了
* q3 l0 P- y7 t. y1 V3 O实现单片机系统电子邮件发送功能所必须的TCP/IP相关协议,并给出主要模块的设计流程图。4 o# |! d4 k! s
" }% l3 }/ N8 C$ h8 x$ d0 t3 \ _
[关键词]嵌入式TCP/IP 单片机 电子邮件6 z" L/ O# Y9 {
9 h6 t6 W6 ~4 C9 U9 j. ^随着互联网的应用日益普及,信息共享的程度不断提高，通过互联( ] [) Y7 L, F+ _* M" V' Y- J+ ^
网共享以单片机应用系统为中心的小型嵌入式设备的信息，成为当今
& J* l6 f+ G" J \- E电子界的热门话题。如今,传统的互联网应用正从PC机转到以嵌人式* D/ ^3 w+ j8 d# t6 j1 @, t Z. c, }
设备为中心。据网络专家预测.将来在互联网上传输的信息中,有70%
/ @( U/ Z/ |, E0 X# F% M+ H来自小型嵌人式系统。这表明互联网应用进入嵌人式互联网的时代已
2 ~! @# N9 Q! s' L经来临。
0 V& w' l, q4 ?$ K0 D1嵌入式Intemet技术的发展
! s% W: L9 e1 [0 j9 i% A9 `- K* F嵌人式Internet技术是-种将嵌人式设备接入Intermet的技术,利2 T! e( f9 I7 |# [
用该技术可将Internet从PC机延伸到8位.16位.32位单片机，并实现4 v! Y* _. v& K
基于Intemet的远程数据采集、远程控制、自动报警、上传.下载数据文 f+ U2 W6 F, H7 y* D
件、自动发送E-mail等功能，大大扩展Intermet的应用范围。嵌入式系
6 C5 V8 Q" a3 `2 u# d% k统接入Intermet同PC机接人Intemnet 一样，必须通过相应的通信协议。
# }. x, a2 r7 w- H目前的Intermet采用TCP/P协议.因此嵌人式系统接人Internet 最终必0 a9 G2 b- S6 C- h" C8 R+ w: \
须通过TCP/P协议，对信息进行TCP/IP协议处理,使其变成可以在
Q4 V! D( }- _: t- ZIntemet.上传输的IP数据包"。/ |) `0 h0 F/ A* Q6 Q3 W) t
2单片机接入Intemet的方式比较- b* r& r6 R! j2 ~
嵌入式Internet技术的实现方法有很多种.体系结构不同、使用的
. { J: v$ V$ D- l9 j! F, _! C7 t1 p芯片不同,采用的底层技术不同，采用的软件技术不同等等,大体可有, N- Z' t( w, y% [6 V8 |* K# j
以下几种方式。3 l( w8 `7 ]2 E: ^- r, j: j
2.1PC网关+专用网" u6 M: U) u; J3 l7 j/ j
采用专用网络(如RS232,RS485 ,CAN Bus等)把一小批单片机连+ ^& j* y% ~; `
接在- -起,然后再将专用网络接到- -台PC上。这台PC机起网关的作/ ~; [7 P2 i+ \+ \. ], f' x
用,将专用网络上的信息转换为TCP/IP协议数据包,然后发到网上实, Y) w/ _6 ~( N: Y- x" h
现信息共享。
5 F; w4 S: f/ O+ P- f2.2 32位mcu+RTOS
, G/ [) m! H; B$ S& G, u该方案是采用32位高档单片机,在RTOS(实施多任务操作系统)
: L, H! K Y4 Y, ^1 N3 w. w的平台上进行软件开发,在嵌人式系统中实现TCP/P的协议处理。由
# m7 i/ a: g! c8 }3 e于采用高档单片机,这个方案可以完成很多复杂的功能。& x( Z% M( y, K
2.3采用专用嵌入式网络协议. x8 T! L, z/ e+ O4 d1 w! O
emWare的EMIT软件技术使用标准的Internet协议对8位和16位4 S- X9 N8 f* A8 B+ S6 a
嵌人式设备进行管理.是-种代理协议机制,利用网关在网络中桥接代
# Z5 s! }' o8 P J5 Y8 P( B- X理协议和TCP/IP协议栈。嵌人式微控制器网关(即em-Gateway )运行在
8 z- R4 z2 A( F- b计算机,TV机顶盒或专用的家用电器服务器中,它是设备网络和lnter-6 F x" G2 l# @6 t7 S3 g
net之间联接的桥梁。应用系统运行MCU内的emNet,通过em: -Gateway7 a& {# ^7 I) o7 b& H
与Internet联接。# [; [' H& \, f4 B
2.4使用专用芯片Webchip
, d% ?6 m; K. q+ [& H( B3 d" U& [Webchip是独立于各种微控制器的专用网络接口芯片,通过标准输" {$ P* m8 a" j5 U; o4 Z
入输出口与各种MCU相连. MCU通过Webchip接收并执行.经由In-
& f7 u" k$ N r4 Xtemet远程传来的命令或将数据交给Webchip发送出去。MCU应用系统
" m+ F' T) Q$ B0 B8 F8 ]通过Webrhip网络芯片与Gateway联接,进入Internet。% b. C% g% ?) r3 s4 Z6 g1 b
2.5单片机+以太网网卡! K" y$ B. R, P; p5 p' h
Webchip是独立于各种微控制器的专用网络接口芯片,通过标准输0 K0 F1 u/ n" h! g! I/ S8 U# R
入.输出口与各种MCU相连,MCU通过Webchip接收并执行,经由In-8 I: E- J& e7 f7 C7 }
temet远程传来的命令或将数据交给Webchip 发送出去。MCU应用系统
/ X- V8 A! {* g- Y6 L- G! C通过Webrhip网络芯片与Gateway联接,进入Intermet。
% ^3 G- V( F. a6 S2.5单片机+以太网网卡
0 @0 b1 [; J% {; z5 J8 q单片机加载TCP/P协议控制以太网网卡进行数据传输，并通过3 z3 }4 _6 G& y
TCP/IP协议联接到互联网。远程控制端的操作通过路由器找到目标后.
: u+ o9 }$ O5 E% B4 t7 V由网卡芯片的接口传入单片机，通过在单片机中加载的驱动程序转换) G- p) I* j3 S
成物理帧格式,再由TCP/TP协议转换成应用层的控制命令刊。
" D) v8 S0 E% j6 w由于单片机内部资源有限.要完成上网任务必须精简TCP/IP协
# @4 s1 u3 s- w议.同时还需了解单片机和网卡驱动程序。此方案优点为:无需经过网! G3 g2 \+ _! J: r0 \% x' J9 I
关代理,总体价格较低;产品系自己搭建,有利于产品的维护和二次开' @2 }; y3 y0 F$ a
发。
* L! J" V8 n f3嵌入式Intemet技术的应用) t9 R7 y9 g4 n/ C1 e) R, Y6 Z% a
嵌人式Intermet技术在税控收款机的远程税务征收系统的互联网
/ W# e2 A) Z/ L% c% D税费征收与查询功能改造过程中,得到了很好的应用在保持原有收款
7 C1 b6 S3 U6 h4 A* X! m% h机的功能.同时考虑开发成木与周期的因素.-个可行的方法是对现有: o6 X! m I7 B/ K3 n
的普通收款机进行改造,安装远程数据传输装置。由于在对数据的传输
1 W- G H2 `3 u: O! J& Z4 f: f上采取了电子邮件的方式,即系统需完成单片机的电子邮件发送功能， y2 L' i2 W2 i; [
也就实现了远程数据的传输:系统在完成单片机通过Intemet上网的过# {8 y3 `# K- q: E0 r8 N
程中,选用“单片机+以太网网卡"方案实现,此种方案可充分利用现有
$ H. H. ^% G2 e. Z2 w6 E8 O) q资源，节约开发成本.适合小系统的开发。
4 @7 r0 Z) J7 Y! ^. ^! x7 t) J3.1硬件总体功能结构设计
4 A5 D# W6 J c5 j9 p由于实现网络协议需要用到大量数据结构.并且程序量比较大,程
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& M8 ?. T* s; Y" w4 J7 S/ P4 q. ?5 J7 L
: F) j S1 n e0 K8 E. e$ S# \附件下载：. t* ?# b& P+ t5 N7 i' z
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发表于 2020-2-11 13:13
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