单片机嵌入式Internet技术的分析

摘 要：在互联网技术快速发展的时代背景下，信息共享程度有所提高。目前，该项技术不再停留在PC机的开发上，而是逐渐转移到了嵌入式系统开发中。文章首先对单片机嵌入式接入Internet的方式进行了简要介绍，在其基础上，从单片机与网卡接口电路、基于单片机的TCP/IP协议栈两个层面上分析了该项技术的应用效果。实践证明，单片机嵌入式Internet技术不仅降低了成本，而且还减少了系统需求资源。

关键词：单片机；嵌入式；Internet

目前，互联网技术已经逐渐融入人们的生活当中，提高了信息的共享程度，其应用范围不再停留在智能仪器领域，而是拓宽到了工业探测系统、智能家电以及安全防护系统等领域。如果将Internet与嵌入式结合起来应用到这些领域，势必会开拓出一条新的发展道路[1]。虽然部分学者已经开始对这种结合应用方式展开了研究，但是对该项技术的分析不足，所以本文的研究内容具有重大意义。

1 单片机嵌入式接入Internet的方式

1.1 专用网与PC网关的结合

首先将一些单片机连接起来，接下来利用专用网络将其连接至PC机上，通过使用这台PC机就可以充分发挥网关作用，以格式转换的方式来对原有信息进行处理，从而获取TCP/IP协议数据包，最后只需将其发送到网络当中就能够实现信息的实时共享[2]。

1.2 RTOS与32位MCU的结合

这种结合方式实际上就是利用32位单片机完成软件开发，要求开发平台为RTOS平台，该平台可以对多任务进行并行处理，缩短了操作时间，在嵌入式系统开发中主要起到TCP/IP协议处理作用。另外，该结合方式的功能比较强大，能够处理一些比较复杂的任务[3]。

1.3 专用嵌入式网络协议

标准Internet协议可供EMIT软件技术使用，其管理的嵌入式设备的位数可以是8位，也可以是16位，属于一种性协议机制，在网关的作用下，不仅可以在网络中桥接协议，而且还可以桥接TCP/IP协议栈。然而家庭使用的电器服务器、TV机顶盒以及计算机都需要依靠嵌入式微控制器的网关来正常运行，该控制器在Internet于设备网络之间起到了不可代替的桥梁作用。

1.4 专用嵌入式芯片

该芯片不仅具有控制功能，而且还具有通信功能，属于一种聚多功能于一身的单片机，主要用来实现批量任务操作。与传统的单片机相比，这种单片机在硬件系统设计方面优势比较大，具有较大的灵活性。目前具有这种功能的芯片比较多，例如MOXA公司生产的Nport Express芯片，Ubicom公司生产的IP2022芯片等。由于这种类型芯片的功能比较齐全，所有可以用来实现多种网络协议，通常情况下，TCP/IP网络协议栈运用的相对多一些，但是由于成本的问题，很多用户在选用器件时都没有选用这种芯片，所以其在市场的应用范围不是很V。

2 单片机嵌入式Internet技术的应用分析

2.1 单片机与网卡接口电路

本文在单片机嵌入式Internet技术的应用进行分析时，首先设计了一个总体方案，其中单片机选取的是MCS8051系列，并且将以太网控制器芯片作为网卡。由于需要编写的Internet网络协议代码比较多，如果仅使用网卡想要达到预期效果存在一定困难，所以在其基础上添加了一些电路，主要包括RS232接口以及RAM存储器，其中RS232接口可以为设备与单片机之间提供数据传输桥梁，而RAM存储器可以用来存储一些缓存数据。如图1所示为总体设计方案。

单片机在整个系统当中，不仅能够起到解包数据作用，而且还能够起到封包串口数据作用。当数据包通过远程PC机传输过来以后，经过Internet最终达到以太网控制器上，在接线协议作用下，单片机便会得到这个数据包。此时TCP/IP协议会在单片机中自动运行，经过去除包头处理，该数据包会通过RS232接口传输至现场采集设备当中。接下来单片机会按照相应协议格式来对数据包进行有效处理，并将处理后的数据包传输至以太网控制芯片，最终Internet将获取这个数据包，从而实现了互联网远程数据采集控制系统的数据采集功能。

2.2 基于单片机的TCP/IP协议栈

TCP/IP协议作为Internet的核心协议，如果该协议得以实现，那么嵌入式Internet技术的实现难度就会有所降低。由于单片机自身资源在开发时受到了一定限制，现有的设备已经无法满足其功能需求，目前很多公司针对某一种单片机设计出了相应的协议栈，由于针对性比较强，没有办法应用到另一种类型的单片机中，并且这些协议栈的成本也比高，考虑到这些因素，本文选取了TCP/IP协议栈ulP0.9，这种协议栈不仅可以用于8位单片机，同时还可以用于16位单片机，并且体积比较小。在实际应用中，主要采用模块化的方式来实现系统功能，在一定程度上减少了系统需求资源，因此该协议栈可以在单片机Internet系统中广泛使用。

3 结束语

随着社会经济的快速发展，单片机嵌入式系统的开发越来越受到人们的重视，目前很多学者将Internet互联网技术应用到了该系统的开发中，由最初的8位单片机改进到16位单片机，目前已经应用到了32位单片机软件开发平台上，这种新型嵌入式系统必将在功能上有进一步的完善。本文主要从单片机与网卡接口电路、基于单片机的TCP/IP协议栈两个层面上分析了该项技术的应用效果。

参考文献

[1]苏燕，张建平，阮莹，等.单片机嵌入式网络技术以及系统开发与实现[J].科技资讯，2016，14（13）：28-29.

[2]矫英杰.基于嵌入式Internet技术在广电机房的实现[J].硅谷，2011（10）：185-186.

[3]何伶俐.探析单片机嵌入式Internet技术的Web应用实现[J].中国电子商务，2012（4）：57.