探究嵌入式系統網絡互連技術的設計與實現

戴旭

摘 要：在網絡技術迅速更新的現代發展中，嵌入式設備已經成為人們生活不可或缺的一部分，如電話、電視、個人數字助理等，使得嵌入式系統網絡互連技術的運用變得更加廣泛，大大推動我國高科技技術的現代化發展。本文就嵌入式系統網絡互連的體系結構進行闡述，對嵌入式系統網絡互連技術的設計進行分析，提出嵌入式系統網絡互連技術的實現，以促進嵌入式系統網絡互連技術不斷推廣。

關鍵詞：嵌入式系統；網絡互連技術；設計；實現

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.131

隨著各種設備的智能化發展，嵌入式系統的應用變得越來越廣泛，使得嵌入式系統與網絡技術的結合運用成為其不斷發展的必然趨勢，以在串行通信的情況下，讓網絡的接入更加方便和快捷，對于降低其硬件需求有著重要影響，是嵌入式系統網絡互連技術不斷應用的重要基礎。

1 嵌入式系統網絡互連的體系結構

一般情況下，嵌入式設備都是通過串口的方式與網關相連，并且他們之間的通信是采用串行連接來完成，其中，網關是可以為其提供所需的遠程連接的機器，通常在工業控制中使用較多的是卡式PC，在智能家庭網絡中使用比較普遍的是家庭智能控制器。在實際運用過程中，網關所發揮的作用主要是集線器、協議轉換兩個方面，以將多個嵌入式設備連接在一起，從而實行集中化管理，最終實現內部串口通信協議、外部網絡通信協議之間的信息轉換，是確保信息安全、可靠傳輸的重要途徑。根據嵌入式系統網絡互連的實際情況，控制臺所發布的相關請求，在通過網關后會被轉換成嵌入式系統的控制命令，從而在嵌入式系統中完成相關操作。與此同時，在嵌入式系統中還可以獲取控制臺所需的相關信息，并通過外部網絡的方式反饋到控制臺，最終有效完成嵌入式設備的遠程訪問與控制。

2 嵌入式系統網絡互連技術的設計

在實踐過程中，嵌入式設備的正常運行必須遵循一定的協議，才能有效完成控制操作，并且，不同的嵌入式設備所接受的命令、輸出的信息都存在一定差異，因此，控制協議的主要作用是確保這些命令、信息的規范化。例如：在某個嵌入式設備中，它的主要組成結構是動作部件、傳感器和指示燈等，控制協議的主要內容是在接受任何命令時指示燈必須顯示，任何命令都可以從傳感器進行數據讀取，并在接受任何命令時確保動作部件同時啟動，一般上述這樣的協議很多，是其正常運行和完成各種操作的基礎保障。在嵌入式設備的正常運行中，控制臺所發送出來的請求必須與嵌入式設備所能接收的命名的格式相符，才能真正實現嵌入式設備的遠程操作。一般上述請求的轉換都是由驅動程序的中間層來完成的，主要是將控制中心發送的請求映射為嵌入式設備所能接收的操作命令，而這種功能的定義通常是通過控制臺、網關之間的通信協議來完成的。

根據嵌入式設備的運行情況來看，想要確保其訪問的安全性，在進行嵌入式系統網絡互連技術的設計時，需要在網關上設置合適的授權機制，才能讓控制臺正確使用網關的端口號、IP來進行網絡設備的訪問。因此，網關的端口號、IP來是保密的，一般不會對外公開，而控制臺想要登錄網關也必須經認證通過后，才能正常使用外部網絡。一般情況下，控制臺登錄都是采用賬號方式，在網關管理員的管控下進行審核，并且，遠程控制臺只能使用授權的賬號進行登錄，嚴禁使用動態申請賬號，才能真正保證登錄的安全性和保密性。另外，控制協議的具體內容和嵌入式系統的具體應用有著直接聯系，其格式和實現方式具有一定多樣性，比較常見的格式是帶標識符的數據包，通常形式是“命令+數據”，如核實口令、修改口令、任命、強制采集、監視、管理、登錄強求、網關關閉等。

3 嵌入式系統網絡互連技術的實現

本文主要是以單片機作為嵌入式設備，對其完成控制操作的相關組成進行分析，以對嵌入式系統網絡互連技術的實現由比較具體的了解。其中，光電、機械部件主要是指報警器、指示燈、霍爾傳感器和電動馬達等，代理網關是PC，以通過Internet來實現嵌入式設備模擬器上機械部件、光電的遠程控制。首先，嵌入式系統是MCS-51單片機，代理網關是網關，采用串行通信的方式來連接。通常情況下，嵌入式設備的串行通信功能都是使用匯編語言來完成各種編寫的，其工作方式主要有八位的異步通信接口方式、移位寄存器輸入輸出方式、九位的異步通信接口方式等幾種。本文主要采用的是八位的異步通信接口方式。其次，設置合適的串行通信協議，以便網關串行通信順利進行，本文采用的是異步通信方式，通過幀的方式來進行數據的傳送，并使用中斷方式來實現單片機嵌入式設備的控制。一般遠程控制與網關都存在一定距離，是通過不同的協議來完成各種操作的，需要選擇正確的數據包服務方式，才能確保嵌入式設備的遠程控制能夠得到真正實現。

4 結束語

綜上所述，嵌入式系統的不斷運用，使得嵌入式設備的使用范圍不斷擴大，在一定程度上可以推動嵌入式系統網絡互連技術不斷推廣，從而滿足各領域的發展需求，對于促進我國高科技技術快速發展有著重要影響。

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