關于單片機嵌入式互聯網技術及系統開發研究

周魯寧

摘要：近年來，科技的快速進步使得計算機技術的發展勢態十分迅猛，同時互聯網也獲得了廣泛的普及，是當前實現信息共享的重要條件。單片機屬于一種嵌入式系統，在新時期背景下也獲得了普遍的運用，如智能設備、探測系統、安防系統等，而單片機嵌入式系統與互聯網技術進行融合，則能夠進一步拓展單片機以及互聯網的應用空間，也將成為互聯網技術應用層面的一個重大突破。基于此，本文主要圍繞單片機嵌入式互聯網技術展開論述，提出了技術應用及系統開發策略。

關鍵詞：單片機;互聯網技術;系統開發

目前，基于單片機的嵌入式系統在各個行業及領域中都有著普遍的運用，包含工業以及智能設備生產業、安防系統、信息家電等各個方面。而將單片機嵌入式系統與互聯網技術結合則能夠具有遠程信息監測、遠程信息傳輸、遠程控制等功能，這也成了單片機嵌入式系統發展的重要機遇，也是技術上的一種創新。

一、單片機嵌入式互聯網技術

單片機嵌入式互聯網技術需要以單片機資源作為基礎來實現互聯網通信協議棧，而這一技術的實現也面臨一些難題，如運用單片機自身的有限資源來處理TCP/IP協議難以實現，若能突破這一難點，則能夠使得信息資源轉變為數據包利用互聯網進行傳輸。同時，單片機嵌入式互聯網技術的實現具有多種途徑，能夠劃分為專門性的嵌入式芯片、利用嵌入式系統構成專用網，之后運用PC機網管連接互聯網、普通單片機等模式。

二、單片機嵌入式互聯網系統的開發

（一）系統設計方案

該系統選擇價格較為普遍，應用較為廣泛，大眾化的MCS8051單片機，網卡主要選擇以太網控制器芯片。因特網的網絡協議程序代碼通常較大，所以除去單片機和網卡，系統需要設計外圍電氣，具體設計RAM存儲器和RS232結構等，后者為外圍設備和單片機數據聯系的主要途徑，而其中前者的作用主要為數據緩存，單片機嵌入式互聯網系統設計如圖1所示。

單片機在系統中的主要作用便是針對互聯網中的數據信息，以及風暴串口中的信息解包處理，所以可以選擇因特網物理媒介來向以太網控制芯片中進行傳輸。以太網控制芯片能夠實現指定地址的接線協議，將其轉到單片機，之后單片機則會執行TCP/IP協議，同時刪除TCP/IP報頭，在RS232結構中向數據收集裝置的現場裝置進行數據傳遞，如果現場裝置完成數據的接收，那么則會向單片機進行數據傳遞，單片機再按照來展開封包，向以太網控制器來進行信息交互。網卡芯片是信息傳輸的必要工具，能夠實現因特網和單片機的信息交流，所以通過這種方式能夠實現遠程控制信息采集系統。

（二）單片機和網卡接口電路

分析單片機和網卡接口電路，第一步便要明確系統的整體設計規劃。本系統選擇MCS8051單片機，這種單片機具有成本較低、性能較為完善、應用較為廣泛等優勢，并且這種單片機的結構較為簡便，因此能夠有效控制系統整體的構造成本。由于互聯網網絡協議的程序代碼通常較大，因此需要設計輔助電路。如上所述，通過這種設計能夠保證單片機與外圍設備可以實現穩定的數據傳輸，在該系統的設計上，單片機始終為設計中心，單片機與網卡接口電路也是重點設計環節。單片機能夠實現數據解包，在遠程Pc機完成數據包的傳輸后，便會通過互聯網進行數據傳輸。這種方式能夠構建單片機與互聯網之間穩定且高效的數據傳輸平臺，利用這一平臺能夠確保互聯網遠程控制數據系統的穩定運作。

（三）單片機中TCP/IP協議棧的實現

對于因特網來說，其中TCP/IP協議是最重要的部分，也是系統設計與實現的關鍵協議，若想實現單片機內部嵌入式互聯網系統，則需要將互聯網中的TCP/IP協議先進行設計與實現。但單片機自身的資源畢竟有限，所以若想實現因特網TCP/IP，還是具有一定難度的。目前，部分企業通過嵌入式設備的差別性設計出了商業嵌入式協議棧，這種協議棧的適用性不足，并且成本較高，性能卻并不理想。而若是在單片機嵌入式互聯網設計上選用TCP/IP協議棧，那么性價比則無法保障，通過TCP/IP協議棧對比，該系統選擇設計重點為TCP/IP協議棧的UIP0.9協議棧，這種協議棧能夠在8/16位單片機中發揮明顯的應用效果，屬于小型嵌入式協議棧。同時，在系統的設計方面，UIP0.9協議棧選取模塊化的方式，能夠在網絡通信器件使用的協議進行長時間留存，能夠有效解決協議代碼量較多的問題，此外，UIP0.9協議棧也能夠減少系統對于資源的需求，使得單片機自身的資源能夠達到系統設計要求。基于此，UIP0.9協議棧可以適用單片機嵌入式互聯網系統，并發揮明顯的效用。

三、結語

近年來，計算機技術的推廣與發展使得互聯網技術的發展也獲得了廣闊的空間，信息共享也成了一種普遍的現象。單片機屬于嵌入式系統，將其應用于互聯網系統中能夠有效提高其整體技術效果，據有關學者分析，今后的互聯網技術業務的拓展，小型嵌入式系統將會是一個重要領域，這也為單片機嵌入式互聯網系統的開發與應用提供了十分有利的條件。