关于单片机嵌入式互联网技术及系统开发研究

摘 要：在飞速发展的科学技术的推动之下，使得基于单片机的嵌入式系统得到了很大的关注与重视，并且被运用到不同的行业领域当中，比如，工业和智能设备当中的安全保护系统、探测控制系统、信息家电等不同的领域。当把互联网与嵌入式系统相连之后，借助互联网技术，不仅可以达到准确监测远程信息、传递和管控等效果，而且充分发挥出基于单片机的嵌入式系统的良好作用，完成系统开发的任务。本文通过阐述单片机嵌入式互联网技术的相关情况，说明了单片机与网卡接口电路的具体状况，同时探究了针对基于单片机下TCP/IP协议栈的实现，从而有效提升基于单片机下嵌入式互联网技术及系统开发应用的总体水平。

关键词：单片机;嵌入式互联网技术;系统开发

网络信息时代的来临，让计算机技术得到了广泛地运用，网络的利用率变得越来越高。在此过程当中，基于单片机的嵌入式系统获得了相应的重视。实际上，从目前的发展情况来看，很多智能家电、安全防护系统当中均已经得以运用，并且取得了良好的应用效果。在互联网与嵌入式系统相连以后，无疑能够带给信息数据测定工作更大的便利，使其变得更加高效。通过注重互联网技术与嵌入式系统之间的有效融合，能够加快嵌入式系统研发和应用的速度，进而发挥出其应有的作用。鉴于此，系统思考和分析基于单片机的嵌入式互联网技术及系统开发显得尤为必要，拥有一定的研究意义与实践价值。

一、单片机嵌入式互联网技术相关概述

对于单片机嵌入式互联网技术而言，应该提高对单片机资源的利用效率，以便实现互联网通信协议栈的效果。在此过程当中，一大关键点是需要借助单片机自身十分有限的资源科学、高效地处理相关数据信息，进而实现TCP/IP协议，有利于确保相关信息能够转变为互联网传输环节当中主要运用的相关数据包。与此同时，实现单片机嵌入式互联网技术的具体策略类型非常多，其中涵盖了专门化嵌入式芯片、借助嵌入式系统构建专用网，并依靠PC机网关与互联网相连、依靠网络管控芯片以及常规的单片机等不同的方式[1]。

二、单片机与网卡接口电路的说明

第一，关于此次研究的系统设计整体方案如下：此系统所选用的单片机为日常运用当中十分常见的，并且价格较低，为MCS8051系列。在网卡方面，主要选用了以太网控制器装置芯片。由于互联网当中的网络协议包含了极大的程序代码，因此，不仅包括网卡、单片机装置，系统同样需要增加部分处在外端的电路。在上述外端电路当中则涵盖了RS232 接口、RAM 存储器等部分。其中， 接口针对的为单片机与外端设备实施数据交互的一个接口;RAM 存储器针对的为数据信息的缓存器装置。此系统的整体功能设计情况见下图1。

一般来说，对于此系统来说，单片机的功能在于针对互联网当中的数据信息、封包串口RS232内数据的解包处理。在远程计算机设备传输来相关数据包以后，便借助互联网中的物理媒介有效传输至以太网控制器的芯片当中。而以太网控制器芯片通过相应的地址接线协议以后，便会交由单片机装置[2]。此时，单片机能够实施TCP/IP协议。当将TCP/IP 的报头消除以后，便可以借助RS232 接口把相关数据交由相关数据采集控制系统的现场设施进行处理。假如有关现场设施接收到有关数据以后，便能够传输到单片机，此时单片机便根据相关TCP/IP 协议的格式加以封包处理，接着传输到以太网控制器芯片当中，随后依靠相关网卡芯片。便可以将其及时传输至互联网当中。显然，借助此种形式，可以达到单片机与互联网之间数据信息通信的效果，如此，可以依靠互联网远程控制的方式，达到对相关数据采集系统的控制目的，发挥出其应有的作用。

第二，对于此系统而言，单片机属于其主要的构成零件，因此，单片机与网卡接口电路十分关键。该系统选用的单片机为8051 系列。此种单片机不但获得了十分广泛地运用，而且价格较为低廉，自身的结构也非常简单。对于相关工业设施来说，可以使系统的经济成本进一步下降。并且，使用8051 系列单片机编程的过程当中更加简单、便捷，进行程序调试的过程当中同样十分便利[3]。

三、针对基于单片机下TCP/IP 协议栈实现的探究

通常情况下，在互联网当中，TCP/IP 协议属于其中最主要的协议。所以，为了进一步实现单片机嵌入式互联网技术，首先应该达成互联网TCP/IP 协议。因为被单片机资源所限制影响，所以，增加了实现互联网TCP/IP 协议的难度。从当前很多大企业所设计的商业嵌入式TCP/IP 协议栈情况来看，虽然在针对性方面的效果很显著，但是欠缺一定的通用性，并且研发成本需要的费用也无法进行估测[4]。假如在单片机嵌入式互联网系统当中运用了上述TCP/IP 协议栈，在性价比方面显然会表现出更低的情况。笔者经过查阅大量的相关研究论著与文献资料之后，从中可以获悉，科学选用TCP/IP 协议是非常关键的。

在此次研究的过程当中，选用了TCP/IP 协议栈ulP0.9 ，与8/16 位的单片机是相匹配的，包含在小型嵌入式TCP/IP 协议栈的范畴当中。有关工作人员具体进行设计的时候，应该全面考虑到模块化方面的问题因素，针对互联网通信过程当中所关联到的协议制度来说，需要借助TCP/IP 协议栈ulP0.9 进行有效保留处理，以便缩减协议代码量，进而完成使相关系统资源下降的任务。所以，通过将TCP/IP 协议栈ulP0.9 合理运用到单片机嵌入式互联网系统当中，不仅拥有较强的适应性，而且能够发挥出良好的作用。由此可見，单片机下TCP/IP 协议栈的实现至关重要。

四、单片机主程序的分析

当底层设备应用服务的功能模块、驱动功能模块均增设完毕之后，需要科学配置ulP 。实施系统主体结构的软件编写的过程当中，可以看作对单片机主程序函数的科学编写。具体开展软件编写的过程中，需要结合不同用户的具体需要情况予以实施。针对此次研究的单片机嵌入式互联网系统而言，首先利用了以太网，接着与互联网相连接，以便增强WEB 应用的效果。一般而言，应该快速启动系统，完成初始化处理，结束以后，主程序持续查询。由于TCP/IP 协议栈ulP0.9 进行编写过程中使用了C语言，因此，需要科学选用C语言完成编写与开发单片机主程序的任务，从而实现单片机与TCP/IP 协议栈ulP0.9 间相关数据的快速交换效果。

五、结论

从此次论文的论述与分析当中，不难看出，系统分析与思考基于单片机的嵌入式互联网技术及系统开发显得尤为必要，具有一定的研究意义和实施价值。本文通过阐述单片机嵌入式互联网技术的相关情况，说明了单片机与网卡接口电路的具体状况，同时探究了针对基于单片机下TCP/IP 协议栈的实现，分析了单片机主程序的情况。希望此次研究与分析的内容和结果，能够得到有关基于单片机的嵌入式互联网技术和系统开发技术工作人员的关注与重视，并且从中获取相应的借鉴和帮助，以便增强基于单片机的嵌入式互联网技术应用与系统开发的实际效果，进而推动我国基于单片机的嵌入式互联网技术的不断发展与进步，充分发挥出系统开发的良好作用。

参考文献：

[1]孟江，李丽，高屹.单片机嵌入式互联网技术及系统开发研究[J].电子技术与软件工程，2019，147（113）：264-268.

[2]杨茂泽，张晓波，刘昊然.分析单片机嵌入式互联网技术以及系统开发[J].全文版：工程技术，2019，178（113）：126-130.

[3]李红涛，刘明辉，赵馨诚.单片机嵌入式Internet技术研究及系统开发探讨[J].电子制作，2019，168（198）：174-178.

[4]邹云峰，冯小红，刘红艳.基于单片机的嵌入式系统接入互联网技术的研究[J].河海大学常州分校学报，2019，157（151）：100-106.

作者简介：

袁协民（1984—），男，广安职业技术学院，助教，研究方向：应用电子技术、测控技术。