基于gprs网络的单片机的internet接入
单片机中的网络通信技术
单片机中的网络通信技术网络通信技术在现代社会中起着举足轻重的作用,不仅在计算机等大型设备中应用广泛,而且在嵌入式系统中也扮演着重要角色。
尤其是在单片机领域,网络通信技术的应用为传感器网络、智能家居等领域开辟了广阔的发展空间。
本文将探讨单片机中的网络通信技术,包括其原理、应用以及未来的发展趋势。
一、网络通信技术原理在单片机中使用的网络通信技术一般分为有线和无线两种类型。
有线网络通信技术常用的有以太网、串口通信等,而无线网络通信技术则包括蓝牙、Wi-Fi、ZigBee等。
无论是有线还是无线通信,其基本原理都是实现数据的传输和接收。
有线通信技术中,以太网是最常见的一种。
它通过物理层和数据链路层完成数据传输,使用RJ45接口将单片机与网络连接,将数据以数据帧的形式传输。
串口通信则采用串行通信的方式,将数据一个一个地传输,常见的有RS232和RS485。
无线通信技术中,蓝牙是广泛应用的一种技术。
它通过无线电波进行数据传输,常用于手机与周边设备的连接。
Wi-Fi则是无线局域网的一种技术,通过无线电波将数据传输到局域网中的其他设备。
ZigBee 是一种低功耗、近距离的无线通信技术,适用于物联网等领域。
二、单片机中的网络通信应用单片机中的网络通信技术广泛应用于各个领域,为嵌入式系统的智能化提供了支持。
以下是几个常见的应用案例:1. 传感器网络:通过无线网络通信技术,将传感器节点连接起来,实现数据的采集和传输。
这种应用在农业、环境监测等领域有着广泛的应用,实现了数据的实时监测和远程控制。
2. 智能家居:通过网络通信技术,将家居设备进行互联,实现远程控制和智能化管理。
比如通过手机App远程控制家里的灯光、空调等设备,提高了生活的便利性和舒适度。
3. 工业控制:单片机中的网络通信技术可以应用于工业控制系统中,实现分布式控制和远程监测。
传感器节点和执行器节点通过网络连接,实现工控系统的自动化控制。
三、单片机网络通信技术的发展趋势随着物联网的发展,单片机中的网络通信技术也在不断进步和演进。
SIM900A模块单片机
SIM900A模块单片机SIM900A模块是一种常用的GSM/GPRS通信模块,可以用于单片机与移动通信网络的连接,实现远程监控、远程控制、短信通知等功能。
本文将介绍SIM900A模块的基本原理、使用方法以及常见问题解决方案。
一、SIM900A模块的基本原理。
SIM900A模块是基于GSM/GPRS技术的通信模块,可以实现单片机与移动通信网络的连接。
它具有GSM和GPRS双模式,支持全球四频段,可以在全球范围内使用。
SIM900A模块可以通过串口与单片机进行通信,实现短信发送、接收、电话呼叫、网络连接等功能。
SIM900A模块内部集成了GSM/GPRS通信模块、SIM卡接口、天线接口、电源管理电路等部分。
它可以通过AT指令进行控制,与单片机通信时,只需要发送相应的AT指令即可完成各种功能的操作。
SIM900A模块还具有丰富的接口,可以与各种外部设备连接,如传感器、继电器等,实现更多的应用场景。
二、SIM900A模块的使用方法。
1. 硬件连接。
使用SIM900A模块时,首先需要将SIM卡插入SIM卡接口,并连接天线。
接着将SIM900A模块的串口引脚与单片机的串口引脚相连,同时连接电源和地线。
在连接时需要注意电源的稳定性,以免影响SIM900A模块的正常工作。
2. 软件编程。
在单片机的程序中,需要通过串口向SIM900A模块发送AT指令,以实现各种功能的操作。
例如,发送短信可以使用AT+CMGS指令,接收短信可以使用AT+CMGR指令,呼叫电话可以使用ATD指令,挂断电话可以使用ATH指令,建立GPRS连接可以使用AT+CGATT指令等。
通过编写相应的程序,可以实现单片机与SIM900A模块的通信,从而实现各种功能的操作。
3. 功能测试。
在完成硬件连接和软件编程后,需要进行功能测试,以验证SIM900A模块的正常工作。
可以通过发送短信、接收短信、呼叫电话、建立GPRS连接等操作,检查SIM900A模块的各项功能是否正常。
基于GPRS的嵌入式无线数据传输终端的设计
现在市面上各种基于 G R P S的适 用于无线 数据传 输 的 数据传输终端 ( T 层 出不 穷 , 类 D U在传输 协议 D U) 这 T 的选择 上 , 多采 用 U P+I 大 D P的方案 , 实现 简单 , 其 协 议移植 工作少 。在 无线 数据业 务透 明传 输 的要 求下 ,
上通过移植入 U / S—l 作 系统 来 管理 G R T CO l 操 P SD U
备进程设计 出了一种 实 时性强 , 可靠性 好 的 D U T 。该 D U在远程突发性 数据 传输 中有不可 比拟的优 势 , T 特 别适 用于频发小 量的实 时传输 , 也适 用于偶 尔的大 数 据量传输川。
2 1嵌入式 无线 D U的功能 . T
①
基金项 目: 省新苗人才计 划( Y K Y 87 ) 浙江 K Z J000
A pctnCs plao a ii e实用案例 6 9
计 算 机 系 统 应 用
2 0 年 第 1 期 08 2
GR PS模块的通信连接 ; 另一 串口连接数据采集设备。
原有 的数据通信 内容 , 以和各种使 用 串口通 信的 用 可 户设备进行连接。 2 2硬件 组成 . 基于 G R PS的嵌入式无线 D U其硬 件设计 方案是 T 采 用 : U控 制 G R 模块来 实现 因特 网 的接入 , 而 MC PS 从 具 有数据传 输功能。其总体 的硬件设 计框架 如下 图 1
数据传输 的实 时性是 人们 关注 的重 点。本 文在 MC U
永久在线 , 断线 自动重连 、 支持 自动重拨号等特 点。 () 2 提供 串口数据双 向转换功能
G R T P SD U提供 了串行通信接 口, 以将串 口上 的 可
基于单片机无线通信网络的实现毕业论文
(7) 模块可软件设地址,只有收到本机地址时才会输出数据(提供中断指示),可直接接各种单片机使用,软件编程非常方便。
(8) 内置专门稳压电路,使用各种电源包括DC/DC 开关电源均有很好的通信效果。
(9)与51系列单片机P0口连接时候,需要加10K的上拉电阻,与其余口连接不需要上拉电阻。
关于nRF2401的内部模块结构图参照下图2-1:
图2-1 nRF2401的内部模块结构图
2.1.3 单片机与无线模块的接口—SPI总线
SPI就是串行外围设备接口,是一种高速的、全双工、同步的通信总线,并且在芯片的管脚上只占用四根线,节约了芯片的管脚,同时为PCB 的布局上节省空间,提供方便。该接口一般使用4 条线:串行时钟线(SCK)、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线SS(有的SPI 接口芯片带有中断信号线INT 或INT、有的SPI 接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)。SPI 的工作模式有两种:主模式和从模式,无论那种模式,都支持3Mbit/s的速率,并且还具有传输完成标志和写冲突保护标志。
尽量节能;低的系统费用(低速微处理器也能进行高速射频发射);数据在空中停留时间短,抗干扰性高。Enhanced ShockBurstTM技术同时也减小了整个系统的平均工作电流。
Enhanced ShockBurstTM发射流程:
(1).把接收机的地址和要发送的数据按时序送入nRF24L01。
(2).配置CONFIG寄存器,使之进入发送模式。
Enhanced ShockBurstTM接收流程:
(1).配置本机地址和要接收的数据包大小;
基于GPRS和单片机的数据采集器
中 图分 类 号
文献标识码
1 引 言
近 年 来 , 国家 逐 步 加 大 环境 监 测 网 络 建 设 以提 高环 境 监 测 能 力 ,保 障 国 家 环 保
目标 的 实 现 。 要 措 施 包 括 : 强 污 染 物 排 主 加
讯 ( 上位 机 远 程 通讯 . 与
监 控 中 心
与 S A E C U 进 行 数 LV P
= l
据 的 接 受 和 发 送 命 令 等 通 讯 操 作 )S AV P ;I E C U 主 要 用 来 对 采 集 来 的 数 据 进 行 数 据 转 换 ,并 与 MA T R C U进 行 数 据 SE P
放 总 量 的 监测 ,加 快 空 气 质 量 监 测 网 络 建 设 , 善 主要 流 域 水 质 自动 监 测 系统 , 强 完 加
近 岸 海 域 监 测 网 能 力 、 态 监测 能力 、 测 生 监
Mul 。e s
信 息 传 输 能 力 等 方 面 的 建 设 ,环 境 自动 监 测能力有了很大的提高。
基于 G R P S和 M S 5 C 一 1单 片 机 的 数 据 采集 器是一种 实时在线 环境监测 系统 , 它
3 数 据 采集 器硬 件结 构
MA 9 , 于 将 监 测 仪 器 送 来 的 4 2 m X17 用 —0 A 的 模 拟 信号 转 换 成 数 字 信 号 送 至 单 片 机 进
采 集 器 采 用 双 C U结 构 . C U专 门 P 主 P 行 处 理 。 X1 7芯 片是 美 国 MA M 公 司 MA 9 XI
的 问 题 ; 可 以提 高 对 环 境 的 监测 频 次 . 还 克 负 责 与 监 测 软 件 之 间 的 数 据 通 讯 传 输 和 量 近 年 的 新 产 品 ,是 多 量 程 (1 v, 5 0 + 0 ± V, —
一个非常简单的单片机连接以太网的解决方式
⼀个⾮常简单的单⽚机连接以太⽹的解决⽅式
最近⼀直在看单⽚机联⽹相关的⽅案,简单了解了⼀下⼤部分⼈都是⽤的⽹络芯⽚去做
的,⽐如DM9000、CH395、W5100/W5500之类的。
这种⽅式需要做⼀定量的单⽚机⽹络开
发,虽然像CH395、W5100这类的芯⽚已经不需要考虑TCP/IP⽹络协议栈了,但单⽚机开发还
是需要做的。
今天在逛论坛的时候偶然发现⼀个⾮常简单的单⽚机联⽹⽅式,也是通过类似芯
⽚实现的,但是不同的,这是纯硬件的解决⽅案,不需要单⽚机开发,直接画图打板就能⽤。
后来查了⼀下,⽹上已有这种模块买,只不过是多颗芯⽚组合使⽤的,成本也较⾼。
这颗
芯⽚型号为CH9121,可以把串⼝的数据直接发送到以太⽹,实现以太⽹连接,⽆需编程,纯硬
件解决⽅案。
优点在于:⽆需开发即可让单⽚机联以太⽹,实现以太⽹数据传输,纯硬件电路,实现很
简单。
逆势在于:CH9121是将串⼝数据透传到⽹⼝,所以⽆法对数据格式进⾏重新打包,但不是
特殊应⽤都应该还好。
送上芯⽚资料,⼤家可以看⼀下: CH9121DS1.PDF (127.96 KB, 下载次数: 43)。
单片机网络接口技术及协议分析
单片机网络接口技术及协议分析随着物联网技术的发展,单片机作为物联网设备的关键部件,其网络接口技术及协议分析显得尤为重要。
本文将对单片机网络接口技术及协议进行深入分析,探讨其原理、应用和发展趋势。
一、单片机网络接口技术1.以太网接口技术以太网是目前最广泛应用的局域网技术,其基于CSMA/CD协议,实现了高速、稳定的数据传输。
单片机通过添加以太网适配器,实现了与以太网的连接。
通过以太网接口,单片机可以实现对局域网内其他设备的数据交换和远程通信。
2.Wi-Fi接口技术Wi-Fi技术是无线局域网技术的一种,通过无线接口连接设备与网络。
单片机通过添加硬件接口和驱动程序,可以连接到无线网络中,并实现无线数据传输。
Wi-Fi接口技术为单片机提供了更大的灵活性和便利性,使其可以实现无线数据采集和远程控制等功能。
3.GSM/GPRS接口技术GSM(Global System for Mobile Communications)和GPRS(General Packet Radio Service)是移动通信技术,通过SIM卡与单片机进行连接,实现了对移动通信网络的访问。
通过GSM/GPRS接口技术,单片机可以在任何地点通过手机信号进行数据传输,使其具备了广泛的应用场景,如远程监控、物联网远程控制等。
二、单片机网络协议分析1.TCP/IP协议TCP/IP协议是互联网的核心协议,它提供了可靠的数据传输和网络互联功能。
在单片机上实现TCP/IP协议栈,可以使其具备与互联网进行通信的能力。
通过TCP/IP协议,单片机可以使用网络套接字(socket)进行数据交换,并实现远程控制、传感数据上传等功能。
2.UDP协议UDP协议是用户数据报协议,它是TCP/IP协议族中的一个重要成员。
与TCP协议不同,UDP协议是无连接的、不可靠的传输协议,不需要建立连接,适用于一些对数据传输实时性要求较高的应用场景。
在单片机上实现UDP协议,可以实现快速的数据传输,适用于实时监控、视频传输等应用。
基于单片机的数据采集和无线数据传输系统设计
基于单片机的数据采集和无线数据传输系统设计一、本文概述随着信息技术的快速发展和物联网的广泛应用,数据采集和无线数据传输在各个领域都发挥着越来越重要的作用。
基于单片机的数据采集和无线数据传输系统设计,以其低成本、高效率、易扩展等特点,受到了广泛关注和应用。
本文旨在探讨基于单片机的数据采集和无线数据传输系统的设计原理、实现方法以及在实际应用中的优势与挑战。
本文将首先介绍系统的整体架构,包括数据采集模块、单片机处理模块和无线数据传输模块的设计。
然后,详细阐述各个模块的工作原理和实现技术,包括传感器选型、数据采集电路设计、单片机选型与编程、无线传输协议选择以及数据传输的稳定性与可靠性保障等。
本文还将分析该系统设计在实际应用中的性能表现,如数据传输速度、传输距离、功耗等,并通过具体案例展示其在环境监测、智能家居、工业自动化等领域的应用效果。
文章将总结该系统设计的优点与不足,并对未来发展方向进行展望,以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考和启示。
二、单片机基础知识单片机(Microcontroller Unit,MCU)是一种集成电路芯片,它采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上,构成一个小而完善的微型计算机系统。
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、抗干扰能力强、性价比高等一系列优点,因此在工业控制、智能仪表、汽车电子、通信设备、家用电器、航空航天等许多领域得到了广泛应用。
单片机按照其内部结构可以分为多种类型,例如8051系列、AVR 系列、PIC系列、ARM系列等。
每种类型的单片机都有其独特的指令集、架构和外设接口,因此在使用时需要了解其具体的特性和编程方法。
在数据采集和无线数据传输系统设计中,单片机通常作为核心控制器,负责数据的采集、处理、存储和传输。
通过编程,单片机可以控制外设进行数据采集,如使用ADC(模数转换器)将模拟信号转换为数字信号,或者使用传感器接口读取传感器的输出值。
单片机中的网络通信技术与应用
单片机中的网络通信技术与应用随着物联网技术的快速发展和广泛应用,网络通信成为了单片机开发中不可或缺的一部分。
单片机作为嵌入式系统的核心,具有小巧、低功耗和成本低廉等优势,因此在许多物联网设备中得到了广泛应用。
本文将介绍单片机中常用的网络通信技术和相关应用。
一、串口通信串口通信是单片机中最常见且最简单的通信方式之一。
单片机可以通过串口与计算机或其他外部设备进行通信。
通常使用的串口通信协议有RS232、RS485和TTL等。
1. RS232RS232通信协议是一种串行通信协议,常用于计算机与外部设备之间的通信。
在单片机中,我们可以通过串口模块将数据传输给计算机,实现与计算机的交互。
RS232通信具有数据传输稳定可靠的特点,但缺点是通信距离较短。
2. RS485RS485通信协议是一种半双工的串行通信协议,适用于多节点通信。
在单片机中,我们可以通过RS485通信协议实现多个单片机之间的通信。
相比RS232,RS485通信具有通信距离远、抗干扰能力强等优势。
3. TTLTTL(Transistor-Transistor Logic)是一种数字信号传输标准,常用于单片机与传感器、模块之间的通信。
TTL通信方式简单,通信距离较近,适用于较简单的单片机应用。
二、以太网通信以太网通信是物联网应用中常用的一种通信方式,它基于以太网协议,可实现单片机与计算机或其他网络设备之间的通信。
1. 以太网协议以太网协议是物联网中最常用的局域网通信协议之一,它定义了计算机在局域网中进行通信的规则和标准。
单片机可以通过以太网模块与局域网相连,实现与其他网络设备的通信。
2. TCP/IP协议TCP/IP协议是物联网中常用的一种网络协议,它是以太网协议的扩展。
TCP/IP协议是一种分层协议体系,包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。
在单片机中,使用TCP/IP协议可以实现数据的可靠传输和网络通信的各种应用。
三、无线通信除了有线通信,单片机还可以通过无线通信模块实现与其他设备的远程通信。
GPRS
4.基于GPRS无线数据采集和传输终端的研制
随着因特网应用的日益普及,通信技术的迅猛发展,网络已经深入到人们生活的方方面面,对现代社会的发展起到了巨大的作用。利用嵌入式因特网技术可以将在各行各业广泛存在的电子设备接入因特网,使得对设备的远程监测、远程控制、远程维护和远程数据采集变得简单。 GPRS是在现有GSM技术基础之上发展而来的一种新的承载业务,支持TCP/IP协议,提供了基于IP的分组交换数据功能,可以与因特网直接互通,它提供的移动接入互联网的能力为远程数据采集和传输提供了一种新的选择。利用GPRS业务进行数据采集和传输是目前远程数据采集传输方式中综合成本较低和比较先进的一种方式。 论文在分析了远程数据采集和传输系统功能需求的基础上,给出了一种以C8051F064为主控制器,以SmallRTOS51为软件平台的基于GPRS无线数据采集和传输终端的设计方案。 论文首先阐述了嵌入式实时操作系统SmallRTOS51的特点、任务切换机制以及在C8051F064上的移植过程;接着详细论述了无线数据采集和传输终端TCP/IP协议栈的设计和实现,TCP/IP协议栈主要包括:PPP、IP、ICMP、TCP、UDP协议;给出了数据采集、数码管显示和键盘操作等任务的实现方法;其次介绍了数据中心软件的设计与实现,最后给出了基于GPRS无线数据传输系统的测试与数据分析。 终端软件的结构方案可以简单地描述为:嵌入式操作系统+TCP/IP协议栈+应用程序。其中,应用程序在嵌入式操作系统SmallRTOS51的基础上分解成多任务形式开发,这样可以简化应用系统软件设计,提高系统的可靠性。 本终端具有体积小、价格低、可靠性较高的特点,为用户提供透明、高效的数据传输通道,可广泛应用在工业控制领域,且特别适用于移动环境和边远地区。同时本终端具备较为丰富的接口电路,可以在此基础上做进一步的应用开发。
基于GPRS网络的移动数据接入终端的设计
脑 手 机 化 , 诞 生 了 移 动 的 I t t 它 可 以 使 得 任 何 人 在 n e ne 。 r
采 用 与 GSM相 同 的 频 段 频 带 宽 度 突 发 结 构 无 线 调 制 标 准 跳 频 规 则 以 及 相 同 的 TDM A帧 结 构 。 因 此 .在 GS M系 统 的基 础 上 构 建 GP S 统 时 .GS R系 M 系 统 中 的 绝 大
维普资讯
藕
镰 &
一 陆 林 生 冯 伟 刘 宁 /中 国 矿 业 大 学 信 息 与 电 气 工 程 学 院 ( 州 ・2 0 0) 徐 21 0 摘 要 :本 文 针 对 当 前 很 多 行 业 的 传 统 数 据 终 端 需 要 远 到 来 的 标 志 ,也 意 味 着 移 动 数 据 通 信 的 兴 起 和 普 及 甚 至 大 力 发 展 ,实 现 任 何 设 备 随 时 随 地 接 入 Itre 。 nen t 但 是 普 通 的 GP 模 块 在 使 用 时 有 些 局 限 性 ,它 没 有 内 RS
公用 事业 实 时监 控维 护系统 等领 域 。 关 键 词 :移 动 数 据 通 信 GP RS TCP/P P i u I PPuCln xARM
中 图 分 类 号 :T 2 N9
文 献 标 志 码 :A
二 、G R 无 线通 信 技术 PS
2. G R 网 络 的 构 成 1 PS
无 线 数 据 传 输 。 而 且 用 户 接 入 因 特 网 无 需 进 行 认 证 , 可
以 由移 动用 户 鉴 权 替代 ,这 样 可 以加 快 用 户 接入 速 度 。 该 终 端 可 以 广 泛 地 应 用 于 运 输 业 金 融 证 券 机 房 监
基于单片机Wifi无线通信方案 (5)
基于单片机Wifi无线通信方案1. 引言随着物联网技术的快速发展,无线通信在各个领域得到广泛应用。
而在嵌入式系统中,单片机作为核心控制器,通过无线通信模块实现与外部设备的数据传输。
本文将探讨基于单片机的Wifi无线通信方案,并介绍其原理、实现步骤和应用场景。
2. 方案原理2.1 Wifi技术简介Wifi是一种无线局域网技术,基于IEEE 802.11系列协议。
通过Wifi技术,可以实现设备之间的无线数据传输,具有速度快、覆盖范围广、安全性高等优点,因此广泛应用于无线通信领域。
2.2 单片机与Wifi模块的连接为了实现基于单片机的Wifi无线通信,需要将单片机与Wifi模块进行连接。
一般情况下,可以通过串口或SPI接口与Wifi模块通信。
在连接时,需要根据Wifi模块的规格和引脚定义,正确连接相应的引脚。
2.3 通信协议Wifi无线通信需要使用一定的通信协议来实现数据的传输。
常见的通信协议有TCP/IP和UDP。
TCP/IP协议可确保数据传输的可靠性,而UDP协议则更适合传输效率较高的数据。
3. 实现步骤3.1 硬件连接首先,根据Wifi模块的规格和引脚定义,连接单片机和Wifi模块的相应引脚。
一般情况下,需要连接供电引脚、地线、串口或SPI接口等。
3.2 编写驱动程序根据使用的单片机型号和Wifi模块型号,编写相应的驱动程序。
驱动程序包括初始化Wifi模块、配置网络参数、发送和接收数据等功能。
3.3 客户端程序开发在单片机端,开发相应的客户端程序,用于发送和接收数据。
根据通信协议的要求,将待发送的数据进行封包,发送到目标设备。
同时,接收来自目标设备的数据,并进行解包处理。
3.4 服务器程序开发在目标设备的服务端,开发相应的服务器程序,用于接收来自单片机的数据,并处理响应。
根据通信协议的要求,解析接收到的数据,并进行相应的操作。
4. 应用场景基于单片机的Wifi无线通信方案在各个领域都有广泛应用,特别是物联网领域。
基于单片机的多级通信网络拓扑结构研究
基于单片机的多级通信网络拓扑结构研究一、引言随着信息技术的快速发展,人们对通信网络的需求越来越高。
而多级通信网络作为一种常见的网络架构,在各类应用场景中得到广泛应用。
本文旨在基于单片机研究多级通信网络的拓扑结构,以帮助读者更好地理解和应用该网络模型。
二、多级通信网络概述多级通信网络是指将若干个低带宽的通信环节通过中继连接,形成一个高带宽的整体网络。
该网络模型一般由三个层级组成:终端节点层、中继节点层和边界节点层。
终端节点层负责与用户进行直接通信,中继节点层负责将数据传递给目标节点,而边界节点层则起到连接网络的作用。
三、基于单片机的多级通信网络拓扑结构设计1. 终端节点层设计在多级通信网络中,终端节点层扮演着与用户交互的重要角色。
基于单片机的终端节点设计应考虑以下几个方面:(1) 数据采集:利用单片机提供的各种接口,实现对温度、湿度、压力等传感器数据的采集。
(2) 数据处理与控制:通过单片机内置的处理器和编程能力,对采集到的数据进行分析处理并作出相应控制决策。
(3) 通信接口:单片机需要具备通信接口,如UART、SPI、I2C等,以实现与其他节点的数据交换和传输。
2. 中继节点层设计中继节点层在多级通信网络中起到承担数据转发的作用。
基于单片机的中继节点设计考虑以下几个方面:(1) 数据接收与转发:中继节点应具备接收外部数据的能力,并根据设定的转发策略将数据转发给指定的节点。
(2) 路由算法:设计合适的路由算法,根据网络拓扑结构和网络负载情况,选择最优路径进行数据转发。
(3) 缓存管理:考虑到网络负载的不确定性,中继节点需要具备一定的缓存管理能力,以确保数据的可靠传输。
3. 边界节点层设计边界节点层是多级通信网络中起到连接外部网络的作用。
基于单片机的边界节点设计需考虑以下几个方面:(1) 协议转换:边界节点需要进行协议转换,将多级通信网络中的数据转发给外部网络或者将外部网络中的数据转发给多级通信网络。
基于GPRS网络的MSP430单片机 Flash远程更新方法
序代 码
共5字
节
图2应用程序代码在AT24C1204存放格式
万方数据
总第“卷第499期 2伽r7年第7期
电舅与仪裹 Electrical Measurement&Instrumentation
V洲N0499
JnL 2007
命令.接着重新传送。
4.3.3升级代码编写
编写__monitor void update O@”UPDATECODE”
-Z(CONST)MYRESET=FFDE-FFDF -Z(CONST)INTVEC=FFE0-FFFF
也就是从Flash的地址0】【1100—o】【18FF.划出2K
的空间。命名为UPDATECODE段,作为存放自己编写 的烧写Flash和读Arl24C1024存储器的代码。 4.2生成TXT格式程序文件
q之间的代码。基本都是应用程序代码,这部分需要更 新:校验和CHECKSUM代码,每次的长度和数值可能 都不一样。是每次程序改动后要变化的代码,但这部
一34一
分可以写入也可不写进Flash;剩下的到最后一行q 字符前面的是中断向量的在Flash中的地址和中断函 数的入口地址,程序改动后,函数的入口地址可能发 生变化,所以中断向量下的内容必须更新。 4.3下住机升级代码的编写 4.3.1编写引导函数
地址信息,读取后面的数据页的程序代码写入相应
Flash地址空间。
收到上位机开始
升级龠令
t
禁止终端,关内部看
门狗,进入升级函数
令t
叫段攘除flash
I
t
黼40102馈
代码并写Flash ’
停暇狗等待复位
图3下位机升级程序过程
应注意:
(1)首先字节模式擦除0XFFFE后两个字节。并 把引导函数人口地址写入.并且擦除MYRESET后两 个字节内容.而后用段擦除[51模式。擦除0)【1900— 0XFE00中的所有段。最后写完所有的段之后.再把引 导函数入口地址写入MYRESET后的两个字节中.此 地址可以在nR编译环境软件仿真反汇编视图中看
基于GPRS网络的数据无线传输接口实现
74
计
算 机 与
网 络 创 新
生 活
基 于 GP S网络 的数据 无线传 输接 口实现 R
田 羿
( 北 电力 大学 华
河 北 保 定 0 10) 7 00
【 要】本文介绍 了 G R 无线数据通信 的工作原理及应用 G R 技 术进行 无线通信 的设计 方案 、软硬件 的实现 。嵌入 式 摘 PS PS
另 外 ,嵌 入 式 GP Rs无线 通 信 模 块 采 用透 明 的数 据 传 输 与 协议 转 换
.
很 适 合
内 部 节 点 简 化 抽 象 为 Gp Rs网络 ,把 GP Rs内部 协 议 及 I N一
参 考 文 献
T RNE E T网关协议简化抽象为 G Rs网关协议 。 P
系统 组 件 与 构 成 : () 源 部 分 1电 部 分是 关系 到 c 9 和 A Ms 1 RM 能 否 正 常 工 作 的 关
G R 无线通信技术为数据传输业务提供 了 大的便 利 , PS 极 缩短 了应用 系统 的开发 周期, 小 了开发难 度和风险 , 减 具有很 高的市场
应 用前景。 【 关键词】 P S T命令集 GR A T P I 嵌入 式 C/P
文 章 编 号 :0 8 1 3 ( 0 1 2 - 4 2 1 0 — 7 9 2 1 )2 7 -
情 况 下 由于 网络 条件 等 一 些 外 来 因 素 的影 响 ,在 国 内表 现 并 不如 G 1S理 想 。所 以还 是 考 虑 接 入 到 G t PL PL S网络 。 GP RS无 线 数 据 传 输 系统 应 用 范 围相 当 广 泛 ,几 乎 所 有 中低 速 率 的数 据 传 输 业 务 都 可 以 应 用 ,如 城 市 配 电 网络 自动
能联网的单片机原理
能联网的单片机原理联网的单片机原理是指单片机通过网络连接,实现与外部系统或其他单片机的通信和数据交换。
其主要原理包括网络通信协议、网络硬件接口和相关软件开发等方面。
以下将从这三个方面详细介绍联网的单片机原理。
一、网络通信协议网络通信协议是单片机进行网络通信的基础,主要包括TCP/IP协议栈和应用层协议。
其中,TCP/IP协议栈是指计算机在网络通信过程中,使用的一组协议,包括物理、数据链路、网络和传输层等。
而应用层协议则是在TCP/IP协议栈的基础上,为特定应用提供服务的协议,如HTTP、FTP、SMTP等。
在单片机中,可通过硬件或软件方式实现TCP/IP协议栈。
硬件方式包括使用专门的网络模块,如W5500芯片,该芯片集成了TCP/IP协议栈,通过SPI接口与单片机通信。
而软件方式则是在单片机中通过编程实现TCP/IP协议栈的各个层次功能。
应用层协议则根据具体的应用需求选择,如HTTP协议用于Web服务器与浏览器之间的通信,MQTT协议用于物联网设备之间的消息传输等。
二、网络硬件接口实现联网的单片机需具备相应的网络硬件接口,包括PHY芯片、以太网控制器和网络接口等。
PHY芯片是物理层芯片,负责将单片机处理的数据转换成符合网络传输规范的电信号,并通过以太网控制器发送到网络中。
以太网控制器则负责与PHY芯片通信,并实现MAC层的功能,如帧的封装和解封、以太网地址的管理等。
而网络接口则是单片机通过与外部网络连接的接口,可选用有线接口,如RJ45接口,或无线接口,如Wi-Fi或蓝牙等。
三、软件开发软件开发是实现联网的单片机的关键,主要包括网络通信协议的处理、数据的传输和接收、以及应用层的开发等。
在软件开发中,需要编写相应的驱动程序和应用程序。
驱动程序主要负责对网络硬件接口的初始化和控制,如PHY芯片的配置和以太网控制器的驱动编程。
通过驱动程序,单片机能够实现与网络硬件的正常通信。
数据的传输和接收主要通过网络通信协议来实现,根据具体的协议规范进行数据的封装和解封。
基于单片机的远程控制系统
基于单片机的远程控制系统简介本文介绍一种基于单片机的远程控制系统,在这个系统中,用户可以使用手机等终端设备通过互联网对单片机上的设备进行控制。
系统架构整个系统由两部分组成:单片机端和云端。
单片机端负责控制设备的运行,云端则提供远程访问接口,以供用户进行控制。
单片机端单片机端包括以下几个部分:1.单片机:使用STM32等单片机,运行控制程序,控制设备的运行状态。
2.无线模块:使用WiFi或者GPRS模块,实现与云端之间的通讯。
3.设备接口:将单片机与设备连接起来的接口,例如GPIO等。
云端云端包括以下几个部分:1.服务器:用于接收用户的控制请求并转发给单片机端。
2.数据库:用于存储设备状态等信息。
3.远程访问接口:提供用户远程控制接口,例如RESTful API等。
系统工作流程系统的整个工作流程如下:1.用户使用手机等终端设备访问云端系统。
2.用户发起控制请求,将请求发送给云端系统。
3.云端系统接收请求,并将请求转发给与设备对应的单片机端。
4.单片机端接收到请求后,将指令解析,并通过设备接口进行控制。
5.控制结果将通过无线模块发送给云端系统。
6.云端系统将结果存储在数据库中,然后返回给用户。
系统功能说明系统提供以下几个功能:1.设备状态查询:用户可以通过远程访问接口查询设备的状态,例如温度、湿度等。
2.设备控制:用户可以通过远程访问接口控制设备的开关、调节等。
3.定时控制:用户可以设置设备的定时开关等功能。
4.报警通知:当设备出现异常时,系统可以向用户发送报警通知。
系统安全性设计为确保系统安全,需考虑以下几个设计方案:1.网络安全:使用HTTPS等加密方式,确保数据传输过程中的的安全性。
2.访问控制:使用身份验证等方式限制用户的访问权限。
3.数据安全:使用备份等方式进行数据保护,避免数据丢失等情况。
总结这个基于单片机的远程控制系统利用互联网技术实现了用户远程控制设备的功能,并在安全方面做了一定的设计,可以为用户带来方便和安全的控制体验。
基于单片机Wifi无线通信方案
基于单片机Wifi无线通信方案
基于单片机的WiFi无线通信方案可以使用ESP8266或ESP32模块来实现。
ESP8266模块是一款低成本的WiFi芯片,具有高度集成的特点,支持STA(Station)、AP(Access Point)和STA+AP模式,并且可作为TCP/IP协议栈的从站与其他设备进行通信。
该模块的工作电压为3.3V,可以通过串口与单片机进行通信。
ESP32模块是ESP8266的升级版,具有更高的性能和更多的功能。
它集成了WiFi和蓝牙模块,支持蓝牙低功耗(BLE)功能。
ESP32模块也可以通过串口与单片机进行通信。
使用ESP8266或ESP32模块实现WiFi无线通信的步骤如下:
1. 连接硬件:将ESP8266或ESP32模块连接到单片机上,通常是通过串口连接。
2. 配置WiFi连接:通过代码配置WiFi连接参数,包括WiFi的SSID和密码等。
3. 建立和管理网络连接:使用模块的API函数来建立与WiFi路由器的连接,并且可以通过TCP或UDP协议与其
他设备进行数据传输。
4. 发送和接收数据:使用模块的API函数,可以向其他设
备发送数据包,并接收其他设备发送的数据包。
5. 处理数据:在单片机上对接收到的数据进行解析和处理,根据需要进行相应的处理操作。
通过上述步骤,可以实现基于单片机的WiFi无线通信方案。
具体的实现细节和代码可以根据具体的单片机和WiFi模块型号进行调整和修改。
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微电子学与计算机2006年第23卷第3期基于GPRS网络的单片机的Intemet接入李平均申健范威(西安交通大学计算机系。
陕西西安710049)摘要:通过基于IP协议的GPRs网络,单片机控制移动终端(Mcc35)将成功地实现以无线的方式,方便、快捷的接入IIltemet互联网.美键词:I帆P协议,GPRS,无线终端,PPP协商中图法分类号:IP393文献标识码:A文章编号:1000-7180(2006)03—003MCUC仰耻ctedtoIntemetThr仰ghGPRSUPing-jun,SHENJian,FANWei(D。
p盯tⅢent0fComputerscience,Ⅺ,帅Ji∞t蛆gUnive培“y,】(i’衄710049Chi聃)Abstract:‰119hGPRsbasedIP'Muc,∞n州i“gMT(Mc35),c明bec皿YenieⅡdy&quicklyc哪ectedtoInle卜netbywirele8s.Keyw∞恤:I眦P,cPRs,wirelesste珊illaI,PPPne鲥atio“1引言随着基于IPv6网络协议的下一代互联网在我国的开通.IP地址将由2的32次方增加到2的128次方.成功的解决了IP地址不足的问题.甚至有人形容世界上的每一粒沙子都会有一个IP地址。
这就为基于GPRS网络的无线终端的Intemet接人系统提供了广阔的应用前景。
本文设计的GPRs无线终端.采用单片机GP32内嵌了TcP,口协议栈.通过串行口控制Sienlens公司的GPRS模块MC35i.实现基于GPRS网络的Intemet接人。
2基于口协议的G腿s网络GPRS(Gen哪lPacketRadioservice)是通用分组无线业务的简称….是在原有GsM系统中引入分组数据单元来提供无线系统上的数据业务。
作为承载网络.GPRS系统本身采用IP网络结构.并对用户分配独立地址f如IP或X.121地址).将用frl_T作为独立的数据用户.从而实现了从网络到移动用户端到端的数据应用f本文只考虑IP协议)。
无线终端wT(wirele8BTeminal)通过Um无线接口连人CPRS网络.通过基站子系统(BBS)经Gb接口与ePRS网络中的GPRS服务支持节点(SCSN)连接。
GPRS数据分组是从基站发送到SGSN节点.而不是通过移动交换中心(Msc)连接收稿日期:2005_08_01到语音网络上。
SGSN通过Gn接口与网关支持节点(GGSN)进行通信。
GGsN对分组数据进行相应的处理.再发送到目的网络.如InteⅡlet或x.25网络(如图1所示)。
来自Irlternel、标识有无线终端动态IP地址的IP包,由GGSN接收,采用GTP协议,再转发到sGsN.继而再经BBs传送到无线终端上。
图1GPRs系统结构与接口由于GPRS网络工作方式是以IP地址为基础的.所以Pc机服务器只需拥有公网的IP地址.连入Intemet即可.并非直接与无线终端进行连接日。
同时.因为GPRS终端产品本身由网络提供商(移动梦网)通过DHcP动态地分配IP地址.没有固定的IP可以配置.所以只有在MC35i进入连接状态后.才得以分配IP地址。
因此在Pc机服务器与无线终端尚未建立连接前.PC机服务器难以对无线终端进 万方数据2006年第23卷第3期微电子学与计算机行控制。
必须先将无线终端进行相应初始化,并由无线终端主动向PC机服务器发送AT请求.激活PDP上下文.进行PPP协商,以建立连接。
3无线终端的内部硬件设计无线终端内部主要有六部分组成:嵌入IP,rcP的单片机系统、无线发送模块Mc35、存储器、键盘、A,D转换及电源,内部硬件逻辑结构如图2所示。
邕卢图㈢MCUGP32Fb图2无线终端内部硬件结构单片机采用Motomla公司的MC68Hc908GP32微处理器口.它的主要特性如下:(1)32K片内FlAsH程序存储器.具有在线编程能力和保密功能。
(2)512B片内RAM。
(3)8MHz内部总线频率。
(4)增强型串行口通讯口SCI。
(5)串行外围接口sPI。
(6)两个16位双通道定时器接口模块mMl和nM2).每个通道可选择为输入捕获、输出捕获和PwM,其时钟可分别选为内部总线的l、2、4、8、16、32和64的分频值(7)8路8位A,D转换器。
(8)8位键盘唤醒口。
(9)33根通用I/o脚,包括26根多功能I,0脚和3或7根专用I/0脚。
∞优化支持C语言。
GPRS模块一Siemens公司的MC35i.对外提供了40针的接口.其中有9个脚为232标准脚.并且无须电平转换可直接与GP32相连.本系统只用了其中数据口TxD和RxD与GP32的SCI口相连.进行全双工通信。
Mc35i上电后,首先要把IGT引脚至少拉低100ms,来启动MC35i无线模块。
GSM基带处理器是Mc35的核心部件.用来处理串口发送的AT指令.本系统主要使用AT命令初始化MC35无线模块,和拨号连接GPRS网关。
MC35支持2种操作模式【2】:一种是电路交换数据模式CSD.支持语音、数据、sMS和FAX业务:一种是分组交换模式GPRs,采用多时隙,支持csl一cs4编码。
两者最大的区别是。
GPRs传输数据时不需要再拨号。
该无线终端在软件实现上使用分组交换模式GPRs实现数据传输.同时在硬件设计上保留电路交换数据模式。
电源部分为单片机系统和Mc35无线模块分别提供合适的电源.单片机的工作电压为5v.MC35i的工作电压为4.2v。
键盘部分为用户提供方便的手动操作界面。
4无线终端的软件实现4.1软件层次结构该系统采用五层体系结构:物理层、班.P链路层、IP网络层、uDP传输层与应用层,其中物理层包括单片机串口电路的驱动和GPRS的附着建立物理连接过程。
把图l中的GPRS网关结点和G职S服务结点等统称为GPRS承载网络.层次结构如图3所示。
应用层应用层uDP传辅层uDP传辅层IP网络层————4磊PPP链路层=|紧●_低层Ⅶ协议串口驱≥\图3软件层次结构4.2单片机串口驱动层为了实现对单片机scI串口的统一读写.本系统首先实现了一些对系统的串行通信口的操作的基本函数.这样就使串口就像一组API函数一样为上层提供直接或间接的操作。
主要包括串口中断的屏蔽与打开、串口设置寄存器的初始化。
申口中断函数、以及串口数据的发送与接收等函数以及串行口中断处理程序。
例如下面的函数分别实现打开串口.向串口发送一个字节的数据.向串口发送一个字符串的数据等功能。
“dOpencomm∞gisterBY皿B叫dRate)fSCBR-BgudRate:∥设置串行通信口的波特卑SCCl=Ox40:∥允许波特率发生器SCC2=0x2c:Ⅳ允许串行口接收、发送和串行口接收中断 万方数据微电于学与计算机2006年第23卷第3期voidwdtecomm(Bmc){SCDR=c:∥把字符c写到SCI数据寄存器中while(!(scsl&0x80));∥等待字符被传输完Iv。
idhmlsmit(eh盯’data){Delay(250);Wh丑e(+data){W血eComm(+da乜++);】)这些底层驱动函数将会使上层协议的编写很方便.更重要的是。
它使底层硬件和上层软件实现了隔离.当底层硬件做出改动的时候.只需要对底层的驱动函数进行改动,而上层函数的代码不变H。
43GPRS附着和PPP协商过程为了实现单片机以无线的方式接人Intemet.首先要完成模块Mc35的初始化和GPRs的附着.主要包括:(1)设置通信波特率.可以使用AT+IPR=38400命令.把波特率设为38400b/s.默认的通信速度为9600b,s。
(2)设置接人网关,通过串u发送AT+CGDCONT=1.”IP”.”cmnet”命令.设置GPRS移动网关。
接下来是本系统实现的难点:PPP协商状态机的实现。
MCu首先向无线模块MC35发送AT命令:ATv0,迫使返回一个数字表示的回答,“1”表示0K。
之后拨打GGsN网关,使用ATDT+994}4l#:GPRS模块就转入拨号连接模式。
这时候通过串口发送和接收到的数据是直接和GPRs网关GGsN进行网络通信。
连接网络后的第一步是进行PPP协商。
PPP协商包括3个协议簇的协商.包括LCP∞nkjngcon69啪donP『otoc01),PAP(PPPAutl】曲Ⅱ-c撕0nPr咖c01)和NcP(Networkc锄gurationProto.coll协议的协商。
首先发送LcP协商数据.协商pPP协议传输时用到的数据链路层数据格式:之后发送PAP认证数据.进行用户认证.认证有两种方式:CHAP(ChalkngeHandshakeAuthenticadonPmtoc01)和PAP矾sswordAu出enticati叫Protoc01),由于MCU的局限性我们采用PAP方式认证:最后是NCP数据的传输.进行网络层数据的协商.对于Intemet接人来说,就是通过IPCP(IPCo曲胂mtionPmtoc01)防议进行IP层数据的协商.包括获取动态IP地址,动态网关和动态DNS地址。
此时.就完成了与GGSN的协商过程。
如图4所示。
MUCMC35eGSN^T命令建立连接^T响应I.cP|j扭商lAccM,Auth等1鉴枝IP^州ID,f’w0)jlPCP配置【P地址等1图4GPRs附着过程和PPP协商状态机的信令流程4.4应用层数据的UDP、口数据包的封装完成链路层的PPP协商之后Ⅲ.将对IP数据包进行操作.在IP层要做的只是检查接收到的数据报(da诅肿m)的目的地址是否是本GPRS终端IP地址(IPCP协商分配到的IP地址).以及加密解密运算.以保证不是恶意IP攻击。
IP协议层的实现主要是检查固定在IP头部中的坍议字段.并依此调用相应的协议处理模块.在我们的设计中.主要是实现uDP和一些IcMP的功能.对于其它传输层协议的IP包采用直接丢弃的策略。
对于应用层的数据,本系统在传输层采用uDP协议进行封装.微控制器向GGsN发送的所有IP报文都会被传送给Intemet网中相应的IP地址:而远端所有向微控制器IP地址fIPcP配置的动态IP地址并结合端口)发送的报文也都会经GPRS网传送到微控制器上.从而完成微控制器与远程主机通过互联网的数据传输。
5结束语本系统成功实现r单片机通过GPRs无线接人Intemet网络.进行透明的应用数据传输.可广泛的应用于远程抄表、部队的仓库和厂房的温度湿度的数据采集以及其它控制领域。
参考文献『1]韩斌杰.GPRS原理及其网络优化机械工业出版社2003.6囝卢满怀GPRs数据传送服务的无线通信控制器设计单片机及嵌入式系统应用.2004[3】刘慧银,程建平等MC68HC08原理及其嵌人式应用清华大学出版社.2001.4(下转第39页) 万方数据2006年第23卷第3期微电子学与计算机人和8位数据输出。