嵌入式网络通信技术分析

嵌入式网络通信技术分析

作者：刘阳娜

来源：《数字化用户》2013年第01期

【摘要】随着科学技术的发展，我国的网络通信技术取得了很大的发展，其中嵌入式系统就是一个重要的发展模式。本文对网络化的发展基础以及其重要作用进行了分析，旨在加深人们对于网络通讯技术的了解，在基础上提出了嵌入式网络系统的接入internet方案，以期能够更好地促进网络通信技术的发展，推动我国的网络化进程。

【关键词】嵌入式网络系统通信技术基础意义方案

嵌入式通信系统主要利用的是单片机技术，其联入internet有诸多的方案，本文主要就其中的主要的方案进行必要的分析，在这些方案中，随着功能、作用方式的不同，单片机的类型、位数等都存在着一定的差别。为了使人们更好地了解和熟悉这种技术，笔者首先对网络化的发展基础进行分析，而后着重提出了嵌入式网络系统的接入internet的方案，以期能够使人们更好地理解。

一、嵌入式系统网络化发展的基础

科学之间的关系是相互促进、相互影响的关系，目前我国的计算机技术、自动化技术、微电子技术等得到了很大的发展，这都为嵌入式网络系统的发展奠定了坚实的基础。以pc机为代表的网络时代已经悄然而去，科学技术的发展已经到了一个新的高度。internet将成为未来网络发展的关键词，不论是我们熟知的局域网还是现在互联网的巨大发展，网络产品无论在性能还是质量上都得到很大的提高，现在网络产品正以我们无法想象的速度在全世界蔓延。现在的网络市场上，集线器、路由器、网桥等都有很大的需求量，这在很大程度上刺激了DSP的发展。而其发展又将带动网络技术的新一轮的更新，这就为嵌入式网络信息的发展提供了技术基础。除此之外，我国的制造业也在以很快的速度发展，其制作工艺、技术都达到了很高的水平，这就使得集成电路的价格在不断降低，这使得嵌入式电子设备在与互联网进行连接的时候也会产生很多的问题。

二、嵌入式系统网络化的意义

嵌入式网络系统相较于以往的系统来说具有更多的功能，能够满足不同的需要，为相关的行业起到了一定的指引作用，为我国社会经济的发展提出了新的方向。具体来说，其主要具有以下几个意义：

（一）实现对电子设备的远程监控

利用嵌入式网络系统使得网络连接的方式更加灵活，无论身在任何地点都能对相关的电子设备进行监控，这个监控不受到时间和空间的影响，只要在嵌入式网络系统的范围之内，就可以实现对其监控，这大大提高了网络的功能。

（二）实现远程诊断和维护

远程诊断和维护的功能对于制造商和用户都有着很大的好处，其可以通过网络对相关的设备进行检查，这样能够及时掌握电子设备的工作情况，及时采取相关的措施。在这个过程中，不再需要花费大量时间去检查和维修，只需要利用系统进行检查就可以达到以前很多人才能达到的功能，加强了管理水平，有效地提高了经济效益。

（三）实现远程数据采集

数据采集是一项比较复杂的工程，其不但需要大量的劳动力，还会产生一些数据采集的误差，通过嵌入式网络系统进行远程数据采集之后，不但可以保证数据的准确性，还节省了大量的时间和工作量。诸如对于对电表、水表等检查，利用嵌入式网络系统进行采集对经营单位和用户都有很大的便利。

三、嵌入式系统接入方案

在嵌入式网络通许技术中，接入网络的技术一直是比较难以处理的基础。笔者，对我国的一些典型的接入方案进行了分析，指出了其优缺点，以期能够更好地加深人们对于嵌入式网络系统接入方案的了解。

（一）32位MCU+RTOS

这种方案利用的单片机是比较高档的32位单片机，其基本的平台建设是在RTOS之上，在建设完成之后，TCP/IP就能在这个系统中进行协议处理。在当前的技术环境下，有不同的RTOS，我们比较熟悉的有pSOS、Windows CE、Vx-Works等，在其系统中都有着比较系统的TCP/IP的协议栈，这就为提高系统的可实现性提供便利。这种方法看上去比较简单，依靠着强力的单片机系统，其能够直接实现接入网络的功能，并且不需要PC网关的支持。此外，高档的单片机本身还具有很大的可开发性，其还可以衍生很多的功能，这也是这个系统一个显著的优点。但是其也存在着相应地缺点，由于需要采用比较高档的单片机系统，这样无疑会增大投入，RTOS也比较昂贵，并且其需要其管理人员具备一定的开发能力，这样才能维持其正常的功能。虽然这表现上看上去比较简单，但是需要高昂的成本和强大的开发能力，这使得这种接入方案推广性存在着一定的障碍。

（二）MCU+ Webchip+PC网关

这种方案中的Webchip是由武汉力源公司开发的，其主要的目的就是为了使嵌入设备、家电等更好地与网络进行连接。Webchip相对于其他微控制器而言，是比较独立的，其具有自己

的接口芯片以及输入、输出的插孔，这样其就能实现与MCU 处理单元的连接。MCU处理单元与Web—chip连接，就可以完成相应地输入与输出的操作。这种方案有着其合理性，通过利用Webchip的应用，在进行MCU系统的设计的时候，就不需要再考虑诸多的复杂的因素，诸如网络协议，只需要将这些设备进行连接就可以实现其功能。整个系统并未做出大幅度的调整，原本的MCU芯片也不需要进行较大的改动，需要做的就是在原本的软件的设计里加上借口程度的编码，这样就节省了大量的工作量。

（三）MCU+轻型协议 +网关

TCP/IP协议的实现需要具备一定的条件，如果使用16位或者8位的单片机系统的话，就难以实现这个网络协议，因此这里主要针对的是利用这两种单片机实现比较简单的协议，诸如RS232、RS485等。这种方案主要的目的就是利用这些相对比较简单的协议来与MCU或者支持协议的PC通信，不采用直接的连接方式，而是充分利用简单协议实现高性能的连接。其优点就是，通过简单协议实现相关的复杂工作，具有一定的间接性，将原来的难度降低。但是其也需要一定的硬件的解决方案，这样才能取得理想的效果。

四、总结

本文对于网络基础的发展进行了分析，使人们认识到嵌入式网络系统发展的必然性，之后对嵌入式网络系统中的接入internet这个环节进行了重点分析，例举了一些常用的嵌入式网络系统的接入方案，希望能够使人们加深对于嵌入式网络通信技术的理解。嵌入式网络系统对于不但可以减少了时空对于网络的影响，还能够实现远程的数据采集和维护，其对于社会经济的发展有着重要的作用，只有认识到它的重要作用，加强对相关理论的分析，才能真正促进我国嵌入式网络系统的发展。

参考文献：

[1]刘森，慕春棣，赵明国. 基于ARM嵌入式系统的拟人机器人控制器的设计[J].清华大学学报（自然科学版）网络.预览，2008（04）.

[2]胡志丁，左小五.嵌入式网络通信系统的设计与实现[J].微计算机信息，2009（35）.