嵌入式Internet互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用及研究

李莉莉

摘要：因為社會的飛速進(jìn)步和信息化程度較高的普及，尤其是互聯(lián)網(wǎng)為主要的計算機系統(tǒng)的很快蔓延，同時還有一些常見的嵌入式技術(shù)在生產(chǎn)中的出現(xiàn)，并且在生活中也是被人們廣泛的使用。在隨著互聯(lián)網(wǎng)的幫助下，嵌入式系統(tǒng)信息共享的技術(shù)已慢慢變?yōu)榭蒲姓邆冄芯亢蛻?yīng)用的重要的話題。該文是在研究的嵌入式互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)實作用以及一些嵌入式Internet技術(shù)的基本方法的基礎(chǔ)之上，又簡短的羅列了幾種具體的實踐。

關(guān)鍵詞：Internet；技術(shù)；交通；互聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）18-0218-03

1 嵌入式 Internet 的技術(shù)原理

隨著Internet的日益普及，人們的工作和日常生活得到了革命性的變化。由傳統(tǒng)機器行業(yè)，到新興行業(yè)的車輛、通訊、網(wǎng)絡(luò)、科學(xué)醫(yī)療以及電子等，嵌入式系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的潮流逐漸鋪滿了現(xiàn)今的電子行業(yè)。嵌入式Internet技術(shù)，即是令嵌入式系統(tǒng)與Internet創(chuàng)建組合，以此來一起創(chuàng)建系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，聯(lián)系相關(guān)的一些主要內(nèi)容，就是關(guān)于傳輸介質(zhì)和協(xié)議的使用信息。

探究嵌入式互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本思路及辦法在具體實施的項目中的具體應(yīng)用，針對提升我們研究的嵌入式互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的利用效率有著極其關(guān)鍵作用。它不但易于嵌入式設(shè)備的智能化處理、可編程功能處理，而且通過互聯(lián)網(wǎng)，全世界最大的計算機網(wǎng)絡(luò)可以擁有一個高程度的信息共享平臺，可以擴(kuò)展到全球主要的信息和經(jīng)濟(jì)溝通核心領(lǐng)域，因此嵌入式互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以對社會各部門的進(jìn)步產(chǎn)生促進(jìn)的作用。

1.1 嵌入式 Internet 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的意義

嵌入式系統(tǒng)關(guān)鍵是拿來實現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)在我們的生活中，當(dāng)這些令互聯(lián)網(wǎng)接入，不僅可以在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測，故障診斷和一些平臺應(yīng)用系統(tǒng)的升級領(lǐng)域，而且同時也為嵌入式系統(tǒng)共享更為完整的網(wǎng)絡(luò)信息資源。與此同時，通過嵌入式因特網(wǎng)來控制網(wǎng)絡(luò)接入，可以保證高效的管理和信息服務(wù)的各個方面能力利用?？傊度胧絀nternet可以大大提高企事業(yè)單位的工作效率，能夠?qū)⑵髽I(yè)的運作效率模式迅速拉高，從而可以將企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)一步走上新臺階。

1.2 嵌入式 Internet 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)原理

在理論角度上講，嵌入式Internet技術(shù)的應(yīng)用，需要使嵌入到Web服務(wù)器的設(shè)備轉(zhuǎn)變屬性，在此加上TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議就行了。和電話線相接或以太網(wǎng)和其他媒體連接的方式是互聯(lián)網(wǎng)相接的媒介。在大部分的工作場景中，它設(shè)置有以太網(wǎng)，以及通過集線器的電子設(shè)備能夠及時插入。在住宅里，一些電源線以及電話線等使用載體能夠使用。假設(shè)是連接到某些局域網(wǎng)，那么我們必須要建立一些硬的或軟的地址設(shè)備。假如正在行使功能的電話線的載體，可以利用電話用戶的ID號。所以現(xiàn)在嵌入式電子設(shè)備訪問的通信，幾乎沒有問題[ 5 ]。

嵌入式Internet技術(shù)的主要問題是如何實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中廣泛使用的TCP / IP協(xié)議在單片機中的通信協(xié)議。然而，關(guān)于計算機內(nèi)存的TCP/IP通信協(xié)議來說，對計算速度需求是非常高的，一些一般的單片機不能滿足其硬件需求。

依據(jù)不同的單片機自身特點的不同，來創(chuàng)建TCP/IP協(xié)議的手段能夠分為下面幾類。第一，高端的單片機芯片。如使用ARM核心處理器或386EX高端系列的單片機，它的運行速度比較快，有著高程度的性能，在這樣的芯片中能夠?qū)崿F(xiàn)實時的操作系統(tǒng)（RTOS），然而這樣也能夠嵌入于一整合型的TCP / IP類型協(xié)議里去。第二、32位單片機芯片。32位機器擁有充分的資源和空間來行使這個TCP/IP協(xié)議以及一些嵌入式操作系統(tǒng)。因此在原理上，運行思想和高端機是一致的。第三、8 /16位單片機芯片。自8位和16位MCU的處理數(shù)據(jù)的水平和內(nèi)存空間容量的屬性上，達(dá)成一個TCP/IP協(xié)議會更加難。所以，根據(jù)他的具體特點，將這個TCP/IP協(xié)議簡化，留著它最基礎(chǔ)的內(nèi)容。并且這樣的上層協(xié)議根本就不需要實現(xiàn)。簡單地說即最初創(chuàng)建的TCP/IP協(xié)議轉(zhuǎn)換刷新成為嵌入式的TCP/IP協(xié)議。

1.3嵌入式 Internet 的接入方式

1.3.1處理機加 TCP/IP的協(xié)議方式

嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用手段和需求在單片機（mcu）中的TCP / IP協(xié)議的基礎(chǔ)上，是將標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（TCP / IP）一直能夠延伸到嵌入式設(shè)備中，然后會因嵌入式系統(tǒng)來展現(xiàn)每一個網(wǎng)絡(luò)功能，這樣每個設(shè)備能夠連接到互聯(lián)網(wǎng)，所以這即最好的解決問題的情況，也是我們未來的電器等基礎(chǔ)設(shè)施的特定設(shè)備的一個發(fā)展方向。TCP / IP協(xié)議在這個研究中最需要關(guān)注的點有兩個。一個是實時操作系統(tǒng)RTOS的應(yīng)用，同時也能夠一起處理這個TCP / IP協(xié)議。例如μc Linux操作系統(tǒng)，以TCP / IP為協(xié)議的一項就在其列，能夠達(dá)成基本的網(wǎng)絡(luò)功能，但μc Linux針對于硬件資源的需求是相對較高的，就像ARM處理器[1]。μc / OS-II是一個開源的可操作系統(tǒng)，硬件設(shè)備的要求比較低，就是因為它本身并沒有能夠添加自己的TCP / IP協(xié)議，TCP / IP協(xié)議可以在應(yīng)用一定網(wǎng)絡(luò)功能的時候增加進(jìn)去，AVR處理器如圖1所示。

AVR處理器會比較缺乏的有力的處理能力和缺少存儲資源，一些原始的TCP / IP協(xié)議不能夠使用這樣的一類處理器。大部分的情況下，嵌入式系統(tǒng)是特別設(shè)定在一個特定的場域中，并且不要求來達(dá)到TCP / IP協(xié)議的全面設(shè)備能力，能夠依據(jù)具體的特定要求來削減TCP / IP協(xié)議，以此來保持部分功能的應(yīng)用程序存在，所以此方法不僅達(dá)到了配置的需求，而且還起到了節(jié)約系統(tǒng)資源容量的效果[4]。被削減過后的TCP / IP協(xié)議棧是一個子集，隸屬于TCP / IP協(xié)議集，我們便稱這個是thin TCP / IP協(xié)議棧。

1.3.2 Webit2.0方式

采用特用的網(wǎng)絡(luò)web服務(wù)器實現(xiàn)?，F(xiàn)已有的嵌入式系統(tǒng)中廣泛采用了一個8位和16位單片機，不需要每一個設(shè)備能夠連接到互聯(lián)網(wǎng)，用戶能夠經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)來鏈接設(shè)備，接著會使用輕量級的網(wǎng)絡(luò)延伸到多個設(shè)備中。比如說像電源線、RS一485、RS - 232、I2C等。特別應(yīng)用的Web服務(wù)器是可以被劃分做一個路由器的子網(wǎng)設(shè)備更新及達(dá)成嵌入式系統(tǒng)和外部通信的一個方式存在。EM Ware特別研究為嵌入式單片機控制器的設(shè)備準(zhǔn)備了一類網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

通過thin TCP / IP協(xié)議棧技術(shù)來實現(xiàn)功能的webit2.0，并整理和合并了EWS系統(tǒng)和ERTOS嵌入式實時操作系統(tǒng)，能夠完善系統(tǒng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化和智能化的管理。webit2.0整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有著及時性和開放性的特點，關(guān)鍵難題是實現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)管理問題之間的不是互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)容。如圖2所示。

webit2.0模型架構(gòu)一般是列為三層，分別是嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)層、薄芯層TCP/IP協(xié)議棧層和EWS的應(yīng)用層。該Webit X是專為設(shè)備接入webit2.0服務(wù)器實時操作系統(tǒng)，能夠保證我們這樣一種基于優(yōu)先級的搶占式多任務(wù)內(nèi)核的幫助以及設(shè)備驅(qū)動程序與建立在Flash的小文件系統(tǒng)上的幫助。該Webit X的關(guān)鍵的任務(wù)即管理進(jìn)程、存儲監(jiān)管、時刻監(jiān)管、中斷監(jiān)管等功能形式的嵌入式操作系統(tǒng)。在削減之后的TCP / IP協(xié)議棧的基礎(chǔ)上來構(gòu)建我們所用的應(yīng)用層，使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)管理和控制的設(shè)備訪問互聯(lián)網(wǎng)。

1.3.3 采用嵌入式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

把emWare公司設(shè)計的應(yīng)用來嵌入式微Internet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（即EMIT ： Embedded Micro Internet networkTechnology ）。特用的EMIT是經(jīng)過被兩個層面相加形成的，即emNet和emGateway2個層次，emNet協(xié)議是能夠適用在MCU內(nèi)部，幫助一些嵌入式系統(tǒng)與其他類別的網(wǎng)絡(luò)來產(chǎn)生連接的這樣的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。并在這個過程中實行的emNet協(xié)議的行使功能應(yīng)用于單片機里，把嵌入式系統(tǒng)與其他網(wǎng)絡(luò)Internet連接的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的鏈接。在這個情況下，emNet能夠令集成的emmicro這樣的一個嵌入式系統(tǒng)和嵌入式網(wǎng)關(guān)emgateway微控制器鏈接并達(dá)成有效率的溝通。嵌入式網(wǎng)關(guān)操作微控制器能夠使用在電腦、電視機頂盒或特殊設(shè)備服務(wù)器中間，構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)連接之間的鏈接平臺。單片機的應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)emNet，使用emGateway與互聯(lián)網(wǎng)Internet相接，如下圖3。

2 嵌入式 Internet 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

嵌入式 Internet 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在如今的市場前途是有很大的發(fā)展空間，它在其他一些應(yīng)用領(lǐng)域比如電子商務(wù)、智能家電、連接通訊、工業(yè)測控等方面也有較好的發(fā)展市場?？傊谝欢ǔ潭壬隙?，這項技術(shù)的發(fā)展對于我們整個社會的信息化進(jìn)步有著舉足輕重的作用[8]。

2.1 智能家電

21世紀(jì)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的時代逐漸發(fā)展，以計算機、通信技術(shù)和控制技術(shù)融合的主要體系下，不同的消費電子產(chǎn)品的逐漸普及，數(shù)字技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化的普及。嵌入式計算機是達(dá)成電子設(shè)備數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化的一個相對科學(xué)的設(shè)備保護(hù)基石。數(shù)字化進(jìn)程的不斷深化，人們的生活在家里越來越清晰地表現(xiàn)出在“網(wǎng)絡(luò)品牌”的優(yōu)勢，比較顯著的發(fā)展即是數(shù)字設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的普及化。

2.2 智能建筑

智能建筑中，信息技術(shù)和房地產(chǎn)配合起來出現(xiàn)的產(chǎn)物典型便是智能大廈。跟著計算機的發(fā)展大眾化應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)的自動化能力的普及進(jìn)步。智能型的大廈內(nèi)中所有的公共設(shè)施都會應(yīng)用嵌入式智能的系統(tǒng)來提升一些普通大樓的全面監(jiān)控服務(wù)水平。嵌入式系統(tǒng)的使用能夠使得智能大廈中不同操作和信息的分享合作，并且來根據(jù)不同需求達(dá)成按需控制。

2.3 智能設(shè)備

這項技術(shù)主要是參考機主板設(shè)計方案，嵌入式計算機設(shè)計智能儀器應(yīng)用系統(tǒng)的普遍應(yīng)用性很強大，它會主動的依據(jù)不同的需求，來進(jìn)行選擇全部或一些系統(tǒng)的電路，只是部分的更改或刪除軟件，就能夠精簡系統(tǒng)能力，廣泛的提升了計算機的開發(fā)功率使用，以此拉低整個初始成本，開創(chuàng)了很廣泛的應(yīng)用市場領(lǐng)域。比如一些家庭住戶中會有設(shè)置遠(yuǎn)程自動化的監(jiān)控，來控制冰箱，洗衣機等家庭電器[3]。

2.4 工業(yè)自動化

工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用情況，選用大數(shù)量的嵌入式微控制器控制器，它的整個網(wǎng)絡(luò)程度是提升工業(yè)化的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量保證，以此進(jìn)行削減人力數(shù)量的關(guān)鍵步驟，并設(shè)計在工業(yè)過程中來調(diào)制，電力系統(tǒng)，電網(wǎng)安全和電網(wǎng)監(jiān)測設(shè)備，石油化工等一些將具有廣闊的應(yīng)用前景的方面設(shè)備。下圖是工廠自動化的具體構(gòu)成。

2.5 虛擬現(xiàn)實VR中的應(yīng)用

這一類應(yīng)用像虛擬家政系統(tǒng)，水、電、煤氣表等的智能設(shè)備來自動進(jìn)行抄表技能，安全防火、防盜系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)、智能公路、交通檢測、車輛導(dǎo)航、流量檢測、信息檢測。在這個程度上一些周邊的服務(wù)如汽車服務(wù)虛擬的商品店、虛擬超市、虛擬房間等等，客戶可以在上實時地看到存貨狀況。在智能型的交通方面，交通信號燈的自有控制也是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效應(yīng)用[7]。

3 結(jié)束語

在信息領(lǐng)域發(fā)展，嵌入式技術(shù)已經(jīng)成為一個最快的和最廣泛使用的計算機技術(shù)，而且在這個過程中信息技術(shù)領(lǐng)域也是有了的廣泛應(yīng)用，所以嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)系統(tǒng)現(xiàn)如今已經(jīng)不斷刷新成為中國電子行業(yè)創(chuàng)新和進(jìn)步的焦點。伴著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平的不斷刷新技術(shù)進(jìn)步，嵌入式設(shè)備訪問互聯(lián)網(wǎng)具體項目將會不斷進(jìn)行一些根本上改進(jìn)和更新，本篇涉及的嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)的基本方法會成為今后研究者們研究的一個新的技術(shù)焦點，希望會有一些簡單的幫助和啟發(fā)。

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