嵌入式Internet互联网技术的应用及研究

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摘要：因为社会的飞速进步和信息化程度较高的普及，尤其是互联网为主要的计算机系统的很快蔓延，同时还有一些常见的嵌入式技术在生产中的出现，并且在生活中也是被人们广泛的使用。在随着互联网的帮助下，嵌入式系统信息共享的技术已慢慢变为科研者们研究和应用的重要的话题。该文是在研究的嵌入式互联网技术的现实作用以及一些嵌入式internet技术的基本方法的基础之上，又简短的罗列了几种具体的实践。

关键词：Internet；技术；交通；互联网

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）18-0218-03

1 嵌入式 Internet 的技术原理

随着Internet的日益普及，人们的工作和日常生活得到了革命性的变化。由传统机器行业，到新兴行业的车辆、通讯、网络、科学医疗以及电子等，嵌入式系统和应用软件的潮流逐渐铺满了现今的电子行业。嵌入式Internet技术，即是令嵌入式系统与Internet创建组合，以此来一起创建系统的网络，联系相关的一些主要内容，就是关于传输介质和协议的使用信息。

探究嵌入式互联网技术的基本思路及办法在具体实施的项目中的具体应用，针对提升我们研究的嵌入式互联网技术的利用效率有着极其关键作用。它不但易于嵌入式设备的智能化处理、可编程功能处理，而且通过互联网，全世界最大的计算机网络可以拥有一个高程度的信息共享平台，可以扩展到全球主要的信息和经济沟通核心领域，因此嵌入式互联网技术可以对社会各部门的进步产生促进的作用。

1.1 嵌入式 Internet 互联网技术的意义

嵌入式系统关键是拿来实现控制网络与信息网络在我们的生活中，当这些令互联网接入，不仅可以在网络监测，故障诊断和一些平台应用系统的升级领域，而且同时也为嵌入式系统共享更为完整的网络信息资源。与此同时，通过嵌入式因特网来控制网络接入，可以保证高效的管理和信息服务的各个方面能力利用。总之，嵌入式Internet可以大大提高企事业单位的工作效率，能够将企业的运作效率模式迅速拉高，从而可以将企业的经济效益进一步走上新台阶。

1.2 嵌入式 Internet 互联网技术原理

在理论角度上讲，嵌入式Internet技术的应用，需要使嵌入到Web服务器的设备转变属性，在此加上TCP/IP网络协议就行了。和电话线相接或以太网和其他媒体连接的方式是互联网相接的媒介。在大部分的工作场景中，它设置有以太网，以及通过集线器的电子设备能够及时插入。在住宅里，一些电源线以及电话线等使用载体能够使用。假设是连接到某些局域网，那么我们必须要建立一些硬的或软的地址设备。假如正在行使功能的电话线的载体，可以利用电话用户的ID号。所以现在嵌入式电子设备访问的通信，几乎没有问题[ 5 ]。

嵌入式Internet技术的主要问题是如何实现网络中广泛使用的TCP / IP协议在单片机中的通信协议。然而，关于计算机内存的TCP/IP通信协议来说，对计算速度需求是非常高的，一些一般的单片机不能满足其硬件需求。

依据不同的单片机自身特点的不同，来创建TCP/IP协议的手段能够分为下面几类。第一，高端的单片机芯片。如使用ARM核心处理器或386EX高端系列的单片机，它的运行速度比较快，有着高程度的性能，在这样的芯片中能够实现实时的操作系统（RTOS），然而这样也能够嵌入于一整合型的TCP / IP类型协议里去。第二、32位单片机芯片。32位机器拥有充分的资源和空间来行使这个TCP/IP协议以及一些嵌入式操作系统。因此在原理上，运行思想和高端机是一致的。第三、8 /16位单片机芯片。自8位和16位MCU的处理数据的水平和内存空间容量的属性上，达成一个TCP/IP协议会更加难。所以，根据他的具体特点，将这个TCP/IP协议简化，留着它最基础的内容。并且这样的上层协议根本就不需要实现。简单地说即最初创建的TCP/IP协议转换刷新成为嵌入式的TCP/IP协议。

1.3嵌入式 Internet 的接入方式

1.3.1处理机加 TCP/IP的协议方式

嵌入式系统的应用手段和需求在单片机（mcu）中的TCP / IP协议的基础上，是将标准的网络协议（TCP / IP）一直能够延伸到嵌入式设备中，然后会因嵌入式系统来展现每一个网络功能，这样每个设备能够连接到互联网，所以这即最好的解决问题的情况，也是我们未来的电器等基础设施的特定设备的一个发展方向。TCP / IP协议在这个研究中最需要关注的点有两个。一个是实时操作系统RTOS的应用，同时也能够一起处理这个TCP / IP协议。例如μc Linux操作系统，以TCP / IP为协议的一项就在其列，能够达成基本的网络功能，但μc Linux针对于硬件资源的需求是相对较高的，就像ARM处理器[1]。μc / OS-II是一个开源的可操作系统，硬件设备的要求比较低，就是因为它本身并没有能够添加自己的TCP / IP协议，TCP / IP协议可以在应用一定网络功能的时候增加进去，AVR处理器如图1所示。

AVR处理器会比较缺乏的有力的处理能力和缺少存储资源，一些原始的TCP / IP协议不能够使用这样的一类处理器。大部分的情况下，嵌入式系统是特别设定在一个特定的场域中，并且不要求来达到TCP / IP协议的全面设备能力，能够依据具体的特定要求来削减TCP / IP协议，以此来保持部分功能的应用程序存在，所以此方法不仅达到了配置的需求，而且还起到了节约系统资源容量的效果[4]。被削减过后的TCP / IP协议栈是一个子集，隶属于TCP / IP协议集，我们便称这个是thin TCP / IP协议栈。

1.3.2 Webit2.0方式

采用特用的网络web服务器实现。现已有的嵌入式系统中广泛采用了一个8位和16位单片机，不需要每一个设备能够连接到互联网，用户能够经过互联网来链接设备，接着会使用轻量级的网络延伸到多个设备中。比如说像电源线、RS一485、RS - 232、I2C等。特别应用的Web服务器是可以被划分做一个路由器的子网设备更新及达成嵌入式系统和外部通信的一个方式存在。EM Ware特别研究为嵌入式单片机控制器的设备准备了一类网络服务器。

通过thin TCP / IP协议栈技术来实现功能的webit2.0，并整理和合并了EWS系统和ERTOS嵌入式实时操作系统，能够完善系统设备的网络化和智能化的管理。webit2.0整个系统结构有着及时性和开放性的特点，关键难题是实现异构网络设备的网络管理问题之间的不是互联网的内容。如图2所示。

webit2.0模型架构一般是列为三层，分别是嵌入式实时多任务操作系统层、薄芯层TCP/IP协议栈层和EWS的应用层。该Webit X是专为设备接入webit2.0服务器实时操作系统，能够保证我们这样一种基于优先级的抢占式多任务内核的帮助以及设备驱动程序与建立在Flash的小文件系统上的帮助。该Webit X的关键的任务即管理进程、存储监管、时刻监管、中断监管等功能形式的嵌入式操作系统。在削减之后的TCP / IP协议栈的基础上来构建我们所用的应用层，使用网络技术，通过网络管理和控制的设备访问互联网。

1.3.3 采用嵌入式网络协议

把emWare公司设计的应用来嵌入式微Internet网络技术（即EMIT ： Embedded Micro Internet networkTechnology ）。特用的EMIT是经过被两个层面相加形成的，即emNet和emGateway2个层次，emNet协议是能够适用在MCU内部，帮助一些嵌入式系统与其他类别的网络来产生连接的这样的网络协议。并在这个过程中实行的emNet协议的行使功能应用于单片机里，把嵌入式系统与其他网络Internet连接的网络协议的链接。在这个情况下，emNet能够令集成的emmicro这样的一个嵌入式系统和嵌入式网关emgateway微控制器链接并达成有效率的沟通。嵌入式网关操作微控制器能够使用在电脑、电视机顶盒或特殊设备服务器中间，构成了网络设备和网络连接之间的链接平台。单片机的应用系统内emNet，使用emGateway与互联网Internet相接，如下图3。

2 嵌入式 Internet 互联网技术应用

嵌入式 Internet 互联网技术在如今的市场前途是有很大的发展空间，它在其他一些应用领域比如电子商务、智能家电、连接通讯、工业测控等方面也有较好的发展市场。总之在一定程度上而言，这项技术的发展对于我们整个社会的信息化进步有着举足轻重的作用[8]。

2.1 智能家电

21世纪数字网络的时代逐渐发展，以计算机、通信技术和控制技术融合的主要体系下，不同的消费电子产品的逐渐普及，数字技术和互联网数字化网络化的普及。嵌入式计算机是达成电子设备数字化，网络化的一个相对科学的设备保护基石。数字化进程的不断深化，人们的生活在家里越来越清晰地表现出在“网络品牌”的优势，比较显著的发展即是数字设备和网络的普及化。

2.2 智能建筑

智能建筑中，信息技术和房地产配合起来出现的产物典型便是智能大厦。跟着计算机的发展大众化应用和网络的自动化能力的普及进步。智能型的大厦内中所有的公共设施都会应用嵌入式智能的系统来提升一些普通大楼的全面监控服务水平。嵌入式系统的使用能够使得智能大厦中不同操作和信息的分享合作，并且来根据不同需求达成按需控制。

2.3 智能设备

这项技术主要是参考机主板设计方案，嵌入式计算机设计智能仪器应用系统的普遍应用性很强大，它会主动的依据不同的需求，来进行选择全部或一些系统的电路，只是部分的更改或删除软件，就能够精简系统能力，广泛的提升了计算机的开发功率使用，以此拉低整个初始成本，开创了很广泛的应用市场领域。比如一些家庭住户中会有设置远程自动化的监控，来控制冰箱，洗衣机等家庭电器[3]。

2.4 工业自动化

工业现场应用情况，选用大数量的嵌入式微控制器控制器，它的整个网络程度是提升工业化的生产效率和产品生产质量保证，以此进行削减人力数量的关键步骤，并设计在工业过程中来调制，电力系统，电网安全和电网监测设备，石油化工等一些将具有广阔的应用前景的方面设备。下图是工厂自动化的具体构成。

2.5 虚拟现实VR中的应用

这一类应用像虚拟家政系统，水、电、煤气表等的智能设备来自动进行抄表技能，安全防火、防盗系统的网络、智能公路、交通检测、车辆导航、流量检测、信息检测。在这个程度上一些周边的服务如汽车服务虚拟的商品店、虚拟超市、虚拟房间等等，客户可以在上实时地看到存货状况。在智能型的交通方面，交通信号灯的自有控制也是互联网技术的有效应用[7]。

3 结束语

在信息领域发展，嵌入式技术已经成为一个最快的和最广泛使用的计算机技术，而且在这个过程中信息技术领域也是有了的广泛应用，所以嵌入式网络技术系统现如今已经不断刷新成为中国电子行业创新和进步的焦点。伴着网络技术水平的不断刷新技术进步，嵌入式设备访问互联网具体项目将会不断进行一些根本上改进和更新，本篇涉及的嵌入式网络技术实现的基本方法会成为今后研究者们研究的一个新的技术焦点，希望会有一些简单的帮助和启发。

参考文献：

[1] 刘晓升. 基于8位MCU的嵌入式Internet设计与实现[D].苏州大学，2004.

[2] 张海平. 嵌入式Internet技术在控制网络中的应用[D].电子科技大学，2005.

[3] 陈风帆. 基于嵌入式Internet的家电控制系统设计[D].郑州大学，2006.

[4] 赵锐娜. 嵌入式Internet互联网技术分析[J]. 电子世界，2014，08：128-129.

[5] 赵陵滋. 嵌入式Internet接入技术及其应用研究[D].哈尔滨工程大学，2002.

[6] 孔小林. 嵌入式Internet技术实现及其在基于Internet的远程分布式测控系统中的应用研究[D].中国人民国防科学技术大学，2002.

[7] 韩晓茹. 嵌入式Internet技术及其在远程EDA实验系统中的应用[D].江苏大学，2003.

[8] 周申培. 基于嵌入式Internet技术的瘦服务器的应用研究与实现[D].武汉理工大学，2004.