单片机IP技术在智能小区系统中的应用

网卡芯片会自动按以太网协议完成发送并将结果写入状态寄存器。接收数据包时，采用查询的方式，根据CURR＝＝BNRY＋1?可以判断是否收到新的数据包，如果有则通过DMA读操作从网卡芯片RAM读出数据。发送、接收子程序如下所示：   

  



3 协议栈的精简

单片机中TCP/IP的实现与PC机不同，在PC里可支持比较完整的TCP/IP协议组，但在单片机里无法做到，这是因为单片机根本没有足够的代码空间来支持这些协议。一般在单片机里实现与需要有关的部分，而不使用的协议则一概不支持。例如文件共享SMB协议，在UNIX、WINDOWS都支持，但单片机上却没有必要。一般只能在单片机中实现：ARP、IP，ICMP、TCP/UDP这些协议，而更高层的协议，HTTP、SMTP、FTP一般是不需要支持的。虽然有些单片机例如AVR上网方案实现了这些协议，但实用性不大。因为单片机应用的TCP/IP协议大多是为了完成数据采集和数据传输，而不是网页浏览、文件传输这些功能。另外由于单片机资源的有限性，对某一协议而言，也有可能要作简化。本系统中实现的协议只有ARP、IP、ICMP、UDP。在选择传输层协议时我们放弃了面向链接的TCP，因为TCP为了保证数据的可靠性采用一问一答的方式，这在数据量并不大的嵌入式系统中，反而增加了网络的负担；另外TCP的很多机制，如分段机制、窗口机制等都适合于数据量大、处理能力强的PC机网络，并不适合于嵌入式系统。UDP虽然不提供面向链接的、可靠的服务，但是协议简单，实时性更强，应用层也可以做相应的定时等待、重发处理等辅助性的操作来弥补它的缺陷。

a．ARP：ARP的本质就是实现IP地址到MAC地址的转换，抓住了这一点实现就比较简单。嵌入式系统中没有必要实现PC机网络中地址表的更新功能，只需完成地址转换。管理中心机在初始化CDT时发送ARP请求，CDT只需响应中心对它的ARP请求，但不主动发送ARP请求。

b．ICMP：ICMP的种类很多，在本系统中只要实现ICMP信息回显功能。管理中心在执行PING命 令 时，发送ICMP请求信息，CDT中只需实现ICMP回应信息。

c．IP：IP包最大可达65k，单片机中无法存放如此大的数据包，因此一般不支持分段，以发送小数据的方式来避免分段。另外IP层的选项功能都可以完全忽略，IP层只需要根据协议类型分包。d．应用层：应用层采用自己的数据协议格式为：

头部＋命令字段＋布防字段＋报警字段＋五表参数字段＋五表读数字段＋家电控制字段接收方根据命令段的含义来分别实现布防、报警、五表参数设置、五表读书、家电控制等功能。

结束语

本文以基于TCP/IP技术的智能小区家庭智能终端系统的研究为例，详细讲述了RTL8019网卡芯片的驱动方法，并给出了单片机中TCP/IP协议的精简方案。本系统已经成功地运用于多个小区，其可行性、可靠性和灵活性已经得到证实，并且基于以太网智能小区系统低廉的造价、简洁的布线更使得基于TCP/IP的以太网技术成为了替代传统现场总线技术的一种重要手段。