基于Web的单片机远程监控系统设计方案

址特指IP 地址。具体到以太网，使用的是动态绑定转换的方法，但是会遇到许多细节问题，例如减少广播，ARP 包丢失，物理地址变更（更换网卡）、移动（移动设备到另一子网）、消失（关机）等。一般是设置ARP 高速缓存，通过学习、老化、更新、溢出算法处理ARP 映射表来解决这些问题。整个ARP 处理过程，主要用5 个函数实现。

在实现网卡驱动程序后，所有ARP 处理操作就是填写ARP 包。主要程序代码编制如下：

（1）void init_arp（void）//完成ARP 表初始化，概括说就是ARP 表state 字段清0

（2）void arp_send（UCHAR * hwaddr，ULONG ipaddr，UCHAR msg_type）//完成ARP 请求

（3）void arp_rcve（UCHAR xdata * inbuf）// 完成响应操作

（4）UCHAR xdata * arp_resolve（ULONG dest_ipaddr） //完成从cache 里面查找对应//IP 地址的物理地址，如果没有，就发送ARP 请求

3.3.2 IP 协议的实现

网际协议 IP 是TCP/IP 协议族中最为核心的协议，它的主要功能是负责把数据交付给主机，当目标主机与原主机处于不同的物理网络中时，IP 负责把数据包路由到相应的目标网络上。Internet 上所有的数据都以IP 数据包格式传输。IP 协议最大的特点是提供不可靠的和无连接的数据包传送服务。IP 协议主要实现以下两个子程序：

（1） void ip_send（UCHAR xdata*outbuf，ULONG ipaddr， UCHAR proto_ id，DINT len）//发送IP 数据；该子程序用来创建一个发送数据报。

（2） void ip_rcve（UCHAR xdata *inbuf） //接收IP 数据；该子程序检测一个外来数据包，并对数据包作相应的处理。

3.3.3 TCP 协议的实现

1.使用TCP 状态机：TCP 协议是整个TCP/IP 协议的核心，也是传输层中最复杂的协议。TCP 协议在两个端点之间建立了等效于物理连接的逻辑连接。数据沿着这个连接双向传输。连接的双方必须对发送和接收的数据保持跟踪，以便能够检测出数据流中的遗漏和重复。

2.使用简单的确认机制：序列号和确认号这两个字段用于协同完成TCP 协议中的确认工作。对于每个接收到的数据包进行确认号的计算，需要从接收到的数据包中提取TCP 报文的数据部分长度，并进行计算，这增加了处理器的运算量。但如果每次只对单个TCP 报文进行确认的话，并没有太大的难度。TCP 协议主要包含的程序如下：

（1） init_tcp（void） //初始化TCP 协议

（1） Tcp_send（UINT flags， DINT hdr_len， UCHAR nr） //发送TCP

（2） Tcp_retransmit（void） //重发TCP 数据

（3） Tcp_inactivity（void） //停止TCP

（4） Tcp_rcve（UCHAR xdata * inbuf， UINT len） //接收TCP 数据

3.3.4 HTTP 协议简介

HTTP 协议是TCP 协议的高层协议，HTTP 的请求和应答都是一行或多行文本，它的结束标志是一个换行符［5］。如果请求成功，数据就沿着该连接发送，直到发送完为止。HTTP的端口号为80.HTTP 中的命令称呼为方法（method），其中GET 语句用来获取文档，POST语句用来粘贴文档。通过判断GET 和POST 语句后面的文件名来判断所需要传递的文件的位置。

请求：

GET / HTTP/1.1

响应：

HTTP/1.1 200 OK

Content-type： text/html

……

《html》

《body》

……

《/body》

《/html》

4.应用部分

本 WEB 服务器系统几乎可以应用于所有对实时性要求不是很高的场合，只要对本系统的相关部分做些修改或改进，例如：客户端的访问权限、IP 地址的过滤等，就可应用于诸如远程抄表、信息家电的远程控制等场合。下面图7 为ping 命令测试网络不通到通的连接状态，图8 实现了局域网内任意主机通过ip 地址形式访问单片机内部存诸的网页，从而实现对单片机系统的远程监控。

图7 网络连接测试

图8 远程监控温度

5.结束语

实现了基于单片机的 TCP/IP 协议栈，使单片机控制的系统具有了WebServer 的功能，这样可以使用PC 机通过因特网远程访问单片机系统，也可以使用单片机系统将有用的信息通过因特网发送到远端的PC 或其它终端上。为嵌入式设备实现远程数据采集、远程监控、远程诊断、远程帮助、远程升级、远程重构等功能提供了可能，这是嵌入式系统发展的趋势。