基于单片机的Internet连接技术与方法

0引言

目前，Internet已成为当今信息社会的重要组成部分，Internet技术将日益深入到生活和各种智能设备中。单片机应用领域，以往那种由一块单片机组成的系统已无法满足现代工业、生活等各方面的需求，人们开始利用各种局部总线，如CAN、RS232、RS485等，将多块单片机连接起来形成局域网，这种方案在一定程度上解决了信息交换的问题。为了获得更大程度的信息交换，如果能将单片机系统连上Internet网，则可以真正实现远程监控，系统维护人员可随时随地通过互联网直接读取系统当前状态参数，了解系统运行状况。当系统出现故障时，可及时采取正确的补救措施。现在，各种工业智能电器、智能仪表和智能家电内部都嵌有微处理器，但是由于各种微处理器的硬件结构和指令系统各不相同，因此无法通过标准的软件、硬件接口来直接连入Internet网络，如何充分利用现有的Internet技术和资源，以较低的成本将各类工业智能电器、智能仪表和智能家电与Internet连接，已成为当今IT界关注的热点。特别是随着ISP和IAP概念的出台，实现这种设想就更有实际意义。

1单片机接入Internet网的几种方法

单片机接入Internet网络方法很多，但归结为以下几种：① 给单片机系统配上一个DTE／DCE接口设备，并且能支持TCP／IP和PPP协议，就可通过Modem上网［1，2］；②给单片机系统配上一个网络控制器或NIC以太网卡等外围设备，并提供TCP／IP和IEEE802.3协议，通过这种具有协议栈结构的芯片或网卡就可以接入Internet网络；③开发出能直接连入Internet网络的新型嵌入式微处理器。

1.1单片机通过Modem连上Internet网

这种方式(如图1)主要是利用串口连接Modem，通过电信的服务器进入Internet网。大量外置Modem提供标准的RS232串口，所以和PC机相连的Modem可以通过串口直接连接。由于RS232接口规定了双极性电平，而MCS－51单片机串口为TTL电平，所以Modem不能直接和单片机相连，必须经过电平转换。如采用MAX232接口芯片，可很方便的实现单片机和Modem的连接，连接原理如图2所示。MCS－51虽然有串行输入、输出接口，但不具有RTS、CTS、 DTR、TXC、RXC等标准接口握手信号线，考虑到单片机与PC机的通信量并不大，在连接时采用了简单的“三线式”(如图2)，即只通过TXD、RXD 和地线GND进行连接，其他信号需在软件上做一些处理。

1.2单片机通过网络控制器或NIC以太网卡等外围设备连上Int ernet网

这种方式主要通过单片机的外围芯片如Ichip、webchip，而这些芯片中扩展有TCP／IP协议，最后通过网关接入Internet网。目前国内外许多公司正致力于研究和推出这种嵌入式技术，如由Seiko公司推出的ichip S7600A芯片、Cirrus Logic公司的CS8900A以及武汉力源公司研制的webchip PS2000芯片，这些芯片都是基于EMIT(Embedded Micro Internet working Technology)技术研制的［7］。

1.2.1EMIT技术

mware公司创立了 ETI(扩展Internet联盟)，并提出了EMIT嵌入式微型Internet网互连技术，它是一种能够将8位或16位单片机等嵌入式设备接入 Internet网的技术，实现基于Internet的远程数据采集、智能控制、上传、下载等功能。EMIT技术包括以下核心技术：
　　·EmMicro是驻留在嵌入式系统中的微型网络服务器，将EmMicro集成到嵌入式系统中，使得网络上的客户机能够控制和监视嵌入式系统。 EmMicro针对微控制器有限的资源进行了优化，只占用系统很小内存(约1K字节)资源和处理器资源。这个1 KB服务器软件即EmMicro。EmMicro有两部分：EmTag对应于HTML标记；EmNet对应于网络协议。轻型的网络协议支持在本端构筑小型网络，如单片机常用的RS232、RS485网等。如果不接入Internet网，它们便是孤立的网，要和Internet进行连接，则须增加网关 EmGateWay［3］。
　　·EmNet是使嵌入式系统和轻量级网络(如RS485、IR、RF等)进行连接的网络协议。同时，EmNet使得集成EmNet的嵌入式系统能够和嵌入式微控制器网关进行有效的通讯。
　　·EmGateWay 是轻型设备网络和大型高性能网络如Intranet和Internet等之间连接的桥梁。它是一个功能强大的客户机，用于管理多个嵌入式系统以及支持网络浏览器。EmGateWay的Internet端还留有与另一端Web设备可对话的接口，可在用户的应用程序中使用，接口的典型方法还是Web网页。

1.2.2webchip芯片的应用

以武汉力源推出的webchip PS2000芯片为例，webchip是一种独立于各种微控制器的通用产品，开发者不需要了解复杂的网络技术及更改原来成熟的设计，只须增加1小段 webchip通信接口程序即可。PS2