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1、 嵌入式网络通信嵌入式网络通信作者：李二猛作者：李二猛 张雪伟张雪伟作者：李二猛作者：李二猛 张雪伟张雪伟嵌入式网络通信嵌入式网络通信主要内容主要内容 嵌入式网络通信基础嵌入式网络通信基础 嵌入式网络通信技术嵌入式网络通信技术1.1 嵌入式网络通信基础嵌入式网络通信基础 1.1.1 网络通信简介网络通信简介 嵌入式网络通信技术是以嵌入式系统为核心的网络通信技术，它涉及嵌入式通信设备、信息处理设备、通信软件、应用软件等方面，是计算机网络通信技术的一个发展方向。 嵌入式网络通信设备由控制部分和网络部分组成。设计嵌入式网络通信设备，可以采用32位微处理器（如ARM），外加RTOS；也可以由低档的八位

2、机组成嵌入式通信设备，采用专用的网络（如RS 485、CAN BUS等）把若干个嵌入式通信设备连接在一起，再与PC机相连；还可以利用八位单片机组成直接接入Internet的嵌入式网络通信设备在嵌入式系统中实现嵌入式网络服务器（Embedded Web server），是嵌入式TCP/IP协议栈的典型应用，也是嵌入式系统智能化、网络化发展的趋势。嵌入式网络服务器的实现关键在于使通信设备支持HTTP协议，它基于服务请求和服务应答模式，客户端连接到服务器的80号TCP端口，发送一个请求，并等待服务器的应答。目前，通信设备的嵌入式网络服务器功能比较简单，向客户端发送的响应消息中Entity-Heade

3、r只包含了其中必要的两个信息：Content-type和Content-length。 1.1.2 网络通信的硬件设施网络通信的硬件设施嵌入式系统硬件基础部分提供整个嵌入式系统开发可见的或可触摸的“实体”，而软件部分相当于这个“实体”内部的功能逻辑。 嵌入式系统的核心部件是各种类型的嵌入式微处理器。根据现状，嵌入式处理器可以分为以下几类：（1）嵌入式微处理器）嵌入式微处理器 特点： 1）精确的晶振电路，对实时多任务具有很强的支持能力。 2）软件结构已模块化，具有功能很强的存储区保护功能。 3）采用可扩展的处理器结构，留有很多扩展接口。 4）提供丰富的调试功能。 5）许多嵌入式处理器提供几种工作

4、模式，如正常工作模式、备用模式、省电模式（power down）等.（2）嵌入式微控制器）嵌入式微控制器（Embedded Microcontroller Unit，EMU），一般又称为单片机，就是将整个计算机系统集成到一块芯片中的控制器。 （3）嵌入式）嵌入式DSP处理器处理器（Embedded Digital Signal Processor，EDSP）。（4）嵌入式片上系统）嵌入式片上系统（Embedded System On Chip，ESOC） 由上可见，嵌入式片上系统的设计的关键是IP核的设计。IP核技术是嵌入式的重要支持技术。在设计嵌入式系统时，可以通过使用IP核技术完成系统硬件

5、的设计3、嵌入式、嵌入式FLASH的编程的编程 （1）编程器编程）编程器编程 （2）普通接口编程）普通接口编程（3）JTAG编程编程 1）JTAG接口接口 这种方法是直接利用电路板上带JTAG接口的器件（如CPU，CPLD，FPGA等），再通过同样接口的JTAG仿真器将目标板与宿主机连接起来，对目标机上FLASH进行编程的2）JTAG介绍介绍3）JTAG接口的内部结构接口的内部结构 4）JTAG引脚定义引脚定义 JTAG接口主要包括5个引脚：TMS，TCK，TDI，TDO及一个可选配的引脚TRST5）TAP控制器转换控制器转换6）JTAG的寄存器扫描的寄存器扫描FLASH操作：字节读，字节写，

6、页擦除，全擦除1.2 嵌入式网络通信技术嵌入式网络通信技术1.2.1 网络通信技术发展概览网络通信技术发展概览 网络及通信技术的飞速发展，人们对无线通信的要求越来越高，近距无线技术正在成为关注的焦点。 嵌入式网络 的要求： （1）实时性 （2）可靠性 （3）通信效率 （4）双重混合支持 （5）实现难度和造价 （6）开放性 1.2.2 嵌入式网络通信技术概况嵌入式网络通信技术概况1、蓝牙技术、蓝牙技术 蓝牙（Bluetooth）技术是近几年出现的，广受业界关注的近距无线连接技术。它是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的短距离无线连接为基础，可为固定的或移动的终端设备提供廉价的接入

7、服务。 2、Wi-Fi技术技术 Wi-Fi（Wireless Fidelity，无线高保真）也是一种无线通信协议，正式名称是IEEE 802.11b，与蓝牙一样，同属于短距离无线通信技术。Wi-Fi速率最高可达11Mb/s。虽然在数据安全性方面比蓝牙技术要差一些，但在电波的覆盖范围方面却略胜一筹，可达100m左右。3、IrDA IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术，是第一个实现无线个人局域网（PAN）的技术。目前它的软硬件技术都很成熟，在小型移动设备，如PDA、手机上广泛使用。事实上，当今每一个出厂的PDA及许多手机、笔记本电脑、打印机等产品都支持IrDA。4、NFC NFC（Near

8、 Field Commnication，近距离无线传输）是由Philips、NOKIA和Sony主推的一种类似于RFID（非接触式射频识别）的短距离无线通信技术标准。和RFID不同，NFC采用了双向的识别和连接。在20cm距离内工作于13.56MHz频率范围。5、ZigBee ZigBee主要应用在短距离范围之内并且数据传输速率不高的各种电子设备之间。ZigBee名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式，蜜蜂通过跳ZigZag形状的舞蹈来分享新发现的食物源的位置、距离和方向等信息。6、UWEB 超宽带技术UWB（Ultra WideBand）是一种无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利

9、用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。1.2.3 嵌入式网络通信实现过程嵌入式网络通信实现过程 考虑到目前现状及对前面提到的几种方案优缺点进行比较，采用了上位机作为服务器的方式把智能终端的控制信息接入网络的方案，系统的整体框架如图1-1所示。 图1-1 嵌入式网络通信系统框架 系统的底层由多个智能终端构成，每个智能终端的开发是单片机应用系统，系统通过传感器把测量得到的数据传送到单片机进行处理。考虑到减轻单片机的运算载荷，把主要的逻辑运算分配给上位机来完成，智能终端只负责各种参数的采集，输送信息到数据传输总线，控制信息执行等任务。系统中的逻辑运算部分可以根据功能的大小封装为网络后端的智能体（Agent）或Ja