單片機與Internet網(wǎng)絡(luò)的通信應(yīng)用探究

茍鵬

摘 要：隨著我國電子信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，使得電子信息產(chǎn)品的種類越來越多，功能越來越強大，而占用的空間卻越來越小。由于各種智能儀器儀表以及信息化家電設(shè)備等都需要與Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，確保能夠接收到各種網(wǎng)絡(luò)信息資源，提高工作效率，為此就需要應(yīng)用到以單片機為核心的嵌入式系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：單片機；Internet網(wǎng)絡(luò)；通信；應(yīng)用

近年來，信息技術(shù)的快速發(fā)展，為各種相關(guān)通信產(chǎn)品的研發(fā)提供了一個多元化的發(fā)展環(huán)境，其中以單片機為核心的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用廣泛且發(fā)展前景良好，對于信息通信質(zhì)量和效率的提升發(fā)揮著重要作用。

1 單片機與Internet網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用的基本原理與研究價值

單片機是一種能夠嵌入小型智能設(shè)備中的微型控制器。單片機相對于其他微處理器來說，具有體積小的優(yōu)勢，已被廣泛應(yīng)用于商業(yè)、工業(yè)、教育以及家庭生活之中，成為現(xiàn)代化生產(chǎn)生活不可或缺的重要組成部分。當(dāng)前，單片機嵌入系統(tǒng)還處于不斷創(chuàng)新和完善中，各種智能設(shè)備對單片機的要求不同導(dǎo)致單片機變化比較多，這也說明單片機的研發(fā)和應(yīng)用都有著廣闊前景。單片機與Internet網(wǎng)絡(luò)的通信應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)在于單片機中所設(shè)計的TCP/IP協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)單片機與互聯(lián)網(wǎng)的通信，完成人們所需要的任務(wù)。目前我國已進(jìn)入了信息化社會，單片機同Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信連接作為信息技術(shù)的主要研究領(lǐng)域，主要是針對兩者之間的信息交換來實現(xiàn)的?？梢赃@樣說，單片機與Internet網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用的關(guān)鍵就是在單片機內(nèi)部安裝負(fù)責(zé)TCP/IP協(xié)議的芯片，實現(xiàn)單片機與Internet網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用的有效連接，保證單片機各項功能的有效發(fā)揮。

現(xiàn)階段，單片機嵌入系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于社會生產(chǎn)生活中，加強單片機與Internet網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用的研究成為未來網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。單片機與Internet網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用能夠使信息通信更加方便，在提高網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制技術(shù)應(yīng)用水平的同時，能極大地方便人們的工作和生活。長期以來，我國通信信息技術(shù)一直滯后于發(fā)達(dá)國家，尤其是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面一直為發(fā)達(dá)國家所壟斷。我們需要抓住科學(xué)技術(shù)發(fā)展的機遇，而單片機嵌入系統(tǒng)這個有著廣闊應(yīng)用前景，正是我們需要加大科研力度的主要項目之一，所以，加強單片機與Internet網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用的研究對我國信息技術(shù)的發(fā)展具有很強的現(xiàn)實意義。

2 單片機與Internet網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用的方式

2.1 在單片機電子設(shè)備上實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議

單片機與互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)通信應(yīng)用的關(guān)鍵在于TCP/IP協(xié)議技術(shù)，所以，一般在使用單片機嵌入式系統(tǒng)時都需要在其內(nèi)部安裝TCP/IP協(xié)議芯片，從而完成與互聯(lián)網(wǎng)的連接。在單片機設(shè)備上安裝TCP/IP協(xié)議時要確保內(nèi)部運行環(huán)境的穩(wěn)定，這就需要單片機的MCU和內(nèi)部存儲空間運行速度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，同時在進(jìn)行單片機與互聯(lián)網(wǎng)通信應(yīng)用連接時，需要對接口地址以及TCP/IP協(xié)議充分了解，才能夠?qū)崿F(xiàn)在不同的設(shè)備上申請到有效的IP地址。

2.2 利用公用TCP/IP轉(zhuǎn)換器接入互聯(lián)網(wǎng)

除了在單片機上實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議以外，我們還可以通過單片機加載TCP/IP協(xié)議的方式與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接，實現(xiàn)單片機與互聯(lián)網(wǎng)的通信。當(dāng)單片機加載公用TCP/IP協(xié)議后，就可以對其網(wǎng)卡進(jìn)行控制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的功能，也可以通過專業(yè)的芯片來實現(xiàn)單片機與網(wǎng)關(guān)之間協(xié)議的轉(zhuǎn)換，從而完成數(shù)據(jù)連接。這種單片機裝配的特殊芯片必須能夠通過標(biāo)準(zhǔn)的連接接口完成不同控制器之間的連接，同時保證再同控制器內(nèi)的MCU連接。這樣控制器就能夠?qū)崿F(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的信息交換，并通過使用網(wǎng)關(guān)對TCP/IP協(xié)議以及代理協(xié)議進(jìn)行利用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和轉(zhuǎn)換功能，將協(xié)議提供的所有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可以被TCP/IP識別的信息。

3 目前我國單片機與Internet網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用的現(xiàn)狀

3.1 自主品牌不多，創(chuàng)新能力不強

同計算機軟件國產(chǎn)程度不高的情況一樣，我國在單片機與互聯(lián)網(wǎng)通信應(yīng)用方面的科研水平也不高，再加上國內(nèi)操作系統(tǒng)軟件長期被微軟等國外跨國公司所壟斷，使得我國本身的信息通信軟件技術(shù)的研發(fā)缺乏足夠的創(chuàng)新，許多都是沿用國外已經(jīng)研發(fā)出來并推廣使用的技術(shù)產(chǎn)品。當(dāng)然，我國軟件市場規(guī)模發(fā)展迅速，在信息通信技術(shù)方面創(chuàng)新力度會不斷加大，有可能在未來改變這種不利局面，形成我國特有的單片機與 Internet網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用的系統(tǒng)框架。

3.2 無線網(wǎng)絡(luò)通信的應(yīng)用比例不高

現(xiàn)階段，我國網(wǎng)絡(luò)通信還主要依賴有線傳輸，無線網(wǎng)絡(luò)通信主要應(yīng)用于手機、平板電腦、智能電視以及專業(yè)的電子儀器產(chǎn)品上，對于很多生產(chǎn)企業(yè)以及大型民用通信設(shè)備還只能通過有線光纜進(jìn)行傳輸，無線網(wǎng)絡(luò)通信傳輸?shù)乃俾屎唾|(zhì)量得不到保證，有關(guān)技術(shù)亟待提升。

3.3 應(yīng)用范圍主要局限在工業(yè)領(lǐng)域

雖然家電設(shè)備以及智能辦公設(shè)備已經(jīng)開始應(yīng)用單片機與Internet網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，但是技術(shù)還不夠成熟。目前我國單片機與Internet網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用主要集中在自動化儀表和設(shè)備等方面，尤其是在電子機械和機密儀器方面應(yīng)用廣泛。在教育、醫(yī)療、文化方面的應(yīng)用有待進(jìn)一步推廣。

4 結(jié)語

通過單片機與互聯(lián)網(wǎng)通信應(yīng)用技術(shù)的推廣，能夠讓人類的整個生產(chǎn)生活處于無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋下，將教育、醫(yī)療、工作、旅游、休閑進(jìn)行良好的數(shù)據(jù)連接，會極大地方便人們的生產(chǎn)生活，無論何時何地都能夠快速簡便地接收到我們想要的數(shù)據(jù)信息。隨著數(shù)字通信技術(shù)和新型材料技術(shù)的發(fā)展，未來單片機與互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)將會進(jìn)一步發(fā)展，實現(xiàn)數(shù)字、音頻、視頻、圖片的實時共享與隨時傳輸，同時網(wǎng)絡(luò)通信的成本會降低，而信息通信的質(zhì)量會不斷提升，單片機的接口技術(shù)與運算能力也會不斷增強，將單片機融入人們的辦公環(huán)境、家庭生活工具中的技術(shù)會越來越高，可以說，在未來單片機嵌入式系統(tǒng)將會改變我們的生產(chǎn)生活方式，有著廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：成都理工大學(xué)）