MCU應(yīng)用系統(tǒng)與Internet連接的一種新技術(shù)

1、MCU應(yīng)用系統(tǒng)與Internet連接的一種新技術(shù)摘要：介紹一種新型的智能網(wǎng)絡(luò)接口芯片PS2000及其應(yīng)用。PS2000是ebhip網(wǎng)絡(luò)接口系列中的重要成員，通過它可以實(shí)現(xiàn)智能裝置與P機(jī)平臺(tái)的網(wǎng)關(guān)接口，使智能裝置通過PS2000上網(wǎng)非常方便，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)這樣的系統(tǒng)時(shí)無須熟知網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)接口芯片InternetebhipPS2000UGateay前言今天為們生活在一個(gè)信息時(shí)代，Internet已經(jīng)成為信息社會(huì)的重要組成局部，Internet技術(shù)將深化到日常生活和工作所用到的電子設(shè)備中。我們知道，Internet技術(shù)得以迅速開展的主要推動(dòng)力之一是標(biāo)準(zhǔn)非常成熟的P工業(yè)。無論是P機(jī)的硬件平臺(tái)，

2、還是軟件操作系統(tǒng)都高度標(biāo)準(zhǔn)化，上網(wǎng)的操作方式也不同小異。然而，對(duì)于各類智能裝置和家用電器情況就不同了，它們的“心臟是一顆被稱之為微控制器U的芯片，俗稱單片機(jī)。由于微控制器芯片品種達(dá)數(shù)百種，這些微控制器的硬件構(gòu)造和指令系統(tǒng)各不一樣，因此，不能像P機(jī)那樣通過標(biāo)準(zhǔn)的硬件接口和接口軟件直接接入Internet網(wǎng)絡(luò)。如何讓各類智能裝置或家用電器與Internet連接起來，既能充分利用現(xiàn)有的Internet技術(shù)和資源，又能以很低的本錢將各類智能裝置或家用電器與Internet連接起來，以便人們可以遠(yuǎn)程獲得這些電子設(shè)備的信息并控制它們的運(yùn)行，已成為今天信息界關(guān)注的焦點(diǎn)。目前國內(nèi)外許多廠家正在研制和推廣網(wǎng)絡(luò)芯

3、片。由武漢力源電源股份研制并具有自主產(chǎn)權(quán)的eb接口芯片ebhip，既能滿足上述功能又具有低本錢、易于掌握等優(yōu)點(diǎn)，是智能裝置和家電產(chǎn)品連接Internet的理想“橋梁。它可將Internet技術(shù)延伸到更為廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。由于ebhip是一種獨(dú)立于各種微控制器的通用標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，工程師使用ebhip開發(fā)具有網(wǎng)絡(luò)功能的智能裝置時(shí)，既不需要理解復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，也不需要改原來已成熟的設(shè)計(jì)，只須增加一小段和ebhip通信的接口程序即可。因此，用戶可以大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間。一、PS2000的構(gòu)造與原理簡介PS2000是ebhip網(wǎng)絡(luò)接口系列中的重要成員，其原理框圖如圖1所示。它主要由核心控制單元、UART、

4、嵌入式de接口模塊、標(biāo)準(zhǔn)de接口、RS-485收發(fā)控制單元、LED顯示控制、DS2401接口、SPI接口模塊等組成。核心控制單元主要實(shí)現(xiàn)通信和協(xié)議轉(zhuǎn)換；DS2401接口為電子標(biāo)簽接口，用于連接DS2401集成電路，為電子設(shè)備提供惟一的電子標(biāo)準(zhǔn)；通過SPI串行接口，可與U應(yīng)用系統(tǒng)方便連接；狀態(tài)顯示接口能直接驅(qū)動(dòng)LED；有多種串行通信方式可供選擇可外接RS-232、RS485、嵌入式de或標(biāo)準(zhǔn)de等接口電路，也可選用RF或IrDA通信方式。PS2000為44腳QFP封裝，采用單5V電源，具有體積孝功耗低、與eGateayT的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議兼容等特點(diǎn)。PS2000片內(nèi)駐留有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議解釋與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議編譯程序模

5、塊。它與U應(yīng)用系統(tǒng)的信息交換由17條簡單的指令進(jìn)展控制；與P機(jī)網(wǎng)關(guān)通信時(shí)，負(fù)責(zé)對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)展標(biāo)準(zhǔn)或解釋。由于P機(jī)網(wǎng)關(guān)能提供HTTP效勞，可以與計(jì)算機(jī)閱讀器Netsape,InternetExplre等接口，故U應(yīng)用系統(tǒng)通過PS2000上網(wǎng)非常方便。二、U應(yīng)用系統(tǒng)與Internet的連接1.PS2000與基于P平臺(tái)的網(wǎng)關(guān)通信PS2000與P機(jī)的連接非常靈敏，可選用RS232、RS485，de之一進(jìn)展通信，以滿足遠(yuǎn)/近程、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信要求。通過PS2000通信控制單元的通信控制字可選擇RS232，RS485，de進(jìn)展通信。2.UNet協(xié)議簡介PS2000內(nèi)部固化了UNet協(xié)議。UNet協(xié)

6、議是U電子設(shè)備與計(jì)算機(jī)平臺(tái)上的Gateay建立聯(lián)絡(luò)的一種軟件協(xié)議，構(gòu)造簡單，功能強(qiáng)，與eGateay和SGI協(xié)議兼容。首先，UNet協(xié)議規(guī)定了一種主從關(guān)系，Gateay永遠(yuǎn)是主系統(tǒng)aster，而電子設(shè)備永遠(yuǎn)是從系統(tǒng)slave。Gateay可以受權(quán)電子設(shè)備回?fù)躠llbak。其次，UNet定義了電子設(shè)備系統(tǒng)的狀態(tài)性能參數(shù)表apabilitiestable和變量表variablestable。電子設(shè)備與Gateay之間信息交換的過程是建立在U系統(tǒng)狀態(tài)性能參數(shù)表和變量表根底上的。電子設(shè)備的系統(tǒng)狀態(tài)性能參數(shù)表的作用是把電子設(shè)備系統(tǒng)的一些特性參數(shù)告訴Gateay，如系統(tǒng)變量表中變量的個(gè)數(shù)、變量表所占用的字

7、節(jié)數(shù)、非易失性存儲(chǔ)器的大孝字符串的表達(dá)類型ASII，UNIDE或其他等。電子設(shè)備的系數(shù)變量表的作用就是把U與Gateay之間需要交換的信息羅列出來，通過一個(gè)變量表來表達(dá)。U與Gateay之間所有交換的信息都在這個(gè)變量表的表達(dá)范圍之內(nèi)。超出變量表的信息，Grateay將不予受理。3.PS2000與U接口U應(yīng)用系統(tǒng)一般都是以單片機(jī)為核心的一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)。以S-51單片機(jī)為例，PS2000與S-51單片機(jī)的連接如圖2所示。4.U應(yīng)用系統(tǒng)與Internet連接的方案U應(yīng)用系統(tǒng)采用ebhipPS2000接入Internet的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造如圖3所示。U應(yīng)用系統(tǒng)通過PS2000網(wǎng)絡(luò)芯片的標(biāo)準(zhǔn)SPI串口與Gatea

8、y網(wǎng)關(guān)連接。具Gateay網(wǎng)關(guān)的計(jì)算機(jī)可以是一臺(tái)以inds操作系統(tǒng)為平臺(tái)的普通桌面P機(jī)。一方面，它支持復(fù)雜的InternetTP/IP協(xié)議并能提供HTTP效勞，從而允許客戶通過如今普遍使用的網(wǎng)絡(luò)閱讀器來遠(yuǎn)程訪問它。在這里，它的作用像Internet網(wǎng)上的效勞器；另一方面，Gateay通過RS232，RS485和AN總線等輕量級(jí)網(wǎng)以及de，RF，IrDA等方式，將多個(gè)嵌入式設(shè)備或智能家電連接在一起，并擔(dān)當(dāng)TP/IP和輕量級(jí)網(wǎng)之間有關(guān)協(xié)議的轉(zhuǎn)換任務(wù)。在這里，它的作用類似Internet網(wǎng)絡(luò)上的網(wǎng)關(guān)。PS2000內(nèi)部固化了UNet協(xié)議，它與eGateay和SGI協(xié)議兼容。應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員完全不必考慮

9、任何網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，只須解釋并執(zhí)行PS2000傳送過來的指令和數(shù)據(jù)就可以實(shí)現(xiàn)與Internet網(wǎng)絡(luò)連接。UNet網(wǎng)絡(luò)協(xié)議由PS2000來完成，如同設(shè)計(jì)一個(gè)UART系統(tǒng)時(shí)選用UART接口芯片一樣。假如將ebhip和通信物理層接口組合起來，就形成了ebhip模塊。它同樣可以作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)部件供用戶選購。選用ebhip將電子設(shè)備與Internet連接可以節(jié)省U的資源，設(shè)計(jì)簡單、方便、本錢低。三、ebhip網(wǎng)絡(luò)接口芯片的應(yīng)用1.公共效勞設(shè)施用ebhip設(shè)計(jì)或改造計(jì)費(fèi) 和自動(dòng)售貨機(jī)這樣的智能設(shè)備，可使其增加網(wǎng)絡(luò)功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程上網(wǎng)、控制、故障診斷和程序更新，從而削減操作和維護(hù)費(fèi)用，改善用戶效勞質(zhì)量并增加利潤。例如

10、，通過嵌入式Internet網(wǎng)，效勞公司可及理解自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)各種產(chǎn)品的存貨情況，以便及時(shí)為它補(bǔ)充物品。2.工業(yè)自動(dòng)化工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)大量使用8位和16位微控制器，是ebhip的重要應(yīng)用領(lǐng)域，如工業(yè)過程控制、電力系統(tǒng)監(jiān)控、遠(yuǎn)程抄表、石油化工系統(tǒng)和自動(dòng)消費(fèi)流水線等。網(wǎng)絡(luò)化是進(jìn)步消費(fèi)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、減少人力資源的重要手段。3.家庭醫(yī)療保健引入可以上網(wǎng)的智能化醫(yī)療設(shè)備，為家庭保健和醫(yī)院病人的護(hù)理開拓了一個(gè)嶄新的效勞市常這種設(shè)備特別適用于老、弱、并殘和患有慢性病，需要頻繁監(jiān)護(hù)的病人。例如，有高血壓病史的病人可每天使用與醫(yī)院聯(lián)網(wǎng)的血壓計(jì)測(cè)量血壓，將測(cè)得的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳遞并顯示在醫(yī)院的電腦顯示器上。假如血壓超過正常值范圍，還可發(fā)出報(bào)警信號(hào)。4.智能化家電將來幾年，各種家用電器如冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)、微波爐、電飯煲和電熱水器等都將實(shí)現(xiàn)智能化，只要在其中內(nèi)置一塊ebhip就能將它們連接到Internet網(wǎng)。這會(huì)帶來兩方面的好處：一方面，使用者可通過、個(gè)人數(shù)字助理和P上的eb閱讀器對(duì)它們進(jìn)展遠(yuǎn)程控制；另一方面，家電制造商可通過Internet對(duì)售出的產(chǎn)品進(jìn)展監(jiān)控。假如出現(xiàn)故障，會(huì)自動(dòng)發(fā)出維修懇求信號(hào)，并指出故障部位，從而使售后效勞更為迅捷。5.能源管理和收費(fèi)水、電、氣是現(xiàn)代家庭必須的三種能源。能源公司為理解用戶的用量，必須派人按月到每家抄取用量以便計(jì)算出所要交納的費(fèi)用，這是非常費(fèi)力費(fèi)時(shí)的