基于嵌入式Web服务器的温室远程监控的研究
3.1 单片机中TCP／IP协议的嵌入
嵌入式系统接入Internet同PC机接入Internet一样，必须要有相应通信协议。目前Internet主要采用TCP/IP协议，因此，采用嵌入式系统通过TCP/IP协议接入Internet的方案，嵌入式系统对信息进行TCP/IP协议处理，使其变成可以在Internet上传输的IP数据包和以太网帧。
温室中的主控单片机要作为Web服务器接入以太网，必须嵌入TCP／IP协议。Internet通信协议对计算机系统的CPU速度、存储器容量等要求比较高，用于PC机不存在任何困难，但用于自身资源有限的嵌入式系统就必须考虑性价比，根据需要有所取舍，合理选择通信协议的实现和处理方案。根据所选的单片机C8051F020的资源，对TCP／IP协议做了裁减，系统中使用了ARP、RARP、ICMP、UDP、HTTP等部分协议，即可保证单片机接入以太网，同时亦保证有足够小的代码量。
根据实际需要，该系统采用一种简化的TCP／IP 4层网络模型，分别为：应用层、传输层、网络层、数据链路层。应用层传递来自以太网和数据终端的数据，并对数据作打包拆包处理；传输层采用用户数据包协议UDP；网络层实现IP协议，还要实现能报告数据传输差错等情况的ICMP协议；链路层由控制同一物理网络上不同机器间数据传送的底层协议组成。在简化的TCP／IP协议4层模型中，链路层部分由RTL8019AS完成，网络层和传输层由温室控制的单片机来处理，应用层则根据需要可以在单片机内完成，也可以由单片机转给用户或终端设备完成[3]。
3.2 单片机控制以太网卡工作过程
系统在上电工作时首先要进行初始化，即初始化单片机C8051F020和RTL8019AS，进行工作参数和条件的设置，主要是一些寄存器的配置和内置RAM空间的分配。初始化之后，由于MCU系统中的TCP/IP是直接面向硬件的，没有嵌入式实时操作系统的支持，程序结构一般采用顺序执行和硬件中断相结合的方式，与操作系统的多进程并发执行的方式截然不同。当所有初始化完成之后，就采用查询方式开始工作，程序流程图见图2。 本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/173726.htm
当系统接入以太网开始运行时，首先进行地址解析，在网络内进行“身份识别”，当用户通过浏览器发出请求时，网络芯片驱动程序接收以太网帧形式的用户请求，然后传输给上层协议逐层分离取出用户请求，控制系统根据用户请求调用单片机C8051F020外围传感器采集温室内相应的状态数据，再将数据逐层打包，最后交给以太网芯片RTL8019AS封装成以太网帧发送出去。如果传输的数据量比较大，则重复多次数据发送过程，便可完成一个数据的完整传输。在终端可以以Web网页的形式供用户浏览和做出进一步的判断控制。
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