1 引言

當今時代設備網絡化是當今科技發展的趨勢。如何使用嵌入式系統將設備的遠程控制、數據的遠程傳輸數據轉發到網絡上呢？這里設計的是一個信息電器網絡接口模塊，并構建一個實現特定功能的嵌入式Web服務器，它可以對遠程設備進行監控，用戶可通過網絡遠程訪問Web服務器來實現數據的采集和歷史數據的查詢，也可以通過各種接口對信息家電進行控制。另外，還可以根據需要添加新的控制功能， 而不需對Web服務器的框架進行大的改動。

2 硬件設計

本系統采用ATMEL公司生產的微處理器AT91RM9200T 。其處理速度可達200MIPS，同時它也具有USB、Earthnet、支持RS485的紅外串口、IIC、SPI、SSC等豐富的片內資源。網口控制芯片DM9161， SDRAM和Flash接口。系統的硬件結構框架如圖1所示。

2.1 AT91RM9200T簡介

AT91RM9200T是英國ATMEL公司出品的一款工業級ARM9微處理器，處理速度可達200MIPS。其集成了USB 2.0 全速主機和設備端口及與10/100 Base-T 以太網媒體訪問控制器(MAC)。

2.2存儲器接口電路

存儲器接口電路包括兩個方面：一是RAM接口，主要存儲數據，采用PCI接口方式；二是Flash接口，主要存儲操作系統及應用軟件，采用并口形式與CPU相連。

2.2.1 Flash 存儲器接口電路

Flash 在系統中通常用于存放程序代碼、常量表以及一些系統掉電后要保存的數據。本系統采用Intel 公司生產的NOR flash，與NAND flash 相比，它的優點是可以直接從flash中運行程序，但是工藝復雜，價格比較貴。

2.2.2 SDRAM 接口電路

SDRAM 是高速的動態隨機存取存儲器，在系統中主要用作程序的運行空間、數據及堆棧區。與Flash 存儲器相比較，SDRAM 不具有掉電保持數據的特性，但其存取速度大大高于Flash 存儲器，且具有讀/寫的屬性。

本系統采用兩片HY57V641620 并聯構成32 位的SDRAM 存儲系統，一片為高16 位，另一片為低16位。兩片HY57V641620 的CLK 端接的SDCLK 端、CLE 端接AT91RM9200的 CLE 端。

3 軟件設計

本系統采用Linux 作為操作系統。Linux具有以下特點：

(1)采用階層式目錄結構，文件歸類清楚、容易管理；

(2) 支持多種文件系統，如FAT16,FAT32,NTFS等；

(3)具備高度移植性。

3．1 網絡程序的設計

3.1.1 Linux 下的網絡編程協議分析

Linux 下的TCP/IP 網絡協議棧的各層之間的通訊是通過一系列互相連接層的軟件來實現的，結構層次如圖2 所示。

其中socket 層由專門用來處理Socket 的通用套接字管理軟件處理。

網絡程序是由客戶端和服務器端兩部分組成。服務器端建立步驟為socket-->bind-->listen-->accept。客戶端socket-->connect。Linux通過套結字socket和其他函數的調用進行網絡通訊。以下是網絡程序部分函數：

3.2 Linux中網絡通信編程的實現

在編寫網絡應用程序時，需注意計算機中的數據存儲有兩種字節優先順序：高位字節優先和低位字節優先。在互聯網上，是以高位字節優先順序傳輸數據的。

下面給出部分Linux下網絡通信應用程序的源代碼實例。

int main() 函數中部分代碼如下：

其中，使用庫函數inet_pton()將輸入的字符串IP轉換為connect函數可識別的整數uiip。

4 結束語

本設計已在ARM9開發板上實現了基于嵌入式網關的嵌入式系統網絡通訊。它結合目前飛速發展的32位嵌入式技術，采用嵌入式Linux操作系統，應用豐富，內嵌嵌入式Web服務器，用于遠程控制、設置、和監視設備的狀態。通過以太網實現嵌入式系統與網絡服務器的信息傳遞以及音頻、視頻等占用大量帶寬的數據的傳輸，將以前單片機時代的低速傳輸模式升級為使用100M帶寬的TCP/IP網絡進行通信。開發者可根據實際情況編寫上層應用軟件，即可解決大多數的工控設備和通訊設備的網絡通訊問題，實現“嵌入式Internet”。