基于GPRS方式的嵌入式TCP-IP協(xié)議棧的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、形形色色的嵌入式數(shù)字化產(chǎn)品，已經(jīng)在家庭和工業(yè)方面獲得了廣泛的應(yīng)用，滲透到社會(huì)生活的各個(gè)方面。同時(shí)，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及與迅猛發(fā)展，以往功能單一的獨(dú)立運(yùn)行終端設(shè)備越來(lái)越多地要求接入互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)信息共享和遠(yuǎn)程控制。所以，嵌入式設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化是未來(lái)嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)重要方向。而嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的前提條件就是在嵌入式系統(tǒng)的核心部件——單片機(jī)或微控制器(MCU)中實(shí)現(xiàn)TCP/IP 協(xié)議棧。 TCP/IP協(xié)議作為一種事實(shí)上的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，

2、已經(jīng)成功地在互聯(lián)網(wǎng)上運(yùn)行。但TCP/IP是一個(gè)龐大的協(xié)議族，內(nèi)容繁多，運(yùn)行復(fù)雜，而嵌入式系統(tǒng)由于自身的條件和運(yùn)行特點(diǎn)的限制，要在其中實(shí)現(xiàn)整個(gè)TCP/IP協(xié)議族是不現(xiàn)實(shí)也沒(méi)必要的。因此，必須針對(duì)具體的應(yīng)用需求，適當(dāng)?shù)夭眉艉秃?jiǎn)化協(xié)議族，保留其基本的功能，以滿足嵌入式終端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用需要。 本系統(tǒng)從實(shí)用角度出發(fā)，針對(duì)目前應(yīng)用廣泛的8位中低端微控制器，設(shè)計(jì)了一套基于GPRS無(wú)線通信方式的TCP/IP協(xié)議棧。該協(xié)議棧采用GPRS無(wú)線通

3、信方式，適合工作于移動(dòng)狀態(tài)下的嵌入式終端設(shè)備，也能滿足一些節(jié)點(diǎn)分布分散，不便于網(wǎng)絡(luò)布線的應(yīng)用場(chǎng)合。 該嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的設(shè)計(jì)是圍繞TCP/IP參考模型進(jìn)行的。網(wǎng)絡(luò)接口層由微控制器驅(qū)動(dòng)GPRS通信模塊建立到GPRS網(wǎng)的PPP鏈路，網(wǎng)絡(luò)層包括IP模塊和ICMP模塊，傳輸層包括TCP模塊和UDP模塊，應(yīng)用層包括HTTP模塊。橫向的設(shè)計(jì)包括緩沖區(qū)設(shè)計(jì)，全局變量設(shè)計(jì)以及定時(shí)器的設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)的硬件采用Microchip公司的8位微處

4、理器PIC18F452以及Cellon公司的CMS91-90/1800GPRS通信模塊。開(kāi)發(fā)調(diào)試環(huán)境選用Microchip公司的MPLAB-ICD集成系統(tǒng)，程序源代碼用C語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言混合編程。 測(cè)試表明該協(xié)議棧能夠完成TCP/IP協(xié)議棧的基本功能，建立數(shù)據(jù)通信的PPP鏈路，收發(fā)IP數(shù)據(jù)報(bào)，實(shí)現(xiàn)TCP報(bào)文的交互。由于協(xié)議棧的設(shè)計(jì)充分考慮了可擴(kuò)展性，并采用了模塊化的軟件設(shè)計(jì)思想，所以還可根據(jù)應(yīng)用需要方便地進(jìn)行功能擴(kuò)展。 本系