嵌人式智能家居系统连入Internet的研究和实现

1引言随着微处理器芯片技术的发展，越来越多的产品和系统中嵌入了微处理器芯片，嵌入式软件已经成为软件与其他系统融合渗透的载体，成为这些系统的关键技术或主要增值因素。将以太网技术使用到嵌入式系统中实现嵌入式系统连入Internet必将大大扩大嵌入式系统的使用范围。目前家电网络化研究重点转移到应用日益广泛的嵌入式系统和电力线上网上，本文通过对现有嵌入式系统连入Internet方案的研究，针对目前家居网络的需要，提出了利

1 引言

随着微处理器芯片技术的发展，越来越多的产品和系统中嵌入了微处理器芯片，嵌入式软件已经成为软件与其他系统融合渗透的载体，成为这些系统的关键技术或主要增值因素。将以太网技术使用到嵌入式系统中实现嵌入式系统连入Internet必将大大扩大嵌入式系统的使用范围。目前家电网络化研究重点转移到应用日益广泛的嵌入式系统和电力线上网上，本文通过对现有嵌入式系统连入Internet方案的研究，针对目前家居网络的需要，提出了利用嵌入式技术和电力线通信技术实现对智能家电的远程监控。在对现有嵌入式系统连入Internet技术分析基础上，结合智能家庭网关项目中的实际应用，提出了一种新的采用智能网关实现嵌入式系统连入Internet的方案：智能家庭网关(MCU+RTOS+以太网控制器+网络协议)+内部网(连入Internet的嵌入式系统组成的网络)。该方案采用RTOS和以太网控制器共同来处理网络协议，通过以太网控制器将嵌入式系统连人Internet。这种方案不但能节约开发成本、提高开发效率，还能降低用户的使用成本。由于各个嵌入式系统是通过智能家庭网关连入Internet，这样就可以提高嵌入式系统的安全性。

2 智能家庭网关的硬件体系结构

在智能家庭网关中，微控制器(MCU)采用Motorola公司的32位单片机MC68KVZ328芯片，他是硬件体系结构的关键部分，运行实时嵌入式系统(RTOS)完成数据处理、故障判断，并且负责对以太网控制器CS8900A的数据进行初始化配置，完成各种必要控制并负责实现和CS8900A之间的数据传输等功能。

CS8900A基本工作原理：CS8900A收到由MCU发来的数据帧后，侦听网络线路，如果线路忙，他就等到线路空闲为止，否则立即发送该数据帧。发送时，首先添加以太网帧头(包括先导字段和帧开始标志)，然后生成CRC校验码，最后将此数据帧发送到Internet上。接收时，他将收到的数据帧在经过解码、去帧头和地址检验等步骤后缓存在片内。在CRC校验通过后，他会根据对CS8900A初始化配置情况，通知微控制器(MCU)CS8900A收到了数据帧，最后传输到MCU的存储区中。硬件体系结构如图1所示。