熊力維

摘 要：隨著工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高，我國(guó)智能化領(lǐng)域以及信息化領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)也取得了巨大的技術(shù)突破，基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化是其不斷發(fā)展的一個(gè)重要的方向，本文在此基礎(chǔ)上針對(duì)我國(guó)單片機(jī)的嵌入式網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行分析，重點(diǎn)論述了基于客戶端或者服務(wù)器模型的單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)在日常生活生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用情況。從而為我國(guó)單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用以及相關(guān)的技術(shù)水平不斷提升奠定積極的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；嵌入式；系統(tǒng)；運(yùn)用

隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高，嵌入式系統(tǒng)[1]的發(fā)展由傳統(tǒng)的控制形式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯ぶ悄芑刂?。這一形式的巨大變化使我國(guó)單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)自動(dòng)化控制水平更高，而且系統(tǒng)的運(yùn)行更加精確，其最大的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)是大大節(jié)省了傳統(tǒng)單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)人工操作的工作量。如今隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域中的一大重要部件，特別是電子設(shè)備中，通過(guò)單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用，大大提高了微處理器的操作性能，從而使單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)更好地實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制的功能，也為我國(guó)工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)功能不斷擴(kuò)展奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

一、當(dāng)前我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域中的單片機(jī)發(fā)展概況

單片機(jī)[2]也被稱為單片微型計(jì)算機(jī)以及微處理單元等，一般情況下，我國(guó)的單片機(jī)系統(tǒng)主要由RAM（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）以及ROM（只讀存儲(chǔ)器）和CPU（中央處理器）三大主要的技術(shù)模塊以及其他的相關(guān)附屬設(shè)施組成，例如一些輸入或者輸出型的程序控制端口（I/O）等主要的計(jì)算機(jī)相關(guān)功能部件都集中于硅片中，從而構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這一單片機(jī)采用了我國(guó)目前超大規(guī)模的集成化技術(shù)，因此其體積小、質(zhì)量更輕，除此之外，其最大的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)就是具有更加完善的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)功能，從而為開(kāi)發(fā)以及應(yīng)用和學(xué)習(xí)等都提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

因此，從單片機(jī)的應(yīng)用發(fā)展總體情況來(lái)看，其技術(shù)應(yīng)用水平已經(jīng)十分成熟，特別是其具有豐富的外部總線以及更快的處理速度和更大的應(yīng)用功能擴(kuò)展空間，因此其在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性較好，特別是系統(tǒng)的控制性更強(qiáng)，是一種典型的工業(yè)生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。該技術(shù)當(dāng)前主要在我國(guó)的儀器儀表以及家用電器、智能家居、汽車生產(chǎn)領(lǐng)域等眾多的工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中得到了非常廣泛的應(yīng)用。通常情況下，單片機(jī)主要有8位以及、16位和32位以及64位幾種類型[3]，目前在我國(guó)的市場(chǎng)中主流型號(hào)的單片機(jī)類型為32位的產(chǎn)品，這類型的單片機(jī)使用范圍專一，而且具有很好的應(yīng)用效果。

二、單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)概況分析

嵌入式系統(tǒng)是我國(guó)計(jì)算機(jī)中的一種十分普遍的應(yīng)用形式，這種技術(shù)通過(guò)系統(tǒng)的移植技術(shù)使被控制設(shè)備更好地實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)化以及控制的智能化。同一般的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)類似，嵌入式系統(tǒng)主要由硬件系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)兩大主要的系統(tǒng)構(gòu)成，而在嵌入式系統(tǒng)中的主要部件就是單片機(jī)系統(tǒng)，這一部件與數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)設(shè)備以及輸入輸出設(shè)備等可編程控制計(jì)算設(shè)備一同構(gòu)成了嵌入式系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)，從而被移植在其它的相關(guān)附屬設(shè)備中進(jìn)行操作控制；與該嵌入式系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)相比，其軟件系統(tǒng)主要是由上層應(yīng)用技術(shù)軟件以及嵌入式系統(tǒng)兩大模塊構(gòu)成，這一部件的主要作用就是更好地代替計(jì)算機(jī)完成相應(yīng)的操作控制功能。通俗來(lái)講，單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)就相當(dāng)于人體的大腦，其主要的功能就是負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備的自動(dòng)化控制以及操作，但其又無(wú)法脫離系統(tǒng)中其它的應(yīng)用模塊進(jìn)行單獨(dú)運(yùn)行。因此嵌入式系統(tǒng)是整個(gè)單片機(jī)的重要載體，而嵌入式系統(tǒng)中的被嵌入宿主設(shè)備又是整個(gè)單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)中的重要應(yīng)用物質(zhì)載體，從而為單片機(jī)的良好應(yīng)用奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

三、單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)用分析

通過(guò)實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，在我國(guó)工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)這種技術(shù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)不僅成本更低而且功耗較低和體積較小，因此其不僅具有很好的維護(hù)優(yōu)勢(shì)，而且在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中更加靈活、可移植。在此過(guò)程中系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為了能夠不斷滿足用戶的網(wǎng)絡(luò)需求，當(dāng)前在市場(chǎng)中的主流單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)都安裝和配備了多種不同的網(wǎng)絡(luò)通信接口，針對(duì)用戶的客戶端也具有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)控制端口，因此其可以同時(shí)支持TCP/IP協(xié)議。

1.單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)在嵌入式Web服務(wù)器中的應(yīng)用分析

基于單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)在嵌入式Web服務(wù)器[4]中具有十分廣泛的應(yīng)用，在實(shí)際的應(yīng)用中，嵌入式Web服務(wù)器主要通過(guò)以太網(wǎng)的程序控制端口設(shè)備來(lái)對(duì)過(guò)通信技術(shù)領(lǐng)域中的各個(gè)相關(guān)的技術(shù)設(shè)備信息數(shù)據(jù)的傳輸進(jìn)行控制，因此更好地使系統(tǒng)設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的共享。尤其是在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)資源十分短缺的情況下，通過(guò)單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)可以更好地實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接入。從而使不同系統(tǒng)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸不受時(shí)間以及地點(diǎn)和環(huán)境等外界因素的限制。

單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)在嵌入式Web服務(wù)器中的應(yīng)用主要是表現(xiàn)在對(duì)數(shù)據(jù)信息的遠(yuǎn)程監(jiān)控方面，比如將遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備接入到網(wǎng)絡(luò)中的嵌入式設(shè)備中，此時(shí)用戶可以通過(guò)客戶端的Web瀏覽器軟件對(duì)系統(tǒng)中外接的管理以及遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行控制，其主要的應(yīng)用原理就是單片機(jī)嵌入式設(shè)備的Web服務(wù)器與Web瀏覽器采用通信系統(tǒng)基層的TCP/IP這一網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，先通過(guò)Script解析器對(duì)該單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)中的Web瀏覽器的數(shù)據(jù)運(yùn)行腳本進(jìn)行解析，然后再通過(guò)HTML解析器對(duì)HTML語(yǔ)言進(jìn)行科學(xué)解析，最終客戶端程序組件applet或者Java通過(guò)客戶端Java虛擬機(jī)進(jìn)行科學(xué)解析，在此過(guò)程中當(dāng)嵌入式系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)信息與系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行完全匹配時(shí)，單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)行設(shè)備就會(huì)與嵌入式Web服務(wù)器的應(yīng)用程序接口進(jìn)行通信交互[5]。

2.單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)在嵌入式網(wǎng)絡(luò)測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

除了上述分析中的單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)在Web服務(wù)器應(yīng)用程序接口通信中的應(yīng)用之外，基于單片機(jī)的嵌入式網(wǎng)絡(luò)測(cè)控系統(tǒng)的應(yīng)用同樣也應(yīng)該引起高度重視。一般情況下，單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)測(cè)控系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)應(yīng)用主要是通過(guò)系統(tǒng)對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)信息進(jìn)行科學(xué)采集以及對(duì)遠(yuǎn)程控制管理設(shè)備進(jìn)行存儲(chǔ)以及上傳下達(dá)等，在此過(guò)程中，單片機(jī)系統(tǒng)首先需要對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與存儲(chǔ)，與此同時(shí)將單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接口與英特網(wǎng)相連接，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)服務(wù)器通過(guò)測(cè)控系統(tǒng)中的相關(guān)應(yīng)用軟件將嵌入式系統(tǒng)存儲(chǔ)器中的相關(guān)部件固化在單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，從而使測(cè)控系統(tǒng)中的外圍網(wǎng)絡(luò)接口在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)或移植網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，然后系統(tǒng)再將該單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)IP地址存儲(chǔ)在相關(guān)的位置中。

而網(wǎng)絡(luò)測(cè)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信設(shè)計(jì)以及串行口通信設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器設(shè)計(jì)以及CG等進(jìn)行操作完成，一般而言，嵌入式系統(tǒng)內(nèi)核中不帶有串行口控制網(wǎng)絡(luò)模塊，因此在信息傳輸編碼的解析過(guò)程中需要通過(guò)控制化模塊對(duì)信息編碼的內(nèi)核模塊進(jìn)行控制管理，從而使該單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)與系統(tǒng)終端的輸入與輸出方式相對(duì)應(yīng)，最后通過(guò)終端系統(tǒng)的控制函數(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)終端模塊中的數(shù)據(jù)通信接口進(jìn)行控制，從而確保該單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)科學(xué)實(shí)現(xiàn)異步串口通信的功能。

總之，單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用操作系統(tǒng)都是經(jīng)過(guò)特殊的剪裁之后只需要對(duì)相關(guān)的緊縮性操作系統(tǒng)管理模塊進(jìn)行保留，因此其內(nèi)核要比傳統(tǒng)的操作票系統(tǒng)更小，但是單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)測(cè)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性運(yùn)行管理要求較高。因此其實(shí)際的系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)應(yīng)該達(dá)到一定的級(jí)配要求。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前我國(guó)科學(xué)技術(shù)已經(jīng)在不斷向前發(fā)展，單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用在工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域非常廣泛，由于其具有運(yùn)行穩(wěn)定以及操作便捷等優(yōu)點(diǎn)，被工業(yè)技術(shù)人員高度重視。本文正是在這樣的研究背景下，重點(diǎn)對(duì)我國(guó)單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況以及相關(guān)的技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行了分析，從而希望我國(guó)的單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域以及其他的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域能夠繼續(xù)得到廣泛的實(shí)踐和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張志.基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及實(shí)踐要點(diǎn)研究論述[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2016，01：258-259+262.

[2]陳麗芳.基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[J].電子測(cè)試，2015，10：13-14.

[3]李希妍.試析嵌入式電氣安全智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].信息通信，2015，05：85.

[4]衛(wèi)敏.淺談基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2013，10：30+32.

[5]周忠偉，王希燕，楊桐.簡(jiǎn)論單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)的低消耗設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013，05：69.

（作者單位：江西九江職業(yè)大學(xué)）