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    單片機或微控制器 (MCU) 已經在家庭和工業的各個領域得到了應用，通稱嵌入式系統，因為計算機芯片是嵌入在有關的設備中的，沒有自己獨立的外殼。目前大多數嵌入式系統還處于單獨應用的階段，以 MCU 為核心，與一些監測、伺服、指示設備配合實現一定的功能。在一些工業和汽車應用中，為了實現多個 MCU 之間的信息交流，利用 CAN 、 RS-232 、 RS-485 等總線將 MCU 組網，但這種網絡的有效半徑比較有限，有關的通信協議也比較少，并且一般是孤立于 Internet 以外的。 Internet 現已成為社會重要的基礎信息設施之一，是信息流通的重要渠道，如果嵌入式系統能夠連接到Internet 上面，則可以方便、低廉地將信息傳送到幾乎世界上的任何一個地方。將嵌入式系統與 Internet 結合起來的想法其實很早以前就有了，主要的困難在于， Internet 上面的各種通信協議對于計算機存儲器、運算速度等的要求比較高，而嵌入式系統中除部分 32 位處理器以外，大量存在的是 8 位和 16 位 MCU ，支持 TCP/IP 等 Internet 協議將占用大量系統資源，或根本不可能。本文將以嵌入式微控制器 Internet 技術 (EMIT) 及其在中國的技術開發中心 BOL/TASKING 公司的解決方案為基礎，描述如何實現嵌入式設備的 Internet 網絡化。

    一、嵌入式 Internet的應用
 
    嵌入式Internet技術具有廣闊的應用前景，其應用領域可以包括：

    1.智能公路 

    交通管理、車輛導航、流量控制、信息監測與汽車服務；

    2.植物工廠 

    特種植物工場，如實現野生名貴藥材的遠程監控培養和種植，無土栽培技術應用，智能種子工程等； 

    3.虛擬現實(VR)機器人 

    交通警察、門衛、家用機器人等；

    4.信息家電 

    冰箱、空調等的網絡化；

    5.工業制冷 

    冷庫、中央空調、超級市場冰柜；

    6.VR庫房 
    
    糧庫、油庫、食品庫等；

    7.VR精品店 

    客戶可以在Internet上實時地看到存貨狀況；

    8.VR家政系統 

    水、電、煤氣表的自動抄表，安全防火、防盜系統；

    9.工業自動化 

    目前已經有大量的8、16、32位嵌入式微控制器在應用中，網絡化是提高生產效率和產品質量、減少人力資源的主要途徑，如制藥工業過程控制、電力系統、電網安全、電網設備監測、石油化工系統；

    10.POS網絡及電子商務 

    公共交通無接觸智能卡(Contactless Smartcard, CSC)發行系統，公共電話卡發行系統，自動售貨機；

    11.環境工程與自然 

    水文資料實時監測，防洪體系及水土質量監測、堤壩安全，地震監測網，實時氣象信息網，水源和空氣污染監測。

    二、嵌入式Internet的原理

    如前面所述，在8位和16位MCU上實現Internet通信協議是比較困難的，如果將現有嵌入式系統中的MCU都更換成32位或64位的高性能處理器，從經濟性和現實性上來說都不太可能。EMIT從另一個角度出發，對 這個問題進行了很好的處理。

    EMIT采用桌面計算機或高性能的嵌入式處理器作為網關，稱為emGateway，上面支持TCP/IP協議并運行http服務程序，形成一個用戶可以通過網絡瀏覽器進行遠程訪問的服務器。emGateway通過RS-232、RS-485、CAN、紅外、射頻等輕量級總線與多個嵌入式設備聯系起來，每個嵌入式設備的應用程序中包含一個獨立的 通信任務，稱為emMicro，監測嵌入式設備中預先定義的各個變量，并將結果反饋到emGateway中；同時 emMicro還可以解釋emGateway的命令，修改設備中的變量，或進行某種控制。

    增加到嵌入式系統中的 emMicro代碼長度一般在1-8 K Bytes左右，不會影響MCU的正常運作。這樣僅通 過增加了一個emGateway網關，就解決了嵌入式設備上Internet的問題；網關還可以同時管理多個嵌入式設 備，從而提高嵌入式網絡的結構化、智能化、瀏覽信息資源的歸一化，并具有迄今為止其它解決方案無可 比擬的性能價格比優勢。

    除桌面計算機和嵌入式處理器以外， emGateway還可以作為ISP服務器中的一個任務運行，僅用軟件實現。

    三、嵌入式 Internet的開發

    EMIT技術包括一套嵌入式Internet的開發工具，其中包括多個部件，均以EmbeddedMicrocontroller的字頭縮寫emXxxx命名各個部件，以便于記憶，如emGateway稱為嵌入式微控制器網關。EMIT技術在中國通過BOL/Tasking軟件公司發行。EMIT開發平臺包括：

    1.emMicro 

    是目前唯一的適合于小型電子設備的微型網絡服務器。emMicro駐留在嵌入式設備中，是Gateway和嵌入式設備系統軟件之間的通信服務模塊。emMicro占用的字節可以小到1K Bytes，和emGateway一起，為8位和16位嵌入式設備提供網絡服務器功能。

    2.emGateway 

    是EMIT分布式網絡平臺的關鍵。它是輕量級設備網絡(如RS-232，RS-485，CAN，RF等)和大型高性能網絡(如Intranets，Internet)之間的橋梁，emGateway提供emMicro中沒有包括的網絡服務功能，并且可以與多種用戶界面相連接，如網絡瀏覽器、數據庫、應用程序等。emGateway可以駐留在PC、單板機、ISP服務器或32位以上的嵌入式處理器上。
 
    3.EMIT Access Library 

    是一個可以在通用高級語言(C, C++, Java, Visual Basic, 等)下調用的庫函數，實現從一個通用程
序(如網絡瀏覽器)或用戶程序中訪問和監測設備。EMIT Access Library能夠將嵌入式設備中的數據輸出到一個大的數據庫或客戶應用程序中。EMIT Access Library中包含按鈕、表頭等各種指示、控制控件，供開發人員選用。

    4.emLink 

    在emGateway中為每個外部嵌入式設備提供通信管理功能，以保持網絡連接，支持最常見的物理層協議 (RS232, RS485, RF, etc.)的數據鏈路功能。emLink Toolkit允許開發者修改通信鏈路以適應特殊的網絡物理層連接。

    5.emObjects 

    是預先建立的 Java 對象，能夠實現從標準網絡瀏覽器中訪問和控制嵌入式設備。
 
    EMIT 的圖形化開發界面非常簡單直接，并具有多種預先制作好的控件，供用戶在 emGateway 主頁中選用。在嵌入式中增加 emMicro 通信任務時，并不需要大量改變原有代碼，原來的代碼是用 C 語言還是匯編語言編寫并不會影響嵌入式設備的網絡化開發，這樣不但是新設備，而且現有的很多嵌入式設備也可以通過簡單的改造實現網絡化信息交流與控制。

    嵌入式 Internet 與 MCU 技術密切相關，需要多方面的協作，因此包括 Siemens/Infineon 、Philips 和 Motorola 在內的數十個公司聯合成立了 “ 嵌入式 Internet 聯盟 (ETI)” ，共同推動這一市場。可以預言，嵌 入式設備與 Internet 的結合代表著嵌入式系統和網絡技術的真正未來。