導(dao)語(yu)：網絡通(tong)信(xin)嵌入式TCP/IP協議單(dan)片機技術(shu)探索一(yi)文來源于網友(you)上(shang)傳(chuan)，不代表本(ben)站觀(guan)點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：伴隨著我國互聯網技術的不斷發展，信息共享程度也實現了同步提升。在此背景下，衍生出嵌入式TCP/IP協議單片機技術。技術誕生之初，便在網絡通信領域內顯現出快速發展的態勢。為了進一步助推嵌入式tcp/ip協議單片機技術的(de)整體發展(zhan)，針(zhen)對此項技術(shu)的(de)概念、特點及其技術(shu)原(yuan)理進(jin)行了闡述(shu)，針(zhen)對其技術(shu)設計及協議構成進(jin)行了全面系(xi)統的(de)研究，結合一款智能(neng)呼吸訓練(lian)器作為應(ying)用(yong)實例(li)，對此項技術(shu)具體應(ying)用(yong)進(jin)行了論證(zheng)分析。

關鍵詞：嵌(qian)入式TCP/IP協議(yi)；單片機技術；網絡通信(xin)；應用策略

伴隨著互聯網技(ji)(ji)術的大力(li)助推，實現了嵌入式TCP/IP協議單片機技(ji)(ji)術與網絡(luo)通信(xin)領(ling)域的相(xiang)互融合，極大地提升了我國網絡(luo)通信(xin)技(ji)(ji)術的智能化、自動化以及信(xin)息化水(shui)平。為(wei)了能夠更大限(xian)度發(fa)揮出嵌入式TCP/IP協議單片機技(ji)(ji)術的核心優(you)勢(shi)，現針對其(qi)技(ji)(ji)術設計與技(ji)(ji)術應(ying)用(yong)進行系(xi)統深入的探究，以此來推動我國通信(xin)事業(ye)及相(xiang)關技(ji)(ji)術領(ling)域的蓬勃發(fa)展。

1嵌入式TCP/IP協議單片機技術概述

1.1嵌入(ru)式協議的概念及(ji)特點(dian)

嵌(qian)(qian)入(ru)式(shi)(shi)(shi)是以信(xin)(xin)息(xi)交(jiao)互為目的(de)，將電(dian)子(zi)設備(bei)以模(mo)塊方式(shi)(shi)(shi)嵌(qian)(qian)入(ru)到Internet中的(de)一(yi)種技(ji)術。通(tong)過嵌(qian)(qian)入(ru)式(shi)(shi)(shi)系統(tong)之間(jian)的(de)相(xiang)(xiang)互連(lian)接，便可(ke)(ke)以同步實現信(xin)(xin)息(xi)交(jiao)互共享、狀態控(kong)制以及信(xin)(xin)息(xi)通(tong)信(xin)(xin)。近幾年來(lai)，嵌(qian)(qian)入(ru)式(shi)(shi)(shi)Internet應(ying)用(yong)范圍越來(lai)越廣(guang)，應(ying)用(yong)水平也(ye)越來(lai)越高。在(zai)(zai)實際應(ying)用(yong)過程中，主要(yao)通(tong)過相(xiang)(xiang)關計算機(ji)硬(ying)件(jian)及軟件(jian)的(de)聯合運(yun)用(yong)，滿足人(ren)們(men)的(de)信(xin)(xin)息(xi)通(tong)信(xin)(xin)需求。但是，要(yao)想實現網(wang)絡化通(tong)信(xin)(xin)，還需要(yao)在(zai)(zai)原有(you)硬(ying)件(jian)和軟件(jian)的(de)基礎上(shang)(shang)，運(yun)行(xing)(xing)嵌(qian)(qian)入(ru)式(shi)(shi)(shi)TCP/IP協(xie)議，再通(tong)過網(wang)絡接口控(kong)制器實現Internet連(lian)接。嵌(qian)(qian)入(ru)式(shi)(shi)(shi)系統(tong)與PC機(ji)之間(jian)的(de)差異之處(chu)主要(yao)體現在(zai)(zai)二者的(de)運(yun)行(xing)(xing)方式(shi)(shi)(shi)上(shang)(shang)，而且嵌(qian)(qian)入(ru)式(shi)(shi)(shi)協(xie)議可(ke)(ke)以充分滿足系統(tong)運(yun)行(xing)(xing)需求。與傳統(tong)協(xie)議相(xiang)(xiang)比(bi)，嵌(qian)(qian)入(ru)式(shi)(shi)(shi)協(xie)議具有(you)更(geng)強的(de)實效性(xing)與可(ke)(ke)靠性(xing)。嵌(qian)(qian)入(ru)式(shi)(shi)(shi)協(xie)議可(ke)(ke)以廣(guang)泛適用(yong)于多種特(te)(te)殊領域，并(bing)且在(zai)(zai)實際應(ying)用(yong)的(de)過程中呈(cheng)現出較強的(de)可(ke)(ke)裁剪性(xing)與靈活性(xing)。通(tong)常情況下，一(yi)個完整(zheng)的(de)TCP/IP協(xie)議具有(you)較大規(gui)模(mo)，所以在(zai)(zai)使用(yong)之前，需要(yao)依據實際需求對其進行(xing)(xing)精簡，而嵌(qian)(qian)入(ru)式(shi)(shi)(shi)協(xie)議了因此(ci)呈(cheng)現出更(geng)強的(de)多樣(yang)化特(te)(te)點[1]。

1.2單片(pian)機嵌入(ru)式TCP/IP協議技術

單(dan)(dan)片(pian)(pian)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)全(quan)稱(cheng)是(shi)單(dan)(dan)片(pian)(pian)微(wei)型(xing)計(ji)算機(ji)(ji)(ji)(ji)，在(zai)專業技術(shu)領域(yu)內(nei)，還將其稱(cheng)作為(wei)MCU微(wei)控制單(dan)(dan)元。從單(dan)(dan)片(pian)(pian)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)性能(neng)(neng)上看，具有結構(gou)簡單(dan)(dan)、數(shu)據(ju)處理效(xiao)率高、功(gong)能(neng)(neng)性強(qiang)等(deng)特點(dian)。目前，單(dan)(dan)片(pian)(pian)機(ji)(ji)(ji)(ji)已經在(zai)工業制造、日常(chang)生活等(deng)眾多領域(yu)內(nei)得到了(le)廣泛應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)。比(bi)如公交IC卡、全(quan)自動洗衣(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)等(deng)，其主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)功(gong)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)發揮(hui)就是(shi)得益于單(dan)(dan)片(pian)(pian)機(ji)(ji)(ji)(ji)技術(shu)的(de)(de)(de)(de)運用(yong)(yong)(yong)。單(dan)(dan)片(pian)(pian)機(ji)(ji)(ji)(ji)嵌(qian)入(ru)式TCP/IP協議技術(shu)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)功(gong)能(neng)(neng)是(shi)實現數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)(shu)，在(zai)其結構(gou)體系(xi)中，主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)包(bao)(bao)含應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)層(ceng)、傳(chuan)輸(shu)(shu)層(ceng)、網(wang)絡(luo)(luo)(luo)(luo)層(ceng)和網(wang)絡(luo)(luo)(luo)(luo)接口層(ceng)這4個重要(yao)(yao)(yao)部分。每(mei)一(yi)(yi)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)功(gong)能(neng)(neng)作用(yong)(yong)(yong)為(wei)：應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)層(ceng)負責對接收(shou)到的(de)(de)(de)(de)數(shu)據(ju)進行(xing)(xing)解(jie)釋，比(bi)較常(chang)見的(de)(de)(de)(de)類型(xing)包(bao)(bao)括(kuo)HTTP、Telnet、FTP等(deng)；傳(chuan)輸(shu)(shu)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)功(gong)能(neng)(neng)是(shi)獲取數(shu)據(ju)信息；網(wang)絡(luo)(luo)(luo)(luo)層(ceng)是(shi)將信息發送(song)到TCP/IP網(wang)絡(luo)(luo)(luo)(luo)中任意一(yi)(yi)臺計(ji)算機(ji)(ji)(ji)(ji)上；鏈路層(ceng)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)功(gong)能(neng)(neng)是(shi)接收(shou)和傳(chuan)輸(shu)(shu)IP數(shu)據(ju)包(bao)(bao)。嵌(qian)入(ru)式TCP/IP協議棧(zhan)之所以(yi)能(neng)(neng)夠在(zai)單(dan)(dan)片(pian)(pian)機(ji)(ji)(ji)(ji)上得以(yi)應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)，主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)通(tong)過(guo)系(xi)統硬件(jian)(jian)和軟件(jian)(jian)之間的(de)(de)(de)(de)嵌(qian)入(ru)式結合，從而使系(xi)統性能(neng)(neng)得到整體優(you)化(hua)(hua)。這就意味著(zhu)給單(dan)(dan)片(pian)(pian)機(ji)(ji)(ji)(ji)通(tong)信技術(shu)創造了(le)一(yi)(yi)個極其適(shi)宜的(de)(de)(de)(de)運行(xing)(xing)環境，促進該項技術(shu)呈現出更加(jia)強(qiang)大的(de)(de)(de)(de)智(zhi)能(neng)(neng)化(hua)(hua)應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)水平[2]。

2嵌入式TCP/IP協議單片機技術構成

2.1硬件構成

在(zai)(zai)選(xuan)擇單片(pian)機時(shi)，因(yin)為(wei)單片(pian)機是通(tong)(tong)信(xin)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的核心部分(fen)，而且遠程通(tong)(tong)信(xin)主要(yao)(yao)通(tong)(tong)過(guo)(guo)RTL8019AS以太(tai)網對(dui)芯片(pian)來實(shi)(shi)現，所(suo)以需(xu)要(yao)(yao)同時(shi)考慮TCP/IP的特點、協議組容量較(jiao)大、系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)運行(xing)速度較(jiao)高(gao)(gao)等眾(zhong)多因(yin)素。為(wei)了滿足使用(yong)(yong)需(xu)求，建議選(xuan)擇選(xuan)用(yong)(yong)X5045單片(pian)機。此類(lei)單片(pian)機在(zai)(zai)實(shi)(shi)際應(ying)(ying)用(yong)(yong)的過(guo)(guo)程中，表(biao)面出(chu)(chu)較(jiao)為(wei)理想的外(wai)部擴(kuo)展功(gong)(gong)能(neng)，并(bing)且在(zai)(zai)存儲IP地址以及(ji)配置信(xin)息方面也具備明顯優勢。不(bu)僅如(ru)此，X5045單片(pian)機還可(ke)以對(dui)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)電壓進(jin)行(xing)實(shi)(shi)時(shi)監控。圖(tu)1所(suo)示(shi)(shi)的是系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)硬件(jian)結構示(shi)(shi)意圖(tu)，圖(tu)1中可(ke)以看到，在(zai)(zai)硬件(jian)設(she)計(ji)(ji)的過(guo)(guo)程中，單片(pian)機連接端口發(fa)揮著物理介(jie)質的作用(yong)(yong)。憑(ping)借這一作用(yong)(yong)，使嵌入式系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)功(gong)(gong)能(neng)得以實(shi)(shi)現。另外(wai)，在(zai)(zai)針對(dui)硬件(jian)構成進(jin)行(xing)整體(ti)設(she)計(ji)(ji)時(shi)，必然會涉及(ji)到多款硬件(jian)設(she)備之(zhi)間的組合(he)應(ying)(ying)用(yong)(yong)。這就需(xu)要(yao)(yao)相關設(she)計(ji)(ji)人員從提(ti)高(gao)(gao)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)性(xing)能(neng)的角度出(chu)(chu)發(fa)，對(dui)硬件(jian)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)進(jin)行(xing)科學合(he)理的組合(he)設(she)計(ji)(ji)，確保最終呈現出(chu)(chu)來的硬件(jian)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)具備極(ji)強的功(gong)(gong)能(neng)性(xing)與實(shi)(shi)用(yong)(yong)性(xing)，為(wei)軟件(jian)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的高(gao)(gao)速運行(xing)創造一個(ge)良好環境。

2.2系統軟件

在(zai)應(ying)用(yong)單片機嵌入式(shi)TCP/IP協(xie)議(yi)(yi)技術時(shi)(shi)，需(xu)(xu)(xu)要針(zhen)(zhen)(zhen)對(dui)(dui)(dui)系統(tong)(tong)硬件及(ji)軟(ruan)件進行(xing)合理配置(zhi)。同(tong)時(shi)(shi)，確保網卡控制器驅(qu)動程(cheng)序(xu)設(she)計(ji)以(yi)(yi)及(ji)TCP/IP協(xie)議(yi)(yi)設(she)計(ji)的(de)(de)(de)科學合理性(xing)。TCP/IP協(xie)議(yi)(yi)作為系統(tong)(tong)中(zhong)的(de)(de)(de)上層(ceng)協(xie)議(yi)(yi)，本身又(you)具備(bei)較強的(de)(de)(de)獨立性(xing)。所以(yi)(yi)，在(zai)針(zhen)(zhen)(zhen)對(dui)(dui)(dui)TCP/IP協(xie)議(yi)(yi)進行(xing)編程(cheng)設(she)計(ji)時(shi)(shi)，不(bu)僅要賦(fu)予其較強的(de)(de)(de)功(gong)(gong)能(neng)(neng)價值，還(huan)要考慮(lv)如何(he)實現其功(gong)(gong)能(neng)(neng)性(xing)。由(you)于(yu)其存在(zai)較強的(de)(de)(de)獨立性(xing)，所以(yi)(yi)在(zai)關聯性(xing)方面(mian)不(bu)必(bi)給予過(guo)(guo)(guo)多關注。在(zai)功(gong)(gong)能(neng)(neng)設(she)計(ji)方面(mian)，需(xu)(xu)(xu)要同(tong)時(shi)(shi)針(zhen)(zhen)(zhen)對(dui)(dui)(dui)眾多模塊(kuai)展開設(she)計(ji)，而(er)且(qie)(qie)每一個(ge)模塊(kuai)都具有各自不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)功(gong)(gong)能(neng)(neng)屬性(xing)。比如通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)ARP協(xie)議(yi)(yi)，可將(jiang)IP地址轉化成物理地址，并且(qie)(qie)針(zhen)(zhen)(zhen)對(dui)(dui)(dui)ARP進行(xing)全方位(wei)解(jie)析與(yu)智能(neng)(neng)化管理，并且(qie)(qie)使緩存列表(biao)得到更(geng)新(xin)；通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)ICMP協(xie)議(yi)(yi)，可針(zhen)(zhen)(zhen)對(dui)(dui)(dui)數據(ju)流中(zhong)的(de)(de)(de)錯誤進行(xing)精準診斷；通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)IP模塊(kuai)，可以(yi)(yi)快速找到發送信息的(de)(de)(de)路徑(jing)；通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)UDP模塊(kuai)，實現對(dui)(dui)(dui)報文快速發送與(yu)接(jie)收；TCP需(xu)(xu)(xu)要通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)通(tong)(tong)信雙方建立的(de)(de)(de)數據(ju)連接(jie)，并且(qie)(qie)通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)一定的(de)(de)(de)順序(xu)號獲取信息。在(zai)應(ying)用(yong)系統(tong)(tong)軟(ruan)件之初，需(xu)(xu)(xu)要事先針(zhen)(zhen)(zhen)對(dui)(dui)(dui)PING表(biao)、ARP表(biao)、初始化TCP進行(xing)初始化處理。之后，再進入主(zhu)程(cheng)序(xu)中(zhong)完成TCP定時(shi)(shi)保活(huo)以(yi)(yi)及(ji)ARP表(biao)的(de)(de)(de)更(geng)新(xin)[3]。

3應用系統工作流程

如圖2所示(shi)，應用系統需要(yao)按照(zhao)下以流程(cheng)進行(xing)工作(zuo)：（1）當(dang)系統完成(cheng)初(chu)始化之(zhi)后(hou)(hou)，數(shu)(shu)據(ju)(ju)采集模(mo)塊便開始執行(xing)數(shu)(shu)據(ju)(ju)采集任務(wu)(wu)；MCU負責(ze)對采集數(shu)(shu)據(ju)(ju)接(jie)(jie)收(shou)。在此環節中，需要(yao)先查看ESP8266是(shi)(shi)否(fou)已經連(lian)(lian)接(jie)(jie)到(dao)網(wang)絡(luo)當(dang)中。如果未連(lian)(lian)接(jie)(jie)，需要(yao)使(shi)用無線WiFi的AT指令實現網(wang)絡(luo)連(lian)(lian)接(jie)(jie)；（2）查詢是(shi)(shi)否(fou)與后(hou)(hou)臺服務(wu)(wu)器建(jian)立起(qi)TCP/IP通訊連(lian)(lian)接(jie)(jie)。如果未建(jian)立，運用AT指令進行(xing)連(lian)(lian)接(jie)(jie)；（3）完成(cheng)連(lian)(lian)接(jie)(jie)之(zhi)后(hou)(hou)，再使(shi)用MCU串(chuan)口發送與該數(shu)(shu)據(ju)(ju)長度相關的數(shu)(shu)據(ju)(ju)信息。完成(cheng)上述流程(cheng)之(zhi)后(hou)(hou)，MCU即可根(gen)據(ju)(ju)服務(wu)(wu)器返回狀態，開展一下步操作(zuo)[4]。

4單片機嵌入式TCP/IP協議棧設計

4.1ARP協議

ARP協議(yi)功能，主要(yao)(yao)(yao)通過對(dui)網絡層當中各種數據(ju)的(de)(de)接收(shou)與(yu)返(fan)回(hui)這一過程得(de)以實現。與(yu)此同時(shi)(shi)，還需(xu)要(yao)(yao)(yao)將(jiang)那些含有(you)(you)(you)目(mu)標IP地(di)址的(de)(de)消息(xi)(xi)發送(song)(song)到(dao)主機上。但(dan)是(shi)，當ARP協議(yi)收(shou)到(dao)返(fan)回(hui)消息(xi)(xi)以后，需(xu)要(yao)(yao)(yao)將(jiang)該(gai)IP地(di)址和物(wu)理地(di)址存儲到(dao)本機中。雖然采用(yong)的(de)(de)是(shi)緩存方(fang)式(shi)，但(dan)在系(xi)統中存儲時(shi)(shi)間(jian)較長。另外，由(you)于單片機嵌入系(xi)統在執行遠程控制時(shi)(shi)，具有(you)(you)(you)很強的(de)(de)被動性。因(yin)此，系(xi)統有(you)(you)(you)必(bi)(bi)要(yao)(yao)(yao)在網絡接口處做出相應的(de)(de)說(shuo)明(ming)。通過這種方(fang)式(shi)，確保(bao)數據(ju)信息(xi)(xi)的(de)(de)及時(shi)(shi)有(you)(you)(you)效(xiao)傳遞。在運用(yong)地(di)址協議(yi)時(shi)(shi)，還需(xu)要(yao)(yao)(yao)關注(zhu)以下事項：（1）如果(guo)系(xi)統正處于初始(shi)(shi)化階(jie)段，則(ze)需(xu)要(yao)(yao)(yao)結合初始(shi)(shi)化進(jin)度，發送(song)(song)ARP協議(yi)請求(qiu)，如果(guo)遇到(dao)不符(fu)合要(yao)(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)地(di)址協議(yi)，又需(xu)要(yao)(yao)(yao)對(dui)其進(jin)行取舍(she)。以此來保(bao)證信息(xi)(xi)的(de)(de)有(you)(you)(you)效(xiao)性；（2）必(bi)(bi)要(yao)(yao)(yao)時(shi)(shi)，需(xu)要(yao)(yao)(yao)對(dui)IP地(di)址以外的(de)(de)信息(xi)(xi)進(jin)行解(jie)析，從而實現有(you)(you)(you)效(xiao)信息(xi)(xi)的(de)(de)高(gao)效(xiao)利用(yong)，同時(shi)(shi)保(bao)證信息(xi)(xi)內容的(de)(de)完整性。

4.2IP協議

通(tong)過(guo)IP協(xie)議，數據(ju)包可以通(tong)過(guo)多種(zhong)方式在所有網絡主(zhu)機上(shang)(shang)進行(xing)傳輸(shu)(shu)。從這(zhe)一(yi)工作(zuo)方式上(shang)(shang)看(kan)，IP協(xie)議的(de)功能(neng)與路由器之間有著較高的(de)相似度。另外，IP協(xie)議還可以針對數據(ju)進行(xing)優化重組(zu)。但是，由于在其操(cao)作(zuo)過(guo)程中不需(xu)要連接，所以數據(ju)傳輸(shu)(shu)過(guo)程中安全(quan)可靠性一(yi)般。

4.3UDP協議

UDP協(xie)議(yi)的(de)作用是將應(ying)用程序傳遞到(dao)特定(ding)IP層。但(dan)是，由于UDP協(xie)議(yi)與IP協(xie)議(yi)一(yi)樣(yang)，不具(ju)備較強的(de)可靠(kao)性。所以(yi)，由其傳遞的(de)數據是否能(neng)夠真正(zheng)到(dao)達目的(de)地，存在一(yi)定(ding)的(de)風(feng)險性。但(dan)是，相(xiang)對于TCP協(xie)議(yi)而言(yan)，UDP協(xie)議(yi)更加簡潔，將其應(ying)用于設計(ji)文中的(de)協(xie)議(yi)和通信中，具(ju)有較高的(de)科(ke)學合理性。

5實例應用

為了使(shi)嵌入式TCP/IP協(xie)議單片機技術(shu)得(de)到更(geng)(geng)加(jia)深(shen)入細致的研究，使(shi)其在網絡通信(xin)中的功能(neng)價值得(de)到更(geng)(geng)大呈(cheng)現(xian)，引(yin)用了一則(ze)智(zhi)能(neng)呼吸訓(xun)練(lian)器(qi)(qi)案例(li)，力爭借(jie)助(zhu)此案例(li)進(jin)行(xing)更(geng)(geng)加(jia)直觀具象的認(ren)證分析(xi)。在智(zhi)能(neng)呼吸訓(xun)練(lian)器(qi)(qi)工作的過程中，MCU作為主控(kong)單元，負責對患者進(jin)行(xing)呼吸訓(xun)練(lian)時產生的數(shu)據進(jin)行(xing)收集(ji)，再通過串口(kou)AT指令(ling)對ESP8266模塊(kuai)進(jin)行(xing)控(kong)制，從而與后臺服務器(qi)(qi)之間(jian)建(jian)立TCP/IP連接。最終(zhong)將數(shu)據上(shang)傳至后臺服務器(qi)(qi)系(xi)統中，在系(xi)統數(shu)據庫(ku)中，對數(shu)據進(jin)行(xing)長(chang)期存(cun)儲，以備后續(xu)查詢、調用、開展數(shu)據分析(xi)時使(shi)用[5]。

5.1建立TCP/IP連接

在使(shi)(shi)用(yong)客戶(hu)端(duan)(duan)發送(song)數(shu)(shu)(shu)(shu)據之前，需(xu)要先(xian)建立起TCP/IP連接。在建立此(ci)連接時，需(xu)使(shi)(shi)用(yong)MCU對(dui)服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)遠程操(cao)控，具(ju)體的(de)(de)(de)(de)操(cao)作步驟為：（1）創(chuang)建一個socket；（2）針對(dui)需(xu)要連接的(de)(de)(de)(de)服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)IP地(di)址和端(duan)(duan)口屬性進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)設置；（3）運用(yong)函(han)數(shu)(shu)(shu)(shu)connect與(yu)服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)之間進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)遠程連接，進(jin)(jin)(jin)而(er)實(shi)現數(shu)(shu)(shu)(shu)據的(de)(de)(de)(de)接收與(yu)發送(song)。另外(wai)，服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)也需(xu)要建立TCP/IP協(xie)議，其(qi)操(cao)作步驟為：（1）創(chuang)建一個socket；（2）使(shi)(shi)用(yong)函(han)數(shu)(shu)(shu)(shu)bind對(dui)IP地(di)址和端(duan)(duan)口信息進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)綁定；（3）開啟(qi)系(xi)統監聽功能(neng)；（4）對(dui)客戶(hu)端(duan)(duan)發送(song)的(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)據進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)接收與(yu)發送(song)。案例(li)服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)采用(yong)的(de)(de)(de)(de)是(shi)EasySwoole框架，在此(ci)服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)器(qi)(qi)所提(ti)供的(de)(de)(de)(de)APIEasySwooleEvent功能(neng)當中，可(ke)(ke)針對(dui)mainServerCreate事(shi)件進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)回調注冊以及服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)監聽，并且開啟(qi)TCP服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)[6]。工作人員(yuan)便可(ke)(ke)以隨時監聽客戶(hu)端(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de)連接、斷開進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)操(cao)控，還可(ke)(ke)實(shi)時接收來自于客戶(hu)端(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)據信息。

5.2數據上傳(chuan)方式

將采(cai)集到的(de)(de)(de)患者呼吸數(shu)(shu)(shu)據(ju)，以數(shu)(shu)(shu)據(ju)包的(de)(de)(de)形式上(shang)傳到系(xi)統數(shu)(shu)(shu)據(ju)庫中(zhong)。在每一個數(shu)(shu)(shu)據(ju)包的(de)(de)(de)幀頭(tou)和幀尾，都需增加一個相應的(de)(de)(de)標識符(fu)(fu)。從幀頭(tou)標識符(fu)(fu)的(de)(de)(de)開(kai)始(shi)至標識符(fu)(fu)的(de)(de)(de)結尾，所有字節(jie)累加之后(hou)，取32位(wei)，即(ji)4個字節(jie)。MCU通過AT指(zhi)令，實現ESP8266的(de)(de)(de)調用，再借助函數(shu)(shu)(shu)send進行數(shu)(shu)(shu)據(ju)發送(song)，直至所有數(shu)(shu)(shu)據(ju)全部上(shang)傳完畢。針對(dui)每一個數(shu)(shu)(shu)據(ju)包，使用ID加以區分，服(fu)務器負(fu)責針對(dui)CRC32正確(que)與否進行檢驗。如果發現錯誤代(dai)碼(ma)，需將其返回給客(ke)戶(hu)端，當(dang)客(ke)戶(hu)端接(jie)收到錯誤代(dai)碼(ma)之后(hou)，再按照ID數(shu)(shu)(shu)據(ju)包重(zhong)新發送(song)正確(que)代(dai)碼(ma)。

5.3通信協議(yi)測試

研究人員通過(guo)實驗，對數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)傳(chuan)輸的(de)(de)安全可靠性(xing)與(yu)(yu)完(wan)整性(xing)進行了(le)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，還針(zhen)對通信協議的(de)(de)壓力進行了(le)相關測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。具(ju)體的(de)(de)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)方法為：首先，數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)完(wan)整性(xing)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。先斷開呼吸(xi)(xi)訓(xun)練(lian)器(qi)(qi)的(de)(de)網絡(luo)連(lian)(lian)接(jie)，采用離(li)線方式訓(xun)練(lian)100組，獲得(de)相應的(de)(de)呼吸(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)。此(ci)時，再將呼吸(xi)(xi)器(qi)(qi)與(yu)(yu)網絡(luo)相連(lian)(lian)接(jie)，MCU將未連(lian)(lian)網之(zhi)(zhi)前收集(ji)到(dao)的(de)(de)呼吸(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)一次(ci)性(xing)上傳(chuan)完(wan)畢(bi)。重(zhong)復(fu)3次(ci)上述(shu)操作，并且對3次(ci)100組呼吸(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)進行上傳(chuan)，最(zui)終針(zhen)對上傳(chuan)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)進行核(he)對。經核(he)對，確(que)認所有(you)訓(xun)練(lian)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)均具(ju)有(you)較高(gao)的(de)(de)完(wan)整性(xing)與(yu)(yu)準確(que)性(xing)。最(zui)后，壓力測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。本次(ci)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)選(xuan)(xuan)(xuan)用網絡(luo)調試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)助手做為測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)工具(ju)，選(xuan)(xuan)(xuan)用TCPClient作為協議類型。在測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)中(zhong)，先將后臺服(fu)務(wu)器(qi)(qi)IP地(di)址和端(duan)口號錄入(ru)到(dao)遠程(cheng)主機中(zhong)，之(zhi)(zhi)后點(dian)擊“連(lian)(lian)接(jie)”鍵。此(ci)后，在數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)發(fa)(fa)送窗口進行呼吸(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)填寫，并且在“循環周期”選(xuan)(xuan)(xuan)項(xiang)中(zhong)進行勾選(xuan)(xuan)(xuan)，將循環時間設定為10mS。設置完(wan)畢(bi)后，連(lian)(lian)續(xu)點(dian)擊5次(ci)“發(fa)(fa)送”鍵。重(zhong)復(fu)上述(shu)操作步驟3次(ci)，之(zhi)(zhi)后針(zhen)對服(fu)務(wu)器(qi)(qi)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)庫中(zhong)的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)完(wan)整性(xing)與(yu)(yu)正(zheng)確(que)性(xing)進行復(fu)核(he)，最(zui)終確(que)認真實數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)與(yu)(yu)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)工具(ju)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)相一致(zhi)。通過(guo)上述(shu)兩(liang)項(xiang)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，判斷該系統具(ju)備較高(gao)的(de)(de)穩(wen)定性(xing)、安全可靠性(xing)，充分呈現出TCP/IP協議在網絡(luo)傳(chuan)輸應用中(zhong)的(de)(de)作用價值(zhi)。

6結語

嵌入式TCP/IP協(xie)議單片(pian)(pian)(pian)機(ji)技(ji)術(shu)在(zai)通信(xin)領域內呈現出越來(lai)越高的(de)(de)(de)(de)使用(yong)率(lv)與應用(yong)效(xiao)(xiao)果。尤其隨著(zhu)人們對(dui)于網絡通信(xin)質量(liang)、信(xin)息(xi)(xi)傳輸效(xiao)(xiao)率(lv)要求(qiu)的(de)(de)(de)(de)不(bu)斷提升，嵌入式TCP/IP協(xie)議單片(pian)(pian)(pian)機(ji)技(ji)術(shu)必然(ran)會(hui)在(zai)不(bu)久(jiu)的(de)(de)(de)(de)將來(lai)，在(zai)通信(xin)領域內實現普及應用(yong)。屆時，不(bu)僅推(tui)進(jin)自身應用(yong)水平(ping)的(de)(de)(de)(de)大幅提升，在(zai)功能價值上還將獲得(de)更大幅度的(de)(de)(de)(de)創(chuang)新發展。同時，伴隨著(zhu)我(wo)國(guo)互聯網技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)日(ri)趨成(cheng)熟與完善，與之相(xiang)關的(de)(de)(de)(de)各(ge)項技(ji)術(shu)水平(ping)也(ye)將實現同步提升。不(bu)僅可以滿足人們的(de)(de)(de)(de)信(xin)息(xi)(xi)共享(xiang)需求(qiu)，還將促(cu)進(jin)嵌入式TCP/IP協(xie)議單片(pian)(pian)(pian)機(ji)技(ji)術(shu)與通信(xin)領域的(de)(de)(de)(de)全面融合。從而推(tui)動(dong)嵌入式TCP/IP協(xie)議單片(pian)(pian)(pian)機(ji)技(ji)術(shu)會(hui)朝著(zhu)更加實用(yong)、高效(xiao)(xiao)、安全、智能、經濟的(de)(de)(de)(de)方(fang)向邁進(jin)。

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作者(zhe)：衛肖璐 單位：西安工商學院