基于ARM Cortex－M3的嵌入式網絡播放系統(tǒng)

引言

鑒于原來RS232、RS485的串口設備已不再適應信息化的步伐。從串口到網口的轉化，從電平級別的串口通信到以太網甚至Internet方式的網絡化級別通信已是必然趨勢。設備聯(lián)網管理具有靈活性強、可遠程控制、接口標準等優(yōu)點。給嵌入式設備增加網口連接的常用方法是在硬件電路上增加以太網控制芯片和接口，但是，這些芯片通常都有100個以上的管腳，且需要對芯片的硬件結構和網絡通信協(xié)議有深刻了解，或者自行設計TCP／IP協(xié)議棧和網絡控制端，技術門檻較高。而對于對網絡通信協(xié)議不甚了解，又想要給嵌入式設備增加網絡接口，同時還不想改變原有硬件結構的用戶來說，使用一款不需要了解網絡接口的相關知識，便可使網口和串口通信相互轉換的產品，無疑是一個較好方案。為此，本文提出了一種使用IPort-1模塊給用戶嵌入式設備增加網絡接口的實現(xiàn)方案。用戶可以在完全不了解網絡協(xié)議和控制接口的情況下，給自己的嵌入式設備增加網口而不需要修改原有的硬件電路，因而是一種方便易行的嵌入式設備網絡解決方案。

1 IPort-1模塊的結構和功能

IPort-1模塊是廣州致遠電子有限公司開發(fā)的一款多功能嵌入式以太網串口數(shù)據(jù)轉換模塊，它內部集成了TCP／IP協(xié)議棧。利用它可以輕松完成嵌入式設備的網絡功能。IPort-1模塊內部集成有10／100M自適應以太網接口，其串口通信最高波特率高達230.4 kbps，并具有TCP Server、TCPClient、UDP和Real COM driver等多種工作模式，可支持最多四個連接，同時支持域名訪問等功能。

IPort-1模塊的引腳定義如圖1所示。該模塊共有16個引腳，其中包括3個輸入管腳，3個輸出管腳，1個IO口，這些端口對應于不同的工作模式，有不同的輸入或輸出功能。





2 IPort-1模塊的Real COM模式應用

在ReM COM模式下，其上位機運行的一個后臺服務程序將主動連接到IPort-1模塊，并在PC端增加一個串口，這個串口就是IPort-1模塊的串口。一般在保證硬件連接好之后，應首先為PC設定IP地址、子網掩碼和網關等網絡參數(shù)，參數(shù)要求必須與IPox-1模塊在設定在同一網段內。IPort-1以太網轉串口模塊的默認IP地址為：192.168.0.178。其次．使用模塊自帶的ZNetCom軟件可以獲取設備配置信息，并可設定工作方式、串口波特率等參數(shù)。最后，便可以使用ZNetManager軟件啟動服務，從而進行通信。





圖2所示是IPort-1模塊與CAN模塊的電路連接圖。從圖2可以看出，IPort-1模塊與其它具有UART接口的設備進行通信時。只需要把IPort-1模塊的TXD與設備的RXD相連，同時將IPort-1模塊的RXD與設備的TXD相連就可以了，其電路連接非常簡單。

圖3是IPort-1模塊與CAN模塊的通信過程調試結果。





3 其它工作模式

除了Real COM模式，IPort-1模塊還具有TCPServeY、TCP Client、UDP三種工作模式。在TCPServer工作模式下，IPort-1模塊不會主動與其它設備進行連接，而始終等待客戶端(TCP Client)的連接，在與客戶端建立TCP連接后，即可進行雙向數(shù)據(jù)通信。而在TCP客戶端(TCP Client)模式下，IPort-1模塊將主動與預先設定好的TCP服務器進行連接，如果連接不成功，客戶端將會根據(jù)設置的連接條件不斷嘗試與TCP服務器建立連接。在與TCP服務器端建立TCP連接后，即可進行雙向數(shù)據(jù)通信。與以上模式使用的TCP協(xié)議不同，UDP模式使用UDP協(xié)議進行數(shù)據(jù)通信。UDP是一種不基于連接的通信方式，它不能保證發(fā)往目標主機的數(shù)據(jù)包被正確接收，所以在對可靠性要求較高的場合，一般需要通過上層的通信協(xié)議來保證數(shù)據(jù)的正確性；但是，因為UDP方式是一種較簡單的通信方式，所以它不會增加過多的額外通信量，同時，還可以提供比TCP方式更高的通信速度，以保證數(shù)據(jù)包的實時性。事實上，在網絡環(huán)境比較簡單、網絡通信負載不是太大的情況下，UDP工作方式并不容易出錯。工作在這種方式下的設備的地位都是相等的，不存在服務器和客戶端。

4 結束語

使用IPort-1模塊可以使用戶在不了解網絡通信協(xié)議和其內部硬件組成結構的情況下，就可以方便地給嵌入式設備增加網絡接口，同時也不需要改變電路的原有硬件結構，因而是一種方便易行的嵌入式設備網絡解決方案。