1、引言

　　以太網(wǎng)是當(dāng)今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)定義了在局域網(wǎng)（LAN）中采用的電纜類型和信號(hào)處理方法。以太網(wǎng)在互聯(lián)設(shè)備之間以10~100Mbps的速率傳送信息包，雙絞線電纜10 Base T以太網(wǎng)由于其低成本、高可靠性以及10Mbps的速率而成為應(yīng)用為廣泛的以太網(wǎng)技術(shù)。直擴(kuò)的無線以太網(wǎng)可達(dá)11Mbps,許多制造供應(yīng)商提供的產(chǎn)品都能采用通用的軟件協(xié)議進(jìn)行通信，開放性。

　　近來發(fā)展起來的方法是利用嵌入式Web Server和TCP/IP協(xié)議，技術(shù)人員可以通過CGI網(wǎng)頁(yè)對(duì)嵌入式系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行瀏覽和修改，這種方法雖然有著良好的人機(jī)界面，使用起來也非常方便，但嵌入式Web Server 需要處理器有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，一般的MCU并不支持。

　　WebServer中文名稱叫網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器或web服務(wù)器。WEB服務(wù)器也稱為WWW（WORLDWIDEWEB）服務(wù)器，主要功能是提供網(wǎng)上信息瀏覽服務(wù)。Web服務(wù)器傳送（serves）頁(yè)面使瀏覽器可以瀏覽，然而應(yīng)用程序服務(wù)器提供的是客戶端應(yīng)用程序可以調(diào)用（call）的方法（methods）。確切一點(diǎn)，你可以說：Web服務(wù)器專門處理HTTP請(qǐng)求（request），但是應(yīng)用程序服務(wù)器是通過很多協(xié)議來為應(yīng)用程序提供（serves）商業(yè)邏輯（businesslogic）。

　　在大量實(shí)踐的基礎(chǔ)上，本文詳細(xì)闡述了嵌入式系統(tǒng)采用UDP協(xié)議來對(duì)參數(shù)進(jìn)行配置修改的技術(shù)，較好的解決了嵌入式系統(tǒng)中參數(shù)修改問題。

　　2、系統(tǒng)原理

　　嵌入式系統(tǒng)是"控制、監(jiān)視或者輔助裝置、機(jī)器和設(shè)備運(yùn)行的裝置"（devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants）。從中可以看出嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機(jī)械等附屬裝置。目前國(guó)內(nèi)一個(gè)普遍被認(rèn)同的定義是：以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

　　嵌入式系統(tǒng)一般由PC管理機(jī)和嵌入式終端組成。PC管理機(jī)主要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫和管理。終端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采樣并把數(shù)據(jù)傳給PC機(jī)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，終端和主機(jī)通過以太網(wǎng)相連，每個(gè)終端都有自己的機(jī)號(hào)和IP地址。因此，PC機(jī)不僅要對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行管理，還要進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。當(dāng)終端收到PC機(jī)的命令和數(shù)據(jù)后，把數(shù)據(jù)存放在EEPROM的存儲(chǔ)器里，然后更新系統(tǒng)參數(shù)。本文主要闡述系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信部分的具體實(shí)現(xiàn)，包括上位機(jī)和下位機(jī)的實(shí)現(xiàn)過程。

　　3、應(yīng)用協(xié)議

　　3.1 UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議

　　UDP是UserDatagramProtocol的簡(jiǎn)稱，中文名是用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議，是OSI參考模型中一種無連接的傳輸層協(xié)議，提供面向事務(wù)的簡(jiǎn)單不可靠信息傳送服務(wù)。它是IETFRFC768是UDP的正式規(guī)范。UDP是ISO參考模型中一種無連接的傳輸層協(xié)議，提供面向事務(wù)的簡(jiǎn)單不可靠信息傳送服務(wù)。UDP協(xié)議基本上是IP協(xié)議與上層協(xié)議的接口。UDP協(xié)議適用端口分別運(yùn)行在同一臺(tái)設(shè)備上的多個(gè)應(yīng)用程序。UDP數(shù)據(jù)報(bào)格式如圖2所示。

　　3.2應(yīng)用數(shù)據(jù)幀封裝格式

　　應(yīng)用數(shù)據(jù)是以幀的格式封裝在UDP數(shù)據(jù)里面的，它的幀格式是：幀開頭（1字節(jié)）+數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（1字節(jié)）+機(jī)號(hào)（2字節(jié)）+命令（1字節(jié)）+數(shù)據(jù)+效驗(yàn)（1字節(jié)）+幀結(jié)尾（1字節(jié)）。幀以0x02開頭，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度表示機(jī)號(hào)、命令和數(shù)據(jù)總的長(zhǎng)度字節(jié)，效驗(yàn)是對(duì)前面數(shù)據(jù)和效驗(yàn)，幀結(jié)尾是0x03.

　　4、程序?qū)崿F(xiàn)

　　4.1上位機(jī)程序

　　上位機(jī)采用VC6.0進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)通信部分主要由套接字Socket完成，在UDP應(yīng)用編程中，一般調(diào)用Socket的RecvFrom（） 和SendTo（）兩個(gè)主要函數(shù)即可完成數(shù)據(jù)通信，其工作流程如圖3所示。

　　下面代碼是解析下位機(jī)所返回信息。

　　iRecv  =Socket.ReceiveFrom（m_temp,sizeof（m_temp），

　　m_nip,uPort,0）；

　　if （iRecv）

　　{ if（m_temp[4]==0x3e）

　　MessageBox（"設(shè)置成功"）；

　　else if（m_temp[4]==0x3f）

　　MessageBox（"設(shè)置失敗"）；

　　else

　　MessageBox（"通信錯(cuò)誤"）；

　　iRecv=0;

　　}

　　4.2下位機(jī)程序

　　終端正確的接收完一幀數(shù)據(jù)后，根據(jù)命令來處理相應(yīng)的事務(wù)。系統(tǒng)提供基本的5個(gè)命令：0x50（設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)），0x51（讀取配置參數(shù)），0x43 （初始化EEPROM,0x3e （正確操作應(yīng)答），0x3f（不正確操作應(yīng)答），工作流如圖4所示。

　　5、在"家校通"中的具體應(yīng)用

　　"家校通"是為實(shí)現(xiàn)學(xué)校、家庭和老師之間有著快捷、實(shí)時(shí)溝通而研發(fā)的先進(jìn)教育網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)平臺(tái)，是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線通訊技術(shù)和考勤信息化技術(shù)于一體的現(xiàn)代信息化管理系統(tǒng)。利用這一平臺(tái)，家、校雙方能夠及時(shí)方便地傳遞信息，有效解決家校之間溝通難的矛盾與問題，使學(xué)生在成長(zhǎng)過程中得到隨時(shí)隨地的關(guān)愛服務(wù)，給學(xué)校、班主任老師提供方便、快捷、高效率的溝通渠道，交流起來無拘無束，暢所欲言，充分實(shí)現(xiàn)了社會(huì)、學(xué)校、家庭和諧共育的教育格局。

　　近年來，智能IC卡得到了廣泛的應(yīng)用，除了應(yīng)用于信用卡、收費(fèi)卡、保險(xiǎn)卡、密鑰卡等外，在學(xué)校也得到廣泛使用，像校園"一卡通","家校通"到處隨處可見。"家校通"是利用現(xiàn)代信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)家庭與學(xué)校快捷、實(shí)時(shí)溝通的教育網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，是一套可以有效解決老師和家長(zhǎng)之間溝通，幫助孩子健康成長(zhǎng)的、集先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一體的信息交流系統(tǒng)。它可以讓家長(zhǎng)每天都能了解到自己孩子在學(xué)校的情況，也可以讓家長(zhǎng)隨時(shí)隨地的向老師提出建議或反映孩子在家里的表現(xiàn)。系統(tǒng)硬件主要采用網(wǎng)絡(luò)型讀卡機(jī)，它主要由主控MCU89C52、讀卡模塊RC500、8位LED和網(wǎng)絡(luò)通組成。它不能單獨(dú)工作，必須聯(lián)網(wǎng)與PC機(jī)進(jìn)行通信，圖5是"家校通"典型拓?fù)鋱D。

　　5.1 "家校通"基本工作原理

　　網(wǎng)絡(luò)型讀卡器是由網(wǎng)絡(luò)通和讀卡器組成，網(wǎng)絡(luò)通有自己的IP地址，讀卡器有自己的機(jī)號(hào)，通信服務(wù)器也有自己的IP地址和機(jī)號(hào)。

　　當(dāng)讀卡器有數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)通送到嵌入通信服務(wù)器，嵌入通信服務(wù)器收到數(shù)據(jù)后，提取網(wǎng)絡(luò)通的地址和讀卡器的機(jī)號(hào)，做成一個(gè)動(dòng)態(tài)的IP地址和機(jī)號(hào)對(duì)應(yīng)表。當(dāng)PC機(jī)有數(shù)據(jù)給通信服務(wù)器時(shí)，提取數(shù)據(jù)中的機(jī)號(hào)，查找IP地址和機(jī)號(hào)對(duì)應(yīng)表，然后按照查到IP地址發(fā)送數(shù)據(jù)給讀卡器，這樣完成了讀卡器和PC機(jī)之間的通信。

　　5.2 "家校通"參數(shù)修改及其實(shí)現(xiàn)

　　為確保"家校通"系統(tǒng)的正常運(yùn)行，系統(tǒng)要維護(hù)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)型讀卡機(jī)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)（IP地址）和黑名單，這些參數(shù)的維護(hù)工作既煩瑣又必不可少，應(yīng)用我們的研究成果，這些參數(shù)可以通過我們的研究成果快速方便進(jìn)行。

　　圖6所示的軟件可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的參數(shù)在線更新，包括IP地址的設(shè)置和黑名單的更新，使得系統(tǒng)維護(hù)更方便靈活。

　　6、結(jié)論

　　本文作者創(chuàng)新點(diǎn)采用UDP協(xié)議來對(duì)嵌入式系統(tǒng)中參數(shù)進(jìn)行配置修改，在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中具有很大的意義，為嵌入式系統(tǒng)維護(hù)人員提供良好的應(yīng)用程序接口，體現(xiàn)了系統(tǒng)的人性化程序設(shè)計(jì)和以人為本的思想。