基于16位單片機的家電信息監測系統方案設計的

圖2系統硬件電路框圖

　　該硬件結構主要包括兩部分：1.反映信息家電工作狀態的信息采集2.數據經過TCP/IP協議壓縮后，通過以太網控制芯片輸出到internet,或接收來自internet的控制數據并進行解包。該系統基于IEEE1451.2和TCP/IP協議構建，具有標準化的網絡接口，允許與Internet或Ethernet網絡進行即時連接，從而實現了家電設備和外部網絡的直接通訊，解決了監控設備和通訊網絡的接口問題，為實現基于WEB的遠程監控提供了底層的硬件互聯。

單片機控制以太網卡進行數據傳輸

　　單片機接入以太網必須嵌入TCP/IP協議，其加載TCP/IP協議控制以太網卡進行數據傳輸，并通過TCP/IP協議連接到互聯網的基本思路是：在遠程控制端進行的操作首先通過路由器尋找到目標，再通過網卡的ISA接口傳入單片機。在單片機中加載的驅動程序將之轉換成物理幀格式，最后由TCP/IP協議將之轉換為應用層控制命令。因為單片機內部資源有限，要完成上網任務必須精簡TCP/IP協議，本系統中使用了ARP、RARP、IP、UDP等部分協議，即可保證單片機接入以太網，亦保證足夠小的代碼量。單片機主要完成網絡數據的解包和串口數據的打包，當以太網有數據到達該設備，單片機采用查詢方式讀取網絡數據并分析，如果是ARP(物理地址解析協議)數據包，則轉入ARP處理程序，并發送RARP數據包，將IP地址和物理地址加入到局域網中建立映射。如果是UDP數據包且IP地址和端口號正確，則接收數據包，數據解包后，將數據部分通過串口輸出，控制現場設備。反之，如果現場設備通過串口發送數據到單片機，單片機將數據按照UDP協議格式打包，送入RTL8019AS，由RTL8019AS將數據輸出到局域網中。根據需要還可以在收到串口數據時，先完成數據預處理，再將處理好的數據送到局域網。

軟件實現部分

　　軟件設計主要包括：以太網控制器初始化程序、驅動程序、TCP/IP協議棧程序、系統網絡配置程序。以太網控制器驅動程序用于設置以太控制芯片的工作狀態即工作方式，分配收發數據的緩沖區；系統網絡配置程序用于給監測系統分配IP地址及域名。限于篇幅，下面僅給出了采用匯編語言編寫的RTL8019AS初始化的部分代碼。

.includehardware.inc;//配置單元定義
.public_init//RTL8019AS初始化子程序
_init:
R1=0xffff；//初始化A口為輸出
[P_IOA_Attrib]=R1；
[P_IOA_Dir]=R1；
R1=0xfc07；//將IOB0~IOB2,IOB10~IOB15設置為輸出，其他為輸入
[P_IOB_Attrib]=R1；
[P_IOB_Dir]=R1；
R1=0x0001；//選中00H寄存器
[P_IOB_Data]=R1；
R1=0x0021;//選擇寄存器頁面0，芯片不工作
[P_IOA_Data]=R1；
[P_IOB_Data]=R1；
R1=0x004c；//設置接收緩沖區，頁地址為0x4c~0x7f
[P_IOA_Data]=R1；
R1=0x0001；//選中02H寄存器
[P_IOB_Data]=R1；
R1=0x0080；
[P_IOA_Data]=R1；
...
R1=0x0801；//選中01H寄存器
R1=0x0001；//選中00H寄存器
[P_IOB_Data]=R1；
R1=0x0061；//選擇寄存器頁面1
[P_IOA_Data]=R1；
...
R1=0x0001；
[P_IOB_Data]=R1；
R1=0x0022；//選擇寄存器頁面0，芯片進入工作狀態
[P_IOA_Data]=R1；
retf;//程序返回

　　利用16位單片機SPCE061A驅動以太控制芯片RTL8019AS，實現信息家電經由嵌入式網關接入internet的方式，可以方便、低廉地將信息家電的工作狀態送往遠程PC進行監控。這種低成本、高性能的方案，具有可靠靈活的特點，適用于通信速率不大，允許延時的家庭自動化設備。用戶可根據需要，按上述方法，為傳統的家電賦予接入internet的能力。