嵌入式Internet技术的研究与应用

摘要

在嵌入式系统应用领域，将嵌入式系统连接到Internet，实现嵌入式系统与Internet之间的资源共享、信息通信和状态控制等功能，这种嵌入式系统与Internet之间的连接与应用就称为嵌入式Internet，其发展前景十分广阔。 本文主要对8位微处理器ATmega128加入嵌入式TCP/IP协议栈的Interact接入方式进行研究和实现，最终使该系统能稳定高效地进行网络通信。本系统是基于μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统和经过裁剪的thinTCP/IP协议栈实现的。本文的研究的重点是嵌入式TCP/IP协议栈的设计与实现。通过分析ARP、IP、ICMP和TCP协议的工作原理，针对嵌入式系统实际应用的需求裁剪这些协议中不必要的功能，实现应用于ATmega128上的thin TCP/IP协议栈。在此基础上实现了简化的HTTP协议，并最终将此系统设计为一个嵌入式Web服务器，通过客户端浏览器可以直接访问该嵌入式Web服务器。本文的主要工作： 1．分析了以ATmega128和LAN91C111为核心的嵌入式系统硬件平台的架构，阐述了其中各个模块具体的设计过程，并详细描述了LAN91C111驱动程序设计方法。 2．分析了μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统在ATmega128处理器上的移植过程。 3．本文的核心是嵌入式TCP/IP协议栈的设计与实现。通过分析ARP、IP、ICMP和TCP协议的工作原理，结合嵌入式系统的具体应用，将这些协议中的不必要的功能予以裁剪，实现应用于ATmega128上的thinTCP/IP协议栈。 4．在此基础实现了简化的HTFP协议，并设计了一个基于ATmega128的嵌入式Web服务器系统。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1选题意义

1.2国内外研究现状

1.3嵌入式Internet的原理和特点

1.4论文的主要工作

第二章硬件系统的设计与实现

2.1硬件选型

2.1.1 ATmega128的特点

2.1.2以太网控制器LAN91C111

2.2硬件架构设计

2.2.1存储模块

2.2.2显示模块

2.2.3网络模块

2.2.4其它模块

2.3以太网接口设计与实现

2.3.1 LAN91C111寄存器地址映射

2.3.2 LAN91C111工作原理

2.3.3缓存中的数据帧格式

2.3.4 LAN91C111驱动程序设计

2.4本章小结

第三章μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统的移植

3.1 μC/OS-Ⅱ的概述

3.2 μC/OS-Ⅱ的移植

3.2.1OS_CPU.H

3.2.2 OS_CPU_C.C

3.2.3 OS_CPU_A.ASM

3.3本章小结

第四章嵌入式TCP/IP协议栈的设计与实现

4.1嵌入式TCP/IP协议栈的实现方案

4.1.1引言

4.1.2嵌入式TCP/IP协议栈的特点

4.1.3嵌入式TCP/IP协议栈的实现方案

4.2协议数据块设计

4.3 ARP协议的设计与实现

4.3.1 ARP协议设计

4.3.2ARP协议实现

4.4 IP协议的设计与实现

4.4.1 IP协议概述

4.4.2IP协议简化

4.4.3IP协议实现

4.5 ICMP协议的设计与实现

4.6 TCP协议的设计与实现

4.6.1 TCP协议报文格式

4.6.2 TCP协议状态机

4.6.3滑动窗口

4.6.4快速重传和拥塞避免

4.6.5 TCP协议的实现

4.6.6 Socket API实现

4.7嵌入式TCP/IP协议栈的测试

4.7.1测试环境

4.7.2测试内容和方法

4.7.3测试过程和结果

4.8本章小结

第五章嵌入式Web服务器的实现

5.1嵌入式Web服务器技术

5.2 HTTP协议实现

5.3文件系统

5.4嵌入式Web服务器的工作流程

5.5嵌入式Web服务器的实现

5.6本章小结

第六章结论和未来工作

参考文献

致谢

攻读硕士阶段发表的论文