基于IPV6 的嵌入式数据采集系统设计

摘要：本文以工业生产中的“网络化数据采集系统”这一实际应用为讨论研究对象，借此来
说明基于IPv6 协议的嵌入式Internet 系统的硬件与软件设计。在本设计中，系统研制过程中
设计的技术主要有:1.系统的硬件方面使用了价格低廉的8 位MCU+以太网控制芯片的方式，
通过以太网控制芯片来完成Internet 上数据的收发;2.在软件方面采用了IPV6 协议，IPV6 协
议是新一代互联网的标准，它保留了目前广泛使用的IPV4 协议的主要设计思想，同时又针
对现代互联网应用技术的需求，对电感生产厂家其进行的修改、扩充和完善。
关键字：IPV6，嵌入式，数据采集，协议
引言
目前，世界各地广泛在使用的还是 IPv4 网络，IPv6 网络还只是停留在一些地方局部的
试用;同时IPv6 强大的网络功能，对嵌入式系统、智能芯片等软硬件的要求也相对较高。所
以基于IPv6 协议的嵌入式Internet 系统的研究与应用并没有为大多数人所关注。但是，随着
的IPv4 协议渐渐被IPv6 协议所取代;随着嵌入式Internet 系统的不断自我完善;随着微控制芯
片的迅猛发展。基于IPv6 协议的嵌入式Internet 系统将会成为互联网时代的新的发展和研究
方向。
1． 嵌入式 Internet 系统
嵌入式微处理器作为一种智能器件已经给工业领域带来了巨大变化，随着控制精度、
智能化程度等要求的提高，嵌入式微处理器完成任务也越来越多，其软件实现的功能也越来
越复杂，单一任务的软件结构也随之变为多任务的。所谓嵌入贴片电感式Internet 系统，就是普通的
嵌入式系统具备了Internet 互联功能，它能够方便地连接到Internet 上，实现信息在互联网
上的传递。早在1999 年6 月，中国计算机学会(China Computer Federation)举行的“嵌入式
系统及产业化在中国的发展前景”研讨会中，专家们曾探讨了嵌入式系统在当今计算机工业
中的地位及其网络化问题，并一致认为Internet 正由传统的PC 为中心的应用转向以嵌入式
设备为中心的应用。同时网络专家也预测，将来Internet 上传输的信息将有70%来自于小型
嵌入式系统。
今天，越来越多的消费型产品具有了Internet 特性。我们身边己经有了可以自动拨号进
入Internet 获取音像资料的DVD 播放机、有了可以查看股票信息的网络冰箱、还有GPS(全
球定位系统)等各种各样的嵌入式Internet 系统。
2． 系统的硬件设计
网络化数据采集系统，是利用嵌入式Internet 系统的透明接入技术来实现数据采集的网
络化，它是由单片机系统、LED 显示控制器、A/D 和D/A 转换器、以太网络控制器等几部
分组成，其硬件结构框图如图1 所示。

2.1 主控制器的扩展
系统的设计中，主控制器采用了 ATMEL 公司生产的AT89C55 微处理器。设计中把P0
口用作数据16 位地址的低位地址复用口，P2 口用作16 位地址的高位地址，P1 口的P1. 0
用作以太网控制芯片RTL8019AS 的复位信号输入端，P1. 1, P1. 2 分别模拟IZC 总线用作
EEPROM 数据存储器的时钟信号和数据输入输出线。引脚12(INTO)用来对以太网控制器
RTL8019AS 的中断请求作响应。
74LS373 用作P0 口分时复用的16 扼流电感位低位地址锁存器。外部数据存储器62256 内含32K
的8 位存储单元，其片选引脚CS (20)接单片机的A15。62256 内部存储器寻址通过单片机
的低15 位地址线AO^}A14。所以外部数据存储器62256 的单片机寻址范围为0000~7FFF。
AT89C55 没有I2C 总线接口，所以只能用单片机虚拟I2C 总线方式工作，由于总线上只
有一个单片机作为主节点，因此系统设计为单主方式下的虚拟I2C 总线。在这种方式下，虚
拟I2C 总线只有主发送和主接收两种操作， AT24C02 的写读程序如下：
① 写 AT24C02 工字电感器子程序AT24C02_ W
NUMBYT:被传送字节数N 的存放单元、NUM:被传送字节数N, SUBADR:AT24C02 中
要存放的数据首地址、VSDA:虚拟总线的数据线、VSCL:虚拟总线的时钟线、SLAW:写寻址
字节、MTD:发送数据缓冲区首地址。
AT24C02_W: NUMBYT. #NUM ;将被传送的字节数N 写入NUMBYT 中
MOV SLA. 大功率电感#SLAW ;写地址送到SLA 中
LCALL WRNBYT ;调用N 字节的写入子程序
RET
② 读 AT24C02 子程序AT24C02_ R。
AT24C02 的指点地址的读和它的写有些不同，指点地址的读是要求在指定的字地址读

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