一種物聯網低價接入終端的製作方法
2023-07-04 03:30:31 1
一種物聯網低價接入終端的製作方法
【專利摘要】本發明使用一種基於8位單片機和10M的網卡晶片實現物聯網接入終端的設計，該設計很好的控制了接入網際網路的成本。實現接入網絡的基本功能，在無作業系統環境下實現了IP數據包的解析和數據打包，方便在Internet上進行信息的共享和遠程測量監控等。在數據傳輸過程中，使用了加密和校驗的方法，保證了數據的安全性和準確性。
【專利說明】一種物聯網低價接入終端
【技術領域】
[0001]本發明涉及物聯網技術，尤其涉及低價的網絡終端的設計。
【背景技術】
[0002]隨著網絡技術的快速發展，物聯網技術受到了廣泛的重視。各種設備對接入網絡的需求越來越大。將大量的嵌入式設備用合適的方式接入網絡，成為近些年來一個重要的研究方向。將嵌入式設備作為網絡伺服器與網絡相連接很合適於遠程監控生產過程等系統，為提高生產效率和管理水平提出了創新方式。基於物聯網技術可以實現基於網絡的遠程數據採集、遠程控制、自動報警等功能，同時也為網絡傳感器技術、家庭環境自動控制、局部環境自動檢測、智能小區管理等技術的應用與發展提供技術保證。
[0003]目前的多數的物聯網網絡接入設備在硬體設計上和傳統的網絡接入方案設計上基本相同，相對價位較高。軟體上通常採用網頁控制的方式，這通常要求嵌入式設備上可以運行基本的作業系統，對設備的性能有一定的要求。同時，使用者通常需要知道每個接入終端對應的IP位址，對於用戶體驗大打折扣。
[0004]對於一些大量廉價的設備，如檯燈、熱水爐等常見的家用設備來說，接入網絡成本過高。同時，在大多數情況下，物聯網接入終端並不需要很高的網絡數據量，使用一些低速的接入方式，就能夠滿足要求。
[0005]本發明使用一種基於8位單片機和IOM的網卡晶片實現物聯網接入終端的方案，使其能實現接入網絡的基本功能，進行信息的共享和遠程測量監控等。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是:提供了一種低價、適合長期24小時工作、便於操作使用的物聯網的終端，該終端具備基本的網絡通信能力。
[0007]本發明為解決以上技術問題，所採用的技術方案是:
[0008]採用C51系列8位單片機作為接入端的處理核心。
[0009]採用RTL8019AS這款IOM網卡晶片作為網絡處理晶片，獲取網絡數據包。
[0010]採用32K低功耗靜態RAM——62256作為網絡數據包暫存器。
[0011 ] 處在被監控端的本地設備通過IO接口或串行485接口與單片機相連，既可以接受遠程的控制，也可以將實時的數據信息傳遞迴終端機，已進行監測任務。每一個接入終端可以與多個本地設備連接。
[0012]單片機通過控制乙太網控制晶片RTL8019AS實現本地端的網絡接入，從而通過乙太網與終端機進行通訊實現具體監控功能。本發明在無作業系統的軟體環境下，通過程序實現網絡數據傳輸的IP層一些基本的數據包解析和數據打包方法。
[0013]數據進行軟體加密和校驗，保證數據在網際網路上傳輸的安全性和準確性。對於解密失敗和校驗失敗的控制信息，均實行丟棄操作。
[0014]與接入終端匹配的特定的PC軟體。[0015]採用可變網絡地址的連接方式，可以通過按鍵和網絡修改物聯網接入模塊的網絡地址，以適應多種不同網絡環境的需求。
[0016]本發明的有益效果如下:
[0017]選用的設備晶片等級較低，大大降低了聯網的成本。MCU使用IO和485通訊方式控制受控電器等設備，接口簡單廉價。實現了 IP協議，允許用戶通過internet進行遠程訪問和控制。同時，對傳輸的數據增加了加密和校驗，提高了安全性和可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明系統完整示意圖
[0019]圖2為物聯網接入終端裡MCU中運行的程序流程圖
【具體實施方式】
[0020]硬體電路:
[0021]整個系統設計採用AT89S51作為主處理器晶片與REALTEK公司的IOM乙太網控制晶片RTL8019AS相結合，實現AT89S51控制RTL8019AS工作，達到單片機控制的嵌入式系統與外部網絡相連接的目的，從而實現嵌入式網絡伺服器。
[0022]使用C51系列處理器，將地址線和數據線通過ALE信號和74HC373鎖存器進行分離。通過地址解碼電路將IO部分映射到C51處理器的IO空間。通過地址解碼電路，將62256映射到C51處理器的memory空間的8000H到FFFHL將RTL8019AS也映射到地址空間中。CR寄存器地址解碼到8000H。RTL8019AS內部有兩塊RAM區。其中一塊16K字節，地址為0X4000?0X7FFF ;另一塊32位元組，地址為0X0000?0X001F。RAM按頁存儲數據，每256位元組為一頁，一般將RAM的前12頁存儲區作為發送緩衝區，後52頁存儲區作為接收緩衝區。第O頁只有32個字節，用於存儲每個乙太網卡物理地址。
[0023]軟體部分:
[0024]rtl8019as的驅動(附部分核心代碼):
[0025]I選擇頁:
[0026]rtl8019as對內部寄存器採用分頁管理技術，共有4頁。選擇頁碼時使用CR寄存器，其地址為00H，在我們的地址解碼中是8000H。
[0027]相關代碼:
[0028]
【權利要求】
1.一種物聯網低價接入終端，其特徵在於:硬體模塊採用8位MCU作為主處理核心，採用IOM網卡晶片作為網絡核心；使用IO接口和485接口與本地設備連接；控制程序在無作業系統環境下實現IP傳輸協議；對數據進行加密和校驗，保證數據的傳輸安全性；需要用特定的PC軟體與終端進行通訊。
2.根據權利要求1所述的物聯網低價接入終端，其特徵在於: 硬體模塊採用8位MCU作為主處理核心，採用IOM網卡晶片作為網絡核心，由此控制了設備整體的價位。
3.根據權利要求1所述的物聯網低價接入終端，其特徵在於: 與本地設備連接有IO接口和485接口兩種方式，其中IO接口僅限於近距離的連接，485傳輸協議允許較遠距離的數據傳輸。
4.根據權利要求1所述的物聯網低價接入終端，其特徵在於: 控制程序在無作業系統環境下實現IP傳輸協議。通過程序實現IP層的數據通信，允許終端接入Internet,實現遠程查看和控制。
5.根據權利要求1所述的物聯網低價接入終端，其特徵在於: 對數據進行加密，保證數據傳輸的安全性； 對數據進行校驗，保證數據傳輸的準確性。
6.根據權利要求1所述的物聯網低價接入終端，其特徵在於: 不同於常見的網頁訪問方式，本發明需要使用特定的PC軟體與終端進行通訊。
【文檔編號】H04L12/28GK103546429SQ201210239171
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月11日 優先權日:2012年7月11日
【發明者】鄭耀, 陳遠崢, 劉書, 吳傑 申請人:鄭耀