用網(wǎng)絡(luò)芯片PS2000實現(xiàn)智能家電與Internet連接

1、用網(wǎng)絡(luò)芯片ps2000實現(xiàn)智能家電與internet連接現(xiàn)在人們正處在信息時代，而internet已經(jīng)成為信息社會中很重要的組成部分。internet技術(shù)深化到人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦杏梅ǖ脑O(shè)備中，可使人們快捷便利地查閱和發(fā)布各類信息。同時，人們也希翼通過internet對家用電器舉行遠(yuǎn)程控制。但令人圓滿的是pc機(jī)及現(xiàn)有的internet技術(shù)顯得過于昂貴，因而并不適用。于是，人們希翼開發(fā)一種新技術(shù)，既能充分利用現(xiàn)有的internet技術(shù)和資源，又能以很低的成本將它應(yīng)用到各類智能裝置和家用電器中去。如今，各類已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于家用電器中。因為微控制器mcu(或稱之為)都嵌入在有關(guān)的設(shè)備中，沒有自己自立

2、的外殼，故稱該類設(shè)備為嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)能夠提供一定的服務(wù)和控制功能，能夠獵取、利用一些信息，但如何讓這些電子設(shè)備跟internet銜接起來，以便人們能夠遠(yuǎn)程獲得這些電子設(shè)備的信息并控制它們的運行，已成為今日信息界同仁關(guān)注的焦點。目前國內(nèi)外許多廠家正在研制和推廣網(wǎng)絡(luò)芯片。武漢力源電子股份有限公司研制并具有自主產(chǎn)權(quán)的web接口芯片webchip ps2000，正是智能裝置和家電產(chǎn)品銜接internet的"橋梁"，它可將internet技術(shù)延長到更為廣大的應(yīng)用領(lǐng)域。1 ps2000的結(jié)構(gòu)與原理ps2000是webchip網(wǎng)絡(luò)接口系列中的重要成員，通過它可以實現(xiàn)mcu應(yīng)用系統(tǒng)

3、與基于pc平臺的網(wǎng)關(guān)(如emgatewaytm)接口。ps2000芯片的原理結(jié)構(gòu)圖1所示。它主要由核心控制單元、uart、嵌入式modem接口模塊、標(biāo)準(zhǔn)modem接口模塊、rs-485收發(fā)控制單元、顯示控制、ds2401接口、spi接口模塊等組成。核心控制單元主要實現(xiàn)通信和協(xié)議轉(zhuǎn)換；ds2401接口為電子標(biāo)簽接口，用于銜接ds2401，為電子設(shè)備提供唯一電子標(biāo)識；通過spi串行接口模塊，可與mcu應(yīng)用系統(tǒng)便利銜接；狀態(tài)顯示接口能挺直驅(qū)動led；有多種串行通信方式可供挑選：可外接rs-232、rs-485、嵌入式modem或標(biāo)準(zhǔn)modem等接口，也可選用rf或irda通信方式。ps2000為44

4、腳mqfp封裝，采納單5v電源，具有體積小、功耗低、與emgatewaytm的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議兼容等特點。ps2000片內(nèi)駐留有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議說明與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議編譯程序模塊，mcu應(yīng)用系統(tǒng)與pc機(jī)網(wǎng)關(guān)交換信息時，由ps2000擔(dān)任網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的說明和轉(zhuǎn)換，通過17條容易的命令舉行控制；與pc機(jī)網(wǎng)關(guān)通信時，負(fù)責(zé)對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議舉行規(guī)范或說明，因為pc機(jī)網(wǎng)關(guān)能提供http服務(wù)，可以與計算機(jī)掃瞄器(netscape internet explore等)接口，故mcu應(yīng)用系統(tǒng)通過ps2000上網(wǎng)非常便利，可實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、管理、遠(yuǎn)程設(shè)備控制、在線診斷和服務(wù)，以及自動將電子設(shè)備、智能儀器儀表、家用電器等連入internet網(wǎng)絡(luò)。

5、2 mcu應(yīng)用系統(tǒng)與internet的銜接2.1 ps2000與基于pc平臺的網(wǎng)關(guān)通信ps2000與pc機(jī)的銜接非常靈便，可選用rs-232、rs-485、modem之一舉行通信?1,以滿足遠(yuǎn)程/近程、點對點或點對多點的通信要求，通過ps2000通信控制單元的通信控制字可挑選rs-232、rs-485、modem通信類型。2.2 mcunet協(xié)議簡介ps2000內(nèi)部固化了mcunet協(xié)議，它與emgateway和osgi協(xié)議兼容。mcunet協(xié)議是mcu電子設(shè)備與計算機(jī)平臺上的gateway建立聯(lián)系的一種軟件協(xié)議。mcunet協(xié)議結(jié)構(gòu)容易、功能很強。mcunet協(xié)議首先規(guī)定了一種主從關(guān)系，ga

6、teway永久是主叫系統(tǒng)(master)，而電子設(shè)備永久是從系統(tǒng)slave .gateway可以授權(quán)電子設(shè)備回?fù)?callback)。第二，mcunet定義了電子設(shè)備系統(tǒng)的狀態(tài)性能參數(shù)表(capabilities table)和變量表(variables table)。電子設(shè)備與gateway之間的信息交換過程是建立在mcu系統(tǒng)狀態(tài)性能參數(shù)表和變量表基礎(chǔ)上的。電子設(shè)備的系統(tǒng)狀態(tài)性能參數(shù)表的作用是把電子設(shè)備系統(tǒng)的一些特性參數(shù)告知gateway，如系統(tǒng)變量表中變量的個數(shù)、變量表所占用的字節(jié)數(shù)、非易失性存儲器的大小、字符串的表達(dá)類型(ascii、unicode或其它)等。電子設(shè)備的系統(tǒng)變量表的作用就

7、是把mcu與gateway之間需要交換的信息排列出來，通過一個變量表來表達(dá)。mcu與gateway之間的全部交換信息都在這個變量表的表達(dá)范圍之內(nèi)。超出變量表的信息，gateway將不予受理。2.3 ps2000與mcu接口mcu應(yīng)用系統(tǒng)普通都是以單片機(jī)為核心的一個應(yīng)用系統(tǒng)。以mcs-為例ps2000與mcs-51單片機(jī)的銜接2所示。2.4 mcu應(yīng)用系統(tǒng)與internet銜接的可行計劃分析比較第一種計劃是通過mcu應(yīng)用系統(tǒng)的單片機(jī)內(nèi)部固化tcp/ip協(xié)議。該計劃的優(yōu)點：硬件電路相對容易，也不需要其它中間環(huán)節(jié)支持便可以挺直撥號上網(wǎng)。缺點：因為單片機(jī)用法了tcp/ip協(xié)議芯片，因此需要大容量的程序

8、存儲器，而且要求mcu有較高的運行速度；應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計人員必需認(rèn)識tcp/ip協(xié)議和相關(guān)的接口，軟件設(shè)計復(fù)雜，工作量大；另外，每一個電子設(shè)備都要申請一個ip地址，而ip地址資源是有限的，而且用法還要付費，成本較高。其次種計劃是利用emware公司開發(fā)的emit技術(shù)。按照emware公司的電子設(shè)備網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，在應(yīng)用系統(tǒng)的單片機(jī)內(nèi)部用法emnet協(xié)議，再通過emgateway與internet網(wǎng)銜接。該計劃的優(yōu)點：因為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是通過emgateway在pc機(jī)上實現(xiàn)的，應(yīng)用系統(tǒng)mcu只用法較容易的emnet協(xié)議，因此對mcu的要求較低。缺點：應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計工程師必需認(rèn)識emnet協(xié)議和相關(guān)的接口，

9、而且本來客戶應(yīng)用系統(tǒng)的mcu也不一定符合要求，并且軟硬件設(shè)計的工作量仍然較大；同時，應(yīng)用系統(tǒng)的單片機(jī)處理emnet協(xié)議要占用一定的系統(tǒng)資源。第三種計劃是mcu應(yīng)用系統(tǒng)通過webchip ps2000網(wǎng)絡(luò)芯片與gateway銜接，再進(jìn)入internet網(wǎng)。ps2000內(nèi)部固化了mcunet協(xié)議，它與emgateway和osgi協(xié)議兼容。應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計人員徹低不必考慮任何網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，只需要說明并執(zhí)行ps2000傳送過來的命令和數(shù)據(jù)就可以實現(xiàn)與internet網(wǎng)絡(luò)銜接，而mcunet網(wǎng)絡(luò)協(xié)議由ps2000來完成。同設(shè)計uart系統(tǒng)中選用uart接口芯片一樣，選用ps2000將電子設(shè)備與internet銜

10、接，可以節(jié)約mcu的資源，設(shè)計更容易。通過以上比較分析可知，采納第三種計劃更為容易便利，而且成本低。3 應(yīng)用系統(tǒng)圖3是一個家用空調(diào)控制應(yīng)用系統(tǒng)在該系統(tǒng)中，為了確定設(shè)計的電子設(shè)備的id號是唯一的，需要加入一片由dallas公司生產(chǎn)的電子標(biāo)簽，通過這個唯一的id號區(qū)別不同的電子設(shè)備。然后確定需要遠(yuǎn)程控制的變量?，F(xiàn)設(shè)定4個需要遠(yuǎn)程控制的變量：設(shè)定空調(diào)的開關(guān)狀態(tài)；挑選空調(diào)的工作模式，如制冷、加熱、換氣等；設(shè)定房間溫度；設(shè)定定時時光。確定了控制變量后，還需要建立一個控制系統(tǒng)的變量表?這樣只需通過17條容易的命令編寫程序就可以實現(xiàn)家用空調(diào)與ps2000之間的信息交換。家用空調(diào)通過ps2000和emgateway與internet網(wǎng)便利地銜接起來之后，即可通過internet對家用空調(diào)舉行遠(yuǎn)