【正文】 ，從底層到最高層分別是物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，網(wǎng)絡(luò)層，傳輸層，和最高層的應(yīng)用層。物理層和數(shù)據(jù)鏈路層 是 TCP/IP 協(xié)議的最低層，要求提供給上層一個(gè)訪問接口，以便傳遞 IP 分組信息。網(wǎng)絡(luò)層是第二層，也是整個(gè) TCP/IP 協(xié)議棧的核心，其功能是把分組發(fā)往目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)或主機(jī)，源主機(jī)與目的主機(jī)可以在同一個(gè)網(wǎng)上，也可以在不同的網(wǎng)上。其中定義了分組格式和協(xié)議，即 IP 協(xié)議，來對(duì)分組進(jìn)行排序。 IP 協(xié)議是一種不可靠、無連接的數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)傳送服務(wù)的協(xié)議，提供的只是一種盡力而為的服務(wù)。傳輸層是第三層，負(fù)責(zé)在應(yīng)用進(jìn)程中的端到端之間的通信。傳輸層定義了兩種服務(wù)質(zhì)量不同的協(xié)議， TCP和 UDP。 TCP 是一種可靠的面向連接的協(xié)議，允許將源主機(jī)的字節(jié) 數(shù)據(jù)流無差別的傳送到目的主機(jī)。同時(shí)能夠完成流量的控制功能，協(xié)調(diào)收發(fā)主機(jī)之間的發(fā)送和接受速度，從而控制正確的傳輸。應(yīng)用層是最高層，其中也包括了很多協(xié)議：文件傳送協(xié)議，簡單郵件傳送協(xié)議，簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，超文本傳送協(xié)議等。 LwIP 是瑞士計(jì)算機(jī)科學(xué)院一個(gè)開源的 TCP/IP 協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)。 LwIP 是Light Weight IP 協(xié)議，有無操作系統(tǒng)都可以運(yùn)行，其實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)是在保持 TCP/IP協(xié)議的主要功能的基礎(chǔ)上減少對(duì)內(nèi)存的占用，一般只需要幾百字節(jié)的 RAM 和40K 左右的 ROM 就可以運(yùn)行，這使得 LwIP 成為在資源受限 的情況下實(shí)現(xiàn)及處理 TCP/IP 協(xié)議的解決方法。 LwIP 可以支持多網(wǎng)絡(luò)接口下的 IP 轉(zhuǎn)發(fā)，提供專門的內(nèi)部回調(diào)接口 Raw API，這樣可以提高應(yīng)用程序性能。 像 LwIP 的目標(biāo)系統(tǒng)是最小限度系統(tǒng)，所使用的操作系統(tǒng)通常不能在內(nèi)核與應(yīng)河南工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 用層進(jìn)程之間維持一個(gè)嚴(yán)格的保護(hù)屏障。這里允許使用一種比較寬松的通許機(jī)制，通過共享內(nèi)存的方式實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層與底層協(xié)議族之間的通訊。應(yīng)用層可以知道底層協(xié)議使用的緩沖處理機(jī)制，這使得應(yīng)用層可以有效的重復(fù)使用緩沖區(qū)。同樣，應(yīng)用層與網(wǎng)絡(luò)代碼使用的是相同的內(nèi)存區(qū)，那么應(yīng)用層就可以直接讀寫內(nèi)部緩沖區(qū)。 國內(nèi)外 stm32 控制以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 中國的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)走過了二十多年的歷程，有超過數(shù)十萬名從事開發(fā)應(yīng)用的工程師，但大多數(shù)以上是幾個(gè)人的小組以孤軍奮戰(zhàn)的封閉方式開發(fā)幾乎不可重用的軟件。今天面對(duì)的是嵌入式系統(tǒng)工業(yè)化的潮流，如果不能認(rèn)識(shí)到嵌入式軟件必須以工業(yè)化的方式生產(chǎn)開發(fā)，不理解在短時(shí)間內(nèi)裝配集成“數(shù)百人 /年”的嵌入式產(chǎn)品，那么將失去更多的上游產(chǎn)品的市場機(jī)遇。 嵌入式軟件方面逐漸形成了系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件的架構(gòu)。國際上用于信息電器的嵌入式操作系統(tǒng)有 40種左右。其中，國外涌現(xiàn)了 一些著名的嵌入式操作系統(tǒng)，如 :Vxworks、 pSOS、 WinCE、 RTEK、 palmOS、 EpOC、 QNX、 LynxOS、 DSPhnux等。其中 Vx/Orks 是目前嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域中使用最廣泛、市場占有率最高的系統(tǒng)：WinCE是一種 32位的多任務(wù)操作系統(tǒng)，可以移植，能夠開發(fā)多種企業(yè)和客戶類設(shè)備，是微軟公司的“維納斯計(jì)劃”的核心： 3COM 公司的 Palm0S 在 PDA 市場上占有很大的市場份額，它有開放的操作系統(tǒng)應(yīng)用程序接口 (API)，開發(fā)商可以根據(jù)需要自行開發(fā)所需要的應(yīng)用程序。 國內(nèi)外有大量嵌入式應(yīng)用軟件已廣 泛用于各類嵌入式系統(tǒng)中。大有國內(nèi)緊跟國外趨勢的形勢。但是對(duì)于嵌入式 Web 服務(wù)器方面的研究國內(nèi)現(xiàn)狀不容樂觀，目前國外的相關(guān)研究相對(duì)多些。如林 C/IP 研究項(xiàng)目，它是一個(gè)為微控制器和嵌入式系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的小型 TCP/IP 協(xié)議棧：又如 CMX 公司的 MieroNetTCP/IP，它是為 8 位或 16 位微處理器而設(shè)計(jì)的，支持大部分的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，連接方式有以太網(wǎng)連接、撥號(hào)連接和直接連接方式。而國內(nèi)也相應(yīng)提出了 Webito 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，但是相對(duì)滯后， 缺少具體的工程實(shí)現(xiàn)方面的研究和具體產(chǎn)品的開發(fā)。 美國 DEC 公司開發(fā)的 VMSeluster 系統(tǒng)開發(fā)最早，技術(shù)也較成熟，應(yīng)用也很廣泛，但由于 VMS操作系統(tǒng)只能在 DEC公司的 VAX系列和 AIPha系列服務(wù)器上運(yùn)行， VMScluster 的應(yīng)用受到很大限制。 Platform公司開發(fā)的高可用性集群系統(tǒng) LSF提供了分布式集群系統(tǒng)的解決方案，通過將物理上分離的多個(gè)集群連接在一起使多個(gè)同構(gòu)或異構(gòu)的計(jì)算機(jī)能夠通過局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)共享計(jì)算資源，并能夠?yàn)橛脩籼峁?duì)資源的透明訪問。 國內(nèi)也有不少公司進(jìn)行了集群系統(tǒng)的研究和開發(fā)工作。 聯(lián)想公司在 1999年 9月推出了用于分布式高性能計(jì)算的 NS10000高性能 集群服務(wù)，該系統(tǒng)是一個(gè)四節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)，主要基于聯(lián)想萬全 45008服務(wù)器，以總體成本相對(duì)較低的設(shè)備組合，足以替代傳統(tǒng)班 SC小型機(jī)和中型機(jī)的工作，而價(jià)格僅為市場上同等性能小型機(jī)的 1/21/40。 朗訊公司也推出了類似于 Urboduster 的高可用性集群系統(tǒng) LongshineClusterServer。 從國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀看，目前集群系統(tǒng)的應(yīng)用大都致力于高可用性問題的解決，真正基于負(fù)載均衡的集群系統(tǒng)還比較少，而且在大部分負(fù)載均衡集群中采用的都是輪轉(zhuǎn)調(diào)度、加權(quán)輪轉(zhuǎn)調(diào)度等靜態(tài)調(diào)度算法。 河南工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 第 3 章 GPRS的遠(yuǎn)程終端監(jiān)控系統(tǒng) 基于 GPRS的遠(yuǎn)程終端監(jiān)控系統(tǒng)的框架圖 DHT11 溫濕度傳感器，采集當(dāng)前環(huán)境的溫度和濕度值，精度規(guī)格 相關(guān)使用參數(shù) DHT11 的相關(guān)參數(shù) 通過單總線與 STM32 處理芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 屏： 16 位 RGBTFT 彩色 LCD 屏，經(jīng)過 8080 接口與 STM32 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 ：移動(dòng) 2 代通信 / 代通信，經(jīng)過串口與 STM32 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，經(jīng)過 GPRS 無 線通信和 TCP/IP 通信協(xié)議與服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 ：通過 TCP/IP 接收 +設(shè)備號(hào) +溫度值 +濕度值協(xié)議的數(shù)據(jù)，并保存到后臺(tái)數(shù)據(jù) 庫。 ：手機(jī)運(yùn)用 TCP/IP 從服務(wù)器上獲取想要知道的設(shè)備的溫濕度值，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。 GPRS 的 TCP/IP 協(xié)議以及相關(guān)指令 通過電腦與服務(wù)器進(jìn)行測試（前提電腦要連上以太網(wǎng)）： ping IP 地址 例如：我運(yùn)用電腦 ping 百度的公共 IP 地址。 河南工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 通過 GPRS 訪問服務(wù)器： AT+CGCLASS=” B” AT+CGDCONT=1,” IP” ,” CMNET” AT+CGATT=1 AT+CIPCSGP=1,” CMNET” 之后 ,發(fā)送： AT+CLPORT=” TCP” ,” 2021”，設(shè)置本地 TCP 連接端口為 2021， 然后 ,發(fā)送： AT+CIPSTART=” TCP” ,” ” ,” 16919”， 建立 TCP 連接， 連接到 IP： ，連接端口為： 16919。 這里是對(duì)于沒有公網(wǎng) IP 的用戶是通過發(fā)送 給花生殼域名轉(zhuǎn)發(fā)的，如果是有公網(wǎng)的用戶，這里把 IP 直接替換為自己的公網(wǎng) IP， 端口寫 8086 即可。等待 TCP 連接成功建立，模塊返回： CONNECT OK。 此時(shí)， SIM800 模塊和電腦已經(jīng)建立了一個(gè) TCP 連接， 可以相互發(fā)送數(shù)據(jù)了。 通過串口調(diào)試助手發(fā)送： AT+CIPSEND，接著模塊返回： ，然后我們發(fā)送字符串（不用發(fā) 送新行）： “ SIM800 發(fā)送給電腦的數(shù)據(jù)” ，最后發(fā)送十六進(jìn)制的 :1A，啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送。然 后模塊返回： SEND OK，說明發(fā)送成功，如下圖： 注意： TCP 連接需要心跳維持，如果長時(shí)間沒有數(shù)據(jù)的收發(fā)，那么 TCP 連接很可 能會(huì)被斷開，下次數(shù) 據(jù)通信，又得重新連接，所以實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候，都需要添加心跳，來維持當(dāng)前 TCP 的連接。 最后， 我們要關(guān)閉 TCP 連接，發(fā)送： AT+CIPCLOSE=1，關(guān)閉當(dāng)前 TCP 連接，再發(fā)送： AT+CIPSHUT，關(guān)閉場景，如下圖： GPRS 的相關(guān)指令 河南工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 AT+CGCLASS：用于設(shè)置移動(dòng)臺(tái)類別。 發(fā)送： AT+CGCLASS=” B” ,設(shè)置移動(dòng)臺(tái)類別為 B。即，模塊支持包交換和電路交換模式，但 不能同時(shí)支持。 AT+CGDCONT： 用于設(shè)置 PDP 上下文。 發(fā)送： AT+CGDCONT=1,” IP” ,” CMNET” ,設(shè)置 PDP 上下文標(biāo)標(biāo)志為 1，采用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 （ IP），接入點(diǎn)為” CMNET”。 AT+CGATT,用于設(shè)置附著和分離 GPRS 業(yè)務(wù)。 發(fā)送： AT+CGATT=1,附