【正文】 1，表示以太網(wǎng)類型。協(xié)議類型字段——設(shè)為0x0800，表示PIV4。硬件長度字段——設(shè)為oxO6，表示物理地址長度為6個字節(jié)。協(xié)議長度字段——設(shè)為Ox04，表示邏輯地址長度為4個字節(jié)。操作類型字段——設(shè)為0x0001，表示ARP請求。ARP報文發(fā)送端物理地址字段——本機物理地址。ARP報文發(fā)送端PI地址字段——本機PI地址。ARP報文目的端物理地址字段——全填為0。ARP報文目的端PI地址字段——需要解析的PI地址。ARP報文段的長度為28字節(jié)，以太網(wǎng)首部為14字節(jié)，而以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的最小單元為60字節(jié)，所以在發(fā)送ARP報文時需要對以太網(wǎng)報文段進行填充，以滿足最小長度要求.。當收到其它主機的ARP請求報文后，本機要回答自己的物理地址，然后發(fā)送應(yīng)答報文，它是單播報文。發(fā)送應(yīng)答報文要調(diào)ArpAnswer()函數(shù)，ArpAnswer()用于判斷指定的PI地址是否與本機相同，如果相同則回答本機的物理地址。封裝成以太網(wǎng)幀發(fā)送時，各字段設(shè)置如下(未列出字段與ARP請求報文相同):以太網(wǎng)首部目的物理地址字段——發(fā)送端主機的物理地址。操作類型字段——設(shè)為Ox0002，表示ARP應(yīng)答。ARP報文目的端物理地址字段——發(fā)送端主機的物理地址。ARP報文目的端PI地址字段——發(fā)送端主機的PI地址。 IP模塊設(shè)計PI是一種不可靠的無連接的數(shù)據(jù)報協(xié)議，不提供差錯檢驗或跟蹤。不可靠(unreliable)的意思是它不能保證PI數(shù)據(jù)報能成功地到達目的地。PI僅提供最好的傳輸服務(wù)。如果發(fā)生某種錯誤時，Pl有一個簡單的錯誤處理算法:丟棄該數(shù)據(jù)報，然后發(fā)送CIMP消息報給信源端。任何要求的可靠性必須由上層來提供無連接(connectionless)s這個術(shù)語的意思是PI并不維護任何關(guān)于后續(xù)數(shù)據(jù)報的狀態(tài)信息。每個數(shù)據(jù)報的處理是相互獨立的。PI協(xié)議對從不同高層協(xié)議來的數(shù)據(jù)進行復(fù)用和分用，協(xié)議字段的值對于分用過程很有幫助，見表514。其中:1是網(wǎng)絡(luò)控制報文協(xié)議，2是Internet組管理協(xié)議，6是傳輸控制協(xié)議，17是用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議。IP報文結(jié)構(gòu)體定義如下:Struet ip{unit Ether Head[9]:/*以太網(wǎng)報頭18個字節(jié)*/Uchar VerandIPhLen:*/版本與頭長度，將版本與頭長度定義在一個字節(jié)中，各占4位*/Uchar serverType。z*服務(wù)類型*/Unit Total Len:/*總長度*/Unit Framelndex:/*IP幀序號*/Unit segment。/*分段標志*/Uchar ttl。/*生存時間*/Uchar NextProtocal:/*協(xié)議*/Unit Crc。/*校驗和*/Unit sourcelp[2]。/*源Ip*/Unit DestId[2]。/*目的Ip*/Uchar packet[500]:/*Ip包的內(nèi)容*/}。這里需注意的是以太網(wǎng)首部只有十四個字節(jié)，這里定義了18個字節(jié)是把接收時由硬件加上的四個字節(jié)也算上了，這樣做是因為程序設(shè)計中所有協(xié)議采用一個共用體。當需要由接收到的數(shù)據(jù)封裝數(shù)據(jù)報時(如ARP或PING)，可直接采用接收緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)。PI模塊由6個函數(shù)組成:分別是通用校驗和函數(shù)Checksum()、PI首部校驗函數(shù)VerifylpHeadCrc()、Ip首部校驗和生成函數(shù)CreateIpHeadCrc()、IP地址轉(zhuǎn)換函數(shù)Ip_Address_Type*Ip_Str2Hex()和Ip_Hex2Str()、Ip頭生成函數(shù)Create_Ip_Frame()。具體函數(shù)說明如下表:無論是數(shù)據(jù)傳送采用CIMP協(xié)議還是UDP協(xié)議，都要將數(shù)據(jù)封裝為Pl數(shù)據(jù)報后再傳給底層發(fā)送。程序中對數(shù)據(jù)進行PI封裝時要調(diào)用createPI_FrameO。將數(shù)據(jù)進行IP封裝時，各字段設(shè)置如下、‘服務(wù)類型字段——設(shè)為Ox45，表示PIv4版本，首部長20字節(jié)?？傞L度字段——上層協(xié)議中數(shù)據(jù)長度+2叩P首部長度)。IP幀序號字段——加1。分段標志字段——設(shè)為0x4000，表示無分段。生存時間字段——設(shè)為128。協(xié)議字段——由上層協(xié)議確定(如上層為UDP協(xié)議，則該字段值為17)。校驗和字段——由createlpHeadere()函數(shù)產(chǎn)生。源Pl字段——本機PI地址。目的Pl字段——目標PI地址。IPMC協(xié)議也位于IP層，負責接收、解釋、發(fā)送ICMP報文。ICMP報文主要有兩種功能:報告出錯信息、傳送控制信息。如前所述，盡管與PI協(xié)議處于同一層次，但CIMP報文卻是封裝在PI數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)段部分進行傳送的。本系統(tǒng)主要完成的是對PIN命令的響應(yīng)。PING使用網(wǎng)際控制信息協(xié)議(ICMP)向目的地系統(tǒng)發(fā)送一個回顯應(yīng)答CIMP包。這個包請求目的系統(tǒng)響應(yīng)。如果收到了那臺機器發(fā)來的響應(yīng)，PING將顯示響應(yīng)的統(tǒng)計信息，包括花了多長時間才收到響應(yīng)。包中的數(shù)據(jù)長度為32，內(nèi)容為abc……wabcdefghi。PING的目的地址可以是主機名或Ip地址。PI報文結(jié)構(gòu)體定義如下:Struct icmp{/*包含在Ip包中，是Ip的上層為0x0l的應(yīng)用*/Unit Ether Head[9]。/*以太網(wǎng)頭18個字節(jié)*/Unit IpHead[10]:/*Ip頭20個字節(jié)*/Uchar type。/*類型*/Uchar option:/*代碼*/Unit Crc。/*校驗和*/Unit id。/*標識符*/Unit seq。/*序號*/Uchar icmpdata [500]。}。ICMP模塊由個函數(shù)組成:分別是校驗和生成函數(shù)createIcmpCrc()、PING請求函數(shù)pin良Request()、PING響應(yīng)函數(shù)pin亂Answer()。具體函數(shù)說明如下:當網(wǎng)絡(luò)單片機需要測試網(wǎng)絡(luò)中某一臺主機是否可達時，需要向該主機發(fā)送PING請求報文，等待對方的響應(yīng)。發(fā)送PING請求報文要調(diào)用Ping_RequestO函數(shù)，該函數(shù)將數(shù)據(jù)封裝成PING報文格式并啟動發(fā)送。將數(shù)據(jù)進行PING封裝時，各字段設(shè)置如下:類型字段——設(shè)為0x08，表示該CIMP數(shù)據(jù)幀為PING請求。代碼字段——設(shè)為0x03000校驗和字段——由create IcmpCrc()函數(shù)產(chǎn)生。序號字段——與PI頭中的序號值相同。當網(wǎng)絡(luò)中某一臺主機需要測試網(wǎng)絡(luò)單片機是否可達時，會向網(wǎng)絡(luò)單片機發(fā)送PING請求報文，單片機收到該請求報文后，應(yīng)發(fā)出PING應(yīng)答包，以回答對方請求。PING應(yīng)答與PING請求一起用來測試一個主機地可達性。PING的回答是將PING請求報文的源物理地址和目的物理地址互換，源Pl地址和目的PI地址互換，將ICMP操作類型字段換為回答，并且將PING請求報文中的選項數(shù)據(jù)(犯字節(jié))原封不動的發(fā)回。發(fā)送PING應(yīng)答包，CIMP各字段設(shè)置如下(未列出字段與PING請求報文相同):類型字段——設(shè)為Ox00，表示該CIMP數(shù)據(jù)幀為PING應(yīng)答。校驗和字段——由Create lcmpCrc()函數(shù)產(chǎn)生。本模塊處理UDP報文，UDP也是基于PI的協(xié)議，它和TCP同屬于傳輸層，提供不可靠的傳輸層協(xié)議。系統(tǒng)中對UDP協(xié)議的處理是在接收數(shù)據(jù)的時候檢測相應(yīng)的端口和校驗碼然后將應(yīng)用數(shù)據(jù)還原。發(fā)送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)時是將應(yīng)用數(shù)據(jù)和UDP頭添加進去在送給PI層處理。UDP報文結(jié)構(gòu)體定義如下:Struet udP {unit Ether Head [9]。Unit IPHead [10]。Unit Source Port:/*源端口*/Unit Desport:/*目的端口*/Unit length:Unit Crc。*/校驗和，包括偽頭部，udp頭部，數(shù)據(jù)*/Uchar udpdate[500]:/*udp數(shù)據(jù)*/}。這里需要注意的是，雖然UDP協(xié)議和PI協(xié)議采用相同的校驗和程序，但UDP校驗和的計算還考慮了一個12字節(jié)長的偽首部，偽首部中包含了Pl首部的一些字段(32位源PI地址和32位的目的PI地址)。UDP模塊由五個函數(shù)組成，分別是通用校驗和函數(shù)Checksum()、UDP首部校驗函數(shù)VeriyfUdpCrc()、UDP數(shù)據(jù)校驗和生成函數(shù)CreateUdpCrc()、UDP處理函數(shù)Process_Udp()、UDP請求函數(shù)Udp_Request()。對UDP數(shù)據(jù)進行處理要調(diào)用Process_Udp()函數(shù)，本系統(tǒng)中只對UDP數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)做簡單的顯示處理。利用UDP協(xié)議向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)時，要調(diào)用UDP_Request()函數(shù)，該函數(shù)負責對應(yīng)用數(shù)據(jù)進行UDP封裝并將數(shù)據(jù)送給PI層。封裝成以太網(wǎng)幀發(fā)送時，各字段設(shè)置如下:源端口號字段——設(shè)為6688。目的端口號字段——由程序設(shè)定。校驗和字段——由CreateUdpCre()產(chǎn)生。為了調(diào)試程序，上位機采用windows命令“ping網(wǎng)路單片機PI地址”的方式實現(xiàn)系統(tǒng)的PING功能。使用C++用C++。使用KELI公司的μvision2軟件對單片機硬件目標板進行調(diào)試。在實現(xiàn)PING功能時，需要使用windows系統(tǒng)的Ping命令，以完成網(wǎng)絡(luò)主機對單片機可達性的測試。第6章總結(jié)隨著Internet的快速發(fā)展，TCP/PI作為事實上的標準，正逐漸受到各方面的關(guān)注和研究。如何把TCP/IP應(yīng)用到測控領(lǐng)域，完善和發(fā)展TCP/PI技術(shù)，使之適合嵌入式應(yīng)用，已成為國內(nèi)外都比較感興趣的研究方向。本文針對嵌入式設(shè)備的Internet接入的廣泛社會需求，探討了嵌入式設(shè)備Intermit接入的現(xiàn)有方法的優(yōu)缺點，并以當今研究正熱的8位單片機Internet接入的特點和難點進行了探討，提出了可應(yīng)用于以太網(wǎng)絡(luò)的單片機上網(wǎng)的方案:作為一個有單獨PI地址的節(jié)點直接連入以太局域網(wǎng)絡(luò)。該方案包括硬件平臺的搭建，TCP/PI協(xié)議的裁減及底層接口程序的設(shè)計。硬件平臺要考慮接口簡單，所用外圍器件少，價格低廉，本課題選用的單片機與網(wǎng)卡芯片經(jīng)驗證符合要求。在實現(xiàn)TCP/PI協(xié)議時要考慮8位單片機的自身資源，它的存儲容量、運行速度和總線寬度等都不能像PC機那樣采用標準的TCP/PI，對一些協(xié)議內(nèi)部復(fù)雜的細節(jié)處理要去掉。單片機嵌入簡化的TCP/PI協(xié)議后，實現(xiàn)了在以太網(wǎng)上進行數(shù)據(jù)傳輸，為進一步實現(xiàn)遠程測控、遠程診斷、遠程軟件升級提供了依據(jù):在此基礎(chǔ)上，也可以以本設(shè)計為平臺，嵌入實時任務(wù)操作系統(tǒng)，開發(fā)不同的網(wǎng)絡(luò)組件，這些都具有重要的現(xiàn)實意義。課題在研究過程中也存在著許多不足之處，在今后的研究工作中需要進一步改進的主要有:（1）建立ARP緩存表和路游機制，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)單片機的廣域網(wǎng)功能。（2）加強網(wǎng)絡(luò)通信中的可靠性保證，完善確認機制。（3）實現(xiàn)TCP協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)系統(tǒng)的網(wǎng)頁瀏覽功能，增強程序靈活