简化嵌入式系统的物联网连接_传输_控制

简化嵌入式系统的物联网连接

2013/11/28 10:05:31

ABI Research指出，目前市场上的无线连接设备已超过100亿部，而到2020年通过无线连接到物联网（万物互联）的设备将突破300亿部。随着物联网越来越受到人们的重视，许多OEM厂商都发现自身面临的压力也越来越大，他们必须为各种产品提供因特网连接功能，才能从实现设备间的通信功能中受益。但是，许多开发人员并不熟悉如何实现高度稳健的TCP/IP协议栈。本文将探讨在嵌入式系统中有关支持因特网连接功能的主要问题，以及如何通过新工具帮助开发人员为系统提供TCP/IP且无需担心低层次实现细节问题。

首先，让我们简要回顾一下TCP/IP协议。传输控制协议/因特网协议（TCP/IP）是连接到因特网的硬件设备之间用于交换数据的通用语言。这些规则管理着终端操作系统（Windows、iOS、Linux等）之间的交换机制以及SMTP、FTP、HTTP等一系列具体协议。

TCP/IP被细分为不同的“层”（详见图1）。因特网数据以数据片段的格式从应用层路由到传输层。物理层是在IEEE 802.3规范所定义的以太网协议下，数据通过“因特网”进行物理传输的地方。以太网有多种不同的规范版本，可提供各种最大比特率、传输模式和传输介质（光纤、同轴电缆等）。介质访问控制（MAC）是物理层非常重要的部分，MAC地址表示以太网网络上节点的物理地址。每个以太网帧都包含一个源地址和一个目的地址。

图1. 因特网上的数据传输

应用层负责提供用户接口。以下是常见的应用层协议。

1. 超文本传输协议（HTTP）：传输与浏览万维网（WWW）相关的数据。

2. 简单邮件传输协议（SMTP）：支持整个因特网上的电子邮件传输。

3. 文件传输协议（FTP）：用于在因特网上传输文件。

4. 域名系统（DNS）：翻译域名。

5. 动态主机配置协议（DHCP）：为特定节点动态分配IP地址。

6. Telnet：为节点创建互动的TCP连接。

7. 简单网络时间协议（SNTP）：支持节点时钟与参考时钟同步。

8. 简单网络管理协议（SNMP）：用于监控网络连接设备，检查是否存在发生故障等需要干预的情况。