串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)--單片機(jī)聯(lián)網(wǎng)的革新

串行通信協(xié)議是用于工業(yè)設(shè)備之間數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用最廣泛的通信協(xié)議。絕大多數(shù)工業(yè)設(shè)備都有串行接口。并且，目前是互聯(lián)網(wǎng)的時代，因為許多用戶的功能或服務(wù)都是通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的。比如，諸如電視，DVD和影音系統(tǒng)等消費品需要連接到互聯(lián)網(wǎng)的功能才能提供許多互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)。此外，絕大多數(shù)工業(yè)設(shè)備也需要將互聯(lián)網(wǎng)功能作為一個基礎(chǔ)實現(xiàn)?；ヂ?lián)網(wǎng)具有基于TCP(UDP)/IP的以太網(wǎng)協(xié)議服務(wù)于互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信。通過互聯(lián)網(wǎng)的主要功能有：

（1）遠(yuǎn)程設(shè)備控制

（2）遠(yuǎn)程監(jiān)控及維護(hù)

（3）數(shù)據(jù)集合

（4）遠(yuǎn)程固件升級

這樣，如果工業(yè)或消費者的設(shè)備只具有串行接口，為了提供互聯(lián)網(wǎng)功能，串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)就變得尤為重要。并且，我們可以猜測，串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的市場應(yīng)該會比較大，因為仍然有大量的消費產(chǎn)品和工業(yè)設(shè)備需要這類網(wǎng)關(guān)。

在電子消費品中，數(shù)字電視和STB需要串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。并且在工業(yè)設(shè)備中，工業(yè)測量系統(tǒng)，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，工廠自動化系統(tǒng)，和生產(chǎn)線自動化系統(tǒng)都是適合于串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的好的應(yīng)用。被稱為綠色技術(shù)的主要組成部分的智能測光系統(tǒng)是目前一個新的潛在串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用。所以，我們可以認(rèn)為串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)在世界上仍然具有很大的市場。

   如果你對于串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)及其市場有興趣，你就應(yīng)當(dāng)考慮如何完成你自己的串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)了。

   在工業(yè)領(lǐng)域，例如RS232, RS422 和RS485的串行通信是最知名的數(shù)據(jù)通信的方式。串行協(xié)議并不復(fù)雜，所以任何人都可以簡單地完成所需要的功能。并且， 目前已經(jīng)有許多擅長串行協(xié)議的工程師。也就是說，這些工程師擁有豐富的經(jīng)驗來完成任何關(guān)于串行通信的功能。

然而，一般的以太網(wǎng)功能都是作為操作系統(tǒng)核的一部分或者諸如RTOS(Real time OS)的嵌入式操作系統(tǒng)來提供的。當(dāng)然，內(nèi)核是通過基于TCP/IP軟件協(xié)議棧的軟件程序?qū)嵤┑?，并且安裝在操作系統(tǒng)內(nèi)部。所以，用戶很難對已有的功能進(jìn)行修改或給內(nèi)核增加新功能。再有，我們也很難找到一個能夠修改操作系統(tǒng)內(nèi)核的工程師，因為這樣的工程師應(yīng)當(dāng)經(jīng)過很長時間的鍛煉并且具有足夠的TCP(UDP)/IP 協(xié)議的技術(shù)知識。

通常，串行通信甚至能夠在像8051, PIC 和AVR series低等終端MCU中完成。串行協(xié)議并不復(fù)雜并且具有簡單地操作流程。但是，在以太網(wǎng)實施的情況下，MCU和存儲空間的選擇應(yīng)該深入考慮，因為操作系統(tǒng)或?qū)崟r操作系統(tǒng)應(yīng)該安裝。我們都知道，操作系統(tǒng)或?qū)崟r操作系統(tǒng)都需要強大的MCU性能和大的存儲空間。

更困難的是，如果用戶嘗試在操作系統(tǒng)或?qū)崟r操作系統(tǒng)下完成自己的功能，工程師的技巧和經(jīng)驗是非常重要的。

我們怎么樣才能簡單地完成串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)呢？我們不需要擔(dān)心串口部分。問題是怎么來完成以太網(wǎng)的部分。如果我們以傳統(tǒng)的方式，用操作系統(tǒng)或?qū)崟r操作系統(tǒng)來具有以太網(wǎng)的功能，我們需要考慮許多問題從而使其變得復(fù)雜。

然而，如果我們用芯片的解決法案從內(nèi)部解決以太網(wǎng)的協(xié)議，我們就能夠以最簡單的方式和最短的時間來完成以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的解決方案。我們可以猜測到一下情景：

（1）無操作系統(tǒng)或?qū)崟r操作系統(tǒng)

（2）無需高M(jìn)CU：諸如8051, AVR和 PIC的低端MCU足矣

（3）無需大的存儲空間

（4）無需TCP/IP的技術(shù)知識和長期經(jīng)驗

（5）無需復(fù)雜而大段的程序

（6）芯片中的硬件邏輯能夠保證高性能和功能上的可靠性

所以，我們可以做出非常簡單而且集成的串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的硬件平臺。

第一，我們可以利用如8051, AVR 和PIC等具有小存儲空間的低端MCU，因為我們并不需要利用操作系統(tǒng)或?qū)崟r操作系統(tǒng)。大多數(shù)工程師已經(jīng)很熟悉這樣的低端MCU，并且處理起來非常簡單。

第二，任何人都能夠利用芯片完成以太網(wǎng)功能，因為這個芯片已經(jīng)具有所有的以太網(wǎng)協(xié)議。我們并不需要去學(xué)習(xí)TCP/IP協(xié)議，也不需要具有長期的經(jīng)驗。只需要安裝這個芯片。這個芯片與一般的以太網(wǎng)控制器完全不同。一般的以太網(wǎng)控制器只有Mac層和物理層，他們?nèi)匀恍枰僮飨到y(tǒng)。但是，這個芯片擁有Mac層和物理層，并且具有所有以太網(wǎng)的協(xié)議，包括TCP(UDP)/IP。

第三，芯片的驅(qū)動非常簡單，只在20Kbytes之內(nèi)。這個驅(qū)動也可以加入任何操作系統(tǒng)，應(yīng)為它是有簡單的C語言完成的。

我們現(xiàn)在是否已經(jīng)有這樣的芯片呢？是的，幸運的是，WIZnet(www.wiznettechnology.cn) 已經(jīng)提供了這樣的芯片和以太網(wǎng)解決方案。

在我們的網(wǎng)站上，串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的產(chǎn)品名字是W5200, W7100 和 W7200。

W5200芯片示意圖

W7100芯片示意圖

W7200芯片示意圖