嵌入式网络通信开发应用

本书特色

随着科学技术现代化的迅猛发展和生产生活需求的日益强烈，嵌入式网络通信的需求更加广大，应用更加广泛，可靠高效性要求越来越高，信息流量也越来越大。如何在保持嵌入式系统高度稳定可靠和快速实时响应的基础上选择或者构建合适高性价比的通信网络，以*小的系统资源占有量迅速开发出稳定高效的通信体系，实现简易方便、高性价比的网络互联，展开及时可靠的数据信息交互，使嵌入式应用系统更好地融入有线、无线网络环境，本书对这些进行了全面的探索和综合性的阐述。

内容简介

本书首先简要介绍了嵌入式网络通信体系开发的硬件、软件及其通信网络的基础知识，汇总了常见的有线和无线通信形式及其实现，说明了嵌入式网络通信体系软/硬件设计的核心思想。接着分章逐一阐述了常见有线网络通信中的uart485、can、emac、lonworks等现场总线和无线网络通信中的zigbee、irda、卫星信号、gsm/cdma/3g移动通信、bluetooth、wifi、简易无线通信等形式；每章都说明了该网络通信的基本特点、拓扑架构和协议规约构成，叙述了软/硬件设计实现的方法步骤，重点阐述了通信接口器件或模块的选择与使用、基本配置/数据收(读)发(写)/异常处理等底层驱动软件的开发、通信协议的简化与实现、应用程序的驱动调用或嵌入式操作系统下的通信套接操作，特别是网络通信接口电路的设计、驱动/应用程序的设计与跟踪调试/测试等重要环节；每章2/3左右的篇幅都用于列举大量的工程项目开发设计实例。
本书特别适合于从事嵌入式应用系统设计的广大技术人员，也是高校/职校嵌入式系统软/硬件设计与机电一体化专业教育培训的参考书。

节选

相关资料

插图：（1）轮询访问协议 轮询访问协议因其简单方便、实时性能可确定等特点而成为嵌入式网络常用协议之一。采用轮询访问协议，需要指定一个主节点作为中心主机来定期轮询各个从属节点，以显式分配从属节点访问共享介质的权力。这类协议的缺点也是明显的：轮询过程占用了宝贵的网络带宽，增加了网络负担；风险完全集中在主机节点上，为了避免因主节点失效而导致整个网络瘫痪的情况，有时须设置多个主节点来提高系统的健壮性（如ProFiBus现场总线）。 （2）带冲突检测的载波监听多路访问协议 带冲突检测的载波监听多路访问（2SMA／CD（Carrier Sense Multiple Access／（20nfliet De-tection）协议有许多不同的实现版本，核心思想是：一个节点只有确认网络空闲之后才能发送信息。如果多个节点几乎同时检测到网络空闲并发送信息，则产生冲突。检测到冲突的发送信息节点必须采用某种算法（如回溯算法）来确定延时长短，延时结束后重复上述过程再试图发送。CSMA／CD的优点是理论上能支持任意多的节点，且不需要预先分配节点位置，因此在办公环境中几乎占有绝对优势。但是CSMA／CD冲突产生具有很大的随机性，在*坏情况下的响应延时不可确定，无法满足嵌入式网络*基本的实时性要求。 （3）令牌环协议 在令牌环网中，节点之间使用端到端的连接，所有节点在物理上组成一个环型结构。一组特殊的脉冲编码序列，即令牌，沿着环从一个节点向其物理邻居节点传递。一个节点获得令牌后，如无信息要发送，则将令牌继续传递给下一个邻居；否则，首先停止令牌循环，然后沿着环发送它的信息，*后继续令牌传递。令牌环网的优点是：实时性可确定，因为容易计算出*坏情况下节点等待令牌的时间；令牌传递占用的网络带宽极小，带宽利用率很高，具有强大的吞吐能力。但这种协议在具体实现时为确保可靠性必须付出较大的代价：为避免因电缆断裂和节点失效导致整个网络瘫痪，常采用双环结构和失效节点自动旁路措施，导致实施成本增加；为立即检测到令牌是否意外丢失，不得不增加该协议实施的复杂性。

作者简介

怯肇乾(1969-)，男，河南汝州人，电子与信息技术高级工程师，嵌入式系统设计师/培训师。怯公，多年从事软硬件体系及其系统工程设计，熟知Widows、Linux等应用程序设计，熟知、J2EE架构及其跨平台程序设计，熟知FPGA—SoPC软硬件协同设计，特别是嵌入式系统及其μc/Os、μC/Linux、WinCE、VxWorks等下的软件体系架构和外设/接口的驱动程序设计。怯公，在国内许多科技期刊上独立发表过很多技术性文章，独立编著有《嵌入式系统硬件体系设计》等技术书籍，多年来还不断从事高校研究生、本科生的教学及专业技术人员的培训。