由W3100A构成嵌入式网关的家庭智能系统

到达时，产生一个硬件中断，设备驱动程序接收分组重置接口设备。在中断返回之前，设备驱动程序会通知硬件安排下一个较低优先级的中断；在此次硬件中断结束后，低优先级的中断会继续执行。下面结合“软件中断”的机制、动态主机配置协议（DHCP）和域名系统（DNS），来说明如何在远程访问具有静态或动态IP地址嵌入式网关的技术（主要说明如何在远程访问具有动态IP地址嵌入式网关的技术）。在介绍该技术前，先介
　　
　　
　　
　　绍几个概念。
　　
　　（1）DHCP原理
　　
　　当一台设置为自动获取IP地址的计算机在登录网络时，会向网络上发送“租”一个IP地址的请求，专门负责提供IP地址的DHCP服务器回应这个请求，为这台计算机提供一个空闲的IP地址。DHCP的主要用途是：通过服务器的伺服进程协助来控管各个主机（执行中的用户端）上不可缺少的网络连线参数。
　　
　　(2)DNS
　　
　　DNS（DomainNameSystem，域名系统）是一种组织成域层次结构的计算机和网络服务命名系统，用于TCP/IP网络。它主要是通过用户亲切而友好的名称代替枯燥而难记的IP地址，以定位相应的计算机和相应服务。DNS就是完成在名称和IP地址之间的映射。对于动态分配IP，做一个DHCP程序来绑定用户网关的MAC地址和IP地址，然后再根据不同IP设定权限，防止IP地址盗用。
　　
　　（3）HTTP协议的作用原理
　　
　　WWW是以Internet作为传输媒介的一个应用系统，WWW网上最基本的传输单位是Web网络。WWW的工作基于客户机/服务器计算模型，由Web浏览器（客户机）和Web服务器（服务器）构成，两者之间采用超文本传送协议（HTTP）进行通信。HTTP协议是基础TCP/IP协议之上的协议，是Web浏览器来Web服务器之间的应用层协议，是通用的、无状态的、面向对象的协议。
　　
　　图4基于嵌入式网关的服务器与远程浏览器的请求与应答示意图
　　
　　根据上述HTTP协议的作用原理，本文实现了基于浏览器/嵌入式Web服务器模式的家庭智能系统。首先初始化W3100ATRTL8201，通过UDP传输DHCP报文，获取动态IP地址，再得到DNS服务器支持，由DNS服务器负责建立IP地址与域名（别名）映射；同时，创建进程负责IP地址与域名（别名）映射更新，确保通过别名就可以访问该嵌入式设备。初始化完成后，远程浏览器就可以进行TCP链接了。建立TCP链接后，服务器等待远程浏览器的请求，是一个被动的设备。当接收到建立TCP链接的请求后，来识别随后收到的来自远程客户机浏览器的数据包。通过软件中断，监听W3100A、等待、接受客户机连接到RTL8201后，在W3100A体现出来的标志；创建与Socket字相关联的输入流和输出流；然后读取客户机的请求信息。在用户登录前，远程浏览器必须获得存储在Flash内部的网页，由此才能进行登录和控制。GET为其请求数据包中的第一个词，表示这个请求是用来接收Web资源的。该服务器仅对HTTP请求的第一行Get/home.html/HTTP.1进行检查和解释。因为除了数据外，所有响应信息数据都是常量。服务器的响应数据包已经由程序定制好，存放在服务器中。响应的HTTP数据头和资源一起存放在Flash中。服务器与浏览器链接建立后，服务器检查接收的请求数据，然后调用8051内部的程序模块，将相应的home.html发送给远程浏览器。Web页的存储范围为0000H～7FF0H，大约32KB，而8字节的用户名和8字节的密码可以存放在外围Flash存储区未端。在处理浏览器提交的数据信息时，按照两个步骤进行程序设计。首先，服务器根据远程浏览器传送过来的数据信息，决定服务器的HTTP服务的方式。其实，将Web资源发送给远程浏览器或使用函数来处理浏览器提交的数据，并将此数据传递给消息处理模块。该消息处理模块根据所要控制设备类型查表，然后启动无线收发模块将表中的消息发送出去。每个智能设备根据此消息启动相应的操作，并借助于设计合理的数据结构和函数实现软件设计。上述过程可用图4和图5形象地说明。
　　
　　结语
　　
　　本文介绍的嵌入式网关有很大的发展前途，它以以太网为通信媒介，利用嵌入式网关进行家庭内外信息交换；通过浏览器对家庭的各种信息进行实时、有效的管理和调度，为现代家庭生活提供智能服务

《由W3100A构成嵌入式网关的家庭智能系统(第2页)》