随着微处理器芯片技术的发展，越来越多的产品和系统中嵌入了微处理器芯片，嵌入式软件已经成为软件与其他系统融合渗透的载体，成为这些系统的关键技术或主要增值因素。将以太网技术使用到嵌入式系统中实现嵌入式系统连入internet必将大大扩大嵌入式系统的使用范围。目前家电网络化研究重点转移到应用日益广泛的嵌入式系统和电力线上网上，本文通过对现有嵌入式系统连入internet方案的研究，针对目前家居网络的需要，提出了利用嵌入式技术和电力线通信技术实现对智能家电的远程监控。在对现有嵌入式系统连入internet技术分析基础上，结合智能家庭网关项目中的实际应用，提出了一种新的采用智能网关实现嵌入式系统连入internet的方案：智能家庭网关(mcu+rtos+以太网控制器+网络协议)+内部网(连入internet的嵌入式系统组成的网络)。该方案采用rtos和以太网控制器共同来处理网络协议，通过以太网控制器将嵌入式系统连人internet。这种方案不但能节约开发成本、提高开发效率，还能降低用户的使用成本。由于各个嵌入式系统是通过智能家庭网关连入internet，这样就可以提高嵌入式系统的安全性。

2 智能家庭网关的硬件体系结构

　　在智能家庭网关中，微控制器(mcu)采用motorola公司的32位单片机mc68kvz328芯片，他是硬件体系结构的关键部分，运行实时嵌入式系统(rtos)完成数据处理、故障判断，并且负责对以太网控制器cs8900a的数据进行初始化配置，完成各种必要控制并负责实现和cs8900a之间的数据传输等功能。

　　cs8900a基本工作原理：cs8900a收到由mcu发来的数据帧后，侦听网络线路，如果线路忙，他就等到线路空闲为止，否则立即发送该数据帧。发送时，首先添加以太网帧头(包括先导字段和帧开始标志)，然后生成crc校验码，最后将此数据帧发送到internet上。接收时，他将收到的数据帧在经过解码、去帧头和地址检验等步骤后缓存在片内。在crc校验通过后，他会根据对cs8900a初始化配置情况，通知微控制器(mcu)cs8900a收到了数据帧，最后传输到mcu的存储区中。硬件体系结构如图1所示。

mc68kvz328和cs8900a之间数据传输采用中断传输模式。cs8900a的处理算法流程。

3 智能家庭网关的软件体系结

　　智能家庭网关中采用的嵌入式实时多任务操作系统rtos是ppsm，整个智能家庭网关的软件体系结构。

3.1 cs8900a的驱动程序设计

根据智能家庭网关的需要，将以太网控制器cs8900a驱动程序的基本功能定义为：

(1) 实现对cs8900a的初始化，包括硬件寄存器初始化和与驱动有关的软件初始化；

(2) 实现mc68kvz328和cs8900a之间的数据传输，即在ppsm系统内存缓冲区和cs8900a缓冲区之间复制数据；

(3) 将cs8900a的状态信息传给mc68kvz328，实现对mc68kvz328对cs8900a的控制。

　　为了提高ppsm系统处理数据报的效率，只复制物理帧的数据区部分，即ip数据报，而不是将整个物理帧复制到系统内存中后再获得ip数据报。

　　驱动程序的初始化函数首先对cs8900a的各个寄存器进行初始化、分配数据缓冲区，然后注册cs8900a的低级中断处理程序、创建发送和接收数据的高级中断处理程序，最后启动cs8900a，这样就可以实现cs8900a和mc68kvz328之间的数据传输了。

3.2 网络协议设计

　　网络协议是一种通用网络互联技术，是低层网络技术和高层应用程序之间的中间层软件。由于协议栈具有层次结构，对复杂问题分而治之的模块化方法，因此对协议进行简化设计时也采用了这个思想。设计出的协议栈包括：传输层协议、网络层(ip)协议和网络接口层协议3个层次。整个系统对网络协议的处理流程如图4所示。

　　传输层协议 包括可靠数据传输协议(tcp)和用户数据报协议(udp)。tcp协议是面向连接的、端对端的可靠通信协议。功能包括：格式化信息流和提供可靠的传输。为了提供可靠性传输，要经历3个阶段：建立tcp连接、传输数据、断开tcp连接。tcp连接必须在接收到接收端的确认后才能建立。为了保证数据传输的正确性，tcp协议要对tcp报文进行校验和的计算。tcp协议主要负责用户和智能家庭网关之间的数据通信，智能家庭网关和内部网络上各个嵌入式系统之间的通信。udp协议是一个简单的面向数据包的运输协议，由于udp不提供可靠性，因此，他在智能家庭网关中的功能只是负责将报警信号