引言隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，許多嵌入式系統(tǒng)具備了聯(lián)網(wǎng)功能，為方便系統(tǒng)開發(fā)者集中監(jiān)控和管理遠(yuǎn)程嵌入式系統(tǒng)，同時方便其他PC網(wǎng)上用戶或智能手機App能夠獲取嵌入式系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程讀數(shù)與控制[13]，本文提出了以STM32F103RC處理器為核心，結(jié)合WIZnet公司的W5500以太網(wǎng)接口芯片，利用新浪微博的二次開發(fā)接口[4]，設(shè)計了嵌入式新浪微博客戶端，從而實現(xiàn)社交網(wǎng)絡(luò)與嵌入式硬件系統(tǒng)的互動，可以把人與人的關(guān)系拓展到人與物的關(guān)系、物與物的關(guān)系。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。1 系統(tǒng)主要硬件介紹1.1 STM32F103RC微控制器STM32F103RC是基于CortexM3內(nèi)核的32位ARM處理器芯片，其工作頻率可達(dá)72 MHz；內(nèi)置高速大容量存儲器(512 KB Flash、64 KB RAM)；豐富的增強I/O端口和外設(shè)資源，包括2個12通道DMA控制器、5路USART、3路SPI以及12位的ADC、DAC、FSMC、SDIO、USB、CAN總線、I2C總線等；具有標(biāo)準(zhǔn)和先進的通信接口；提供可編程電壓檢測器(PVD)，保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，具備較強的抗干擾能力。STM32F103RC廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、手持終端、智能儀器儀表、計算機測控等領(lǐng)域[5]。1.2 W5500以太網(wǎng)控制器W5500是一款全硬件TCP/IP嵌入式以太網(wǎng)控制器，使用硬件邏輯門電路實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧的傳輸層及網(wǎng)絡(luò)層（包括TCP、UDP、ICMP、IPv4、ARP、IGMP、PPPoE等協(xié)議），并集成了數(shù)據(jù)鏈路層、物理層，以及32 KB片上RAM作為數(shù)據(jù)收發(fā)緩存器。從而把網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量的處理工作全部轉(zhuǎn)移到W5500集成硬件中進行，使得嵌入式主控芯片MCU只需承擔(dān)TCP/IP應(yīng)用層控制信息的處理任務(wù)，從而大幅減少了上位機對于數(shù)據(jù)復(fù)制、協(xié)議處理和中斷處理等方面的工作量，提升了系統(tǒng)利用率及可靠性。在操作過程中，可以把W5500作為MCU的一個外設(shè)RAM來使用，操作簡單方便。另外，W5500提供網(wǎng)絡(luò)喚醒及省電模式供客戶選用，從而降低系統(tǒng)功耗；還提供了SPI串行接口，能夠很容易實現(xiàn)與外設(shè)MCU的整合，為嵌入式系統(tǒng)提供了簡易的互聯(lián)網(wǎng)接入方案。圖2為W5500硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[6]。2 嵌入式微博客戶端硬件評估板圖3為嵌入式微博客戶端硬件評估板，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和主要電路原理圖分別見圖4～圖6，該系統(tǒng)主要包括以下模塊：① USB電源、RS232通信模塊；② RESET復(fù)位模塊，復(fù)位MCU；③ AT24C16 EEPROM存儲模塊，存儲系統(tǒng)參數(shù)等信息；④ W5500模塊，實現(xiàn)以太網(wǎng)接口功能；⑤ STM32F103RC ARM處理器；⑥ RJ45以太網(wǎng)硬件接口模塊；⑦ JTAG程序下載接口模塊。3 嵌入式微博客戶端軟件實現(xiàn)3.1 ARM CPU軟件開發(fā)環(huán)境構(gòu)建為了方便ARM Cortex系列CPU的開發(fā)，本文采用了IAR Embedded Workbench for ARM, 32K Kick start Edition，它是一個針對ARM 處理器的集成開發(fā)環(huán)境，包含編輯器、項目管理器、C/C++編譯器和ARM 匯編器等。3.2 W5500的配置與開發(fā)W5500可以配置為TCP、UDP、IPRAW、PPPoE模式進行數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收，在本文中只介紹TCP和新浪微博服務(wù)器的通信流程。由于W5500已經(jīng)固化了TCP/IP協(xié)議棧，因此只需創(chuàng)建Socket接口即可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，從而大幅簡化了軟件設(shè)計流程。W5500支持服務(wù)器和客戶端模式，在本系統(tǒng)中，W5500扮演了客戶端模式，其工作原理略——編者注。3.3 嵌入式客戶端代碼在STM32F103RC處理器中，嵌入式新浪微博客戶端與微博服務(wù)器的數(shù)據(jù)通信C語言示例代碼如下：#include "w5500/socket.h"#include "w5500/w5500.h"#include #include #define SOCK_WEIBO5//給新浪微博選一個Socket，可以選0~7#define WEIBO_SERVER"61.109.255.136"http://新浪微博服務(wù)器IP地址#define HTTP_PATH "/wiznet/"http://HTTP路徑#define WEIBO_ID"xxxx@xxxx.xxx"http://新浪微博 ID，按實際的ID輸入#define WEIBO_PWD"123456"http://新浪微博登錄密碼，按實際的密碼輸入char tmp_buf[512]={0x00,};//定義臨時緩沖區(qū)用于存儲微博內(nèi)容和HTTP頭unsigned char post_weibo(char* weibo){unsigned char weibo_server_ip[4] = {61,109,255,136};//微博服務(wù)器IP地址static unsigned int any_local_port = 1000;//TCP Socket 本地端口號，0~65 535中任取char post_data[385]={0x00,};unsigned char ret=0;unsigned int len=0;if (socket(SOCK_WEIBO,Sn_MR_TCP,any_local_port++,0)!=1){//TCP socket初始化printf("Socket initialization failed.\\r\\n");return 0;}else{ret=connect(SOCK_WEIBO,weibo_server_ip,80); //連接到服務(wù)器, 默認(rèn)TCP 端口為80if(ret!=1){printf("Connect Weibo server failed.\\r\\n");return 0;}else{while(getSn_SR(SOCK_WEIBO)!=SOCK_ESTABLISHED);//等待TCP連接printf("Connected with Weibo server.\\r\\n");sprintf(post_data,"id=%s&pw=%s&cmd=update&status=%s",(char*)WEIBO_ID,(char*)WEIBO_PWD,weibo);sprintf(tmp_buf,"POST %s HTTP/1.1\\r\\nHost: %s\\r\\nUserAgent: w5500\\r\\nContentType: application/xwwwformurlencoded;charset=gb2312\\r\\nContentLength: %d\\r\\n\\r\\n%s",(char*)HTTP_PATH,(char*)WEIBO_SERVER,strlen(post_data),post_data);len=send(SOCK_WEIBO,(unsigned char*)tmp_buf,strlen(tmp_buf));//把數(shù)據(jù)發(fā)送到新浪微博while(1){len=getSn_RX_RSR(SOCK_WEIBO);if(len>0){memset(tmp_buf,0x00,512);len=recv(SOCK_WEIBO, (unsigned char*)tmp_buf, len);//接收從微博服務(wù)器返回的結(jié)果char* p=strstr(tmp_buf,(char*)"\\r\\n\\r\\n")+4;//獲得沒有http header 的http payload 的返回值printf("%s\\r\\n",p);disconnect(SOCK_WEIBO);//與微博服務(wù)器斷開close(SOCK_WEIBO);//關(guān)閉socketreturn 1; //成功后返回1}}}}}4 嵌入式微博客戶端測試結(jié)果在本系統(tǒng)測試案例中，STM32F103RC使用了SHT11數(shù)字溫濕度傳感器和BH1750光照度傳感器對客廳的溫濕度與光線亮度進行測量采集，并通過W5500把數(shù)據(jù)發(fā)送到新浪微博。例如在2014年5月11日15:50，客廳的溫度是25.5 ℃、濕度46%、光線亮度為431Lux，其測試結(jié)果略——編者注。多次測試表明，以W5500為核心的嵌入式新浪微博客戶端具有功耗低、實時性好、穩(wěn)定可靠等特點。結(jié)語本文采用STM32F103RC處理器和以太網(wǎng)接口芯片W5500，同時結(jié)合新浪微博二次開發(fā)接口，設(shè)計了嵌入式新浪微博客戶端，目的是實現(xiàn)微博社交網(wǎng)絡(luò)與智能嵌入式系統(tǒng)的交流互動，雖然本文采用的社交網(wǎng)絡(luò)是新浪微博，但是通過適當(dāng)修改和拓展客戶端ARM程序后，可以把本系統(tǒng)移植到擁有眾多用戶的微信平臺上，從而進一步打造創(chuàng)新型智能硬件系統(tǒng)。(mbbeetchina)