主要研究内容

该课题主要研究基于ATMEGA系列单片机与RTL8019AS网卡芯片的网络接口控制器的硬件电路，编写单片机程序，实现简单TCP/IP协议，使该控制器能与以太网顺利的进行信息交换，完成远程对智能设备的访问；同时对电路板电路原理和固件实现做系统的研究和分析。

研究思路及方案

1）初步确定研究步骤。了解基本层次的硬件结构，熟悉电路原理图及功能器件。

2）对ATMEGA芯片的结构原理了解以及RTL8019AS的驱动程序编写。实现跟外围网络的数据交换的方法，精简TCP/IP协议的实现，对远程设备控制的方案。主要针对网络接口控制器硬件电路及TCP/IP协议进行研究。

3）在固件程序设计方面，开发环境采用ICC AVR对程序进行编译和调试。

控制器固件程序由三部分组成：①初始化单片机和所有的外围电路（包括RTL8019AS）；②具体协议的实现程序；③远程控制命令的收发。

4）根据电路图配置硬件电路板，并通过调试，使电路能正常工作。使之实现基于AVR单片机的网络接口控制器，并能完成对远程智能设备的控制。

该课题针对这种需求，提出利用AVR单片机ATMEGA32作为微控制器，对网络接口芯片RTL8019进行控制，移植简单的TCP/IP协议，实现通过互联网、局域网访问设备状态、控制设备运行的方案。通过对ATMEGA32、RTL8019数据手册的分析，设计网络接口控制器的电路原理图；通过对TCP/IP协议的分析、RTL8019编程方法的研究，编写单片机程序，实现对RTL8019的访问，实现ARP、IP、TCP、UDP协议。从而实现通过局域网、互联网控制指定设备的功能。该方案成本低廉、稳定性好，为空调、热水器、智能家具防盗系统、智能家具远程控制系统等设备增加互联网接口提供了一种切实可行的方案。

该课题主要进行了基于AVR单片机的TCP/IP协议栈的实现的研究。重点工作是如何对标准TCP/IP协议进行简化，使其适合于以家电为代表的智能设备进行网络通信。最后将简化的协议栈移植到单片机进行测试，并取得比较令人满意的结果，实现了低端MCU网络化的一种新途径。

在系统设计实现上，该课题较其它TCP/IP协议栈的实现有以下特点:

(1)低端单片机上实现的新的嵌入式协议栈

该课题在对TCP/IP协议进行深入研究的基础上，并没有采用高端CPU，也没使用专用系统，在协议本身的完整性和实现的复杂性之间作了一定的取舍，以满足应用为首要目的，针对低端MCU系统的实际情况，对标准的TCP/IP协议进行合理简化，减少程序存储器和数据存储资源的占有，使其能在单片的8位控制器上实现。

(2)数据报传输可靠性的实现

在TCP/IP协议软件的运输层，控制系统中仅运用了TCP/IP协议。这样既实现了基本的通信，又节约了大量的存储空间。

(3)远程数据传输功能的实现

本文通过对TCP/IP协议在系统中的适应性进行了分析和选择，以实现应用为前提，占用尽量少的系统资源为目的，实现单片机系统的基本数据的发送功能，从而完成远程数据的传输工作。