引言隨著物聯網技術的迅速發展，許多嵌入式系統具備了聯網功能，為方便系統開發者集中監控和管理遠程嵌入式系統，同時方便其他PC網上用戶或智能手機App能夠獲取嵌入式系統數據，實現遠程讀數與控制[13]，本文提出了以STM32F103RC處理器為核心，結合WIZnet公司的W5500以太網接口芯片，利用新浪微博的二次開發接口[4]，設計了嵌入式新浪微博客戶端，從而實現社交網絡與嵌入式硬件系統的互動，可以把人與人的關系拓展到人與物的關系、物與物的關系。本系統結構如圖1所示。1 系統主要硬件介紹1.1 STM32F103RC微控制器STM32F103RC是基于CortexM3內核的32位ARM處理器芯片，其工作頻率可達72 MHz；內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；具有標準和先進的通信接口；提供可編程電壓檢測器(PVD)，保證整個系統的穩定工作，具備較強的抗干擾能力。STM32F103RC廣泛應用于醫療、手持終端、智能儀器儀表、計算機測控等領域[5]。1.2 W5500以太網控制器W5500是一款全硬件TCP/IP嵌入式以太網控制器，使用硬件邏輯門電路實現TCP/IP協議棧的傳輸層及網絡層（包括TCP、UDP、ICMP、IPv4、ARP、IGMP、PPPoE等協議），并集成了數據鏈路層、物理層，以及32 KB片上RAM作為數據收發緩存器。從而把網絡數據流量的處理工作全部轉移到W5500集成硬件中進行，使得嵌入式主控芯片MCU只需承擔TCP/IP應用層控制信息的處理任務，從而大幅減少了上位機對于數據復制、協議處理和中斷處理等方面的工作量，提升了系統利用率及可靠性。在操作過程中，可以把W5500作為MCU的一個外設RAM來使用，操作簡單方便。另外，W5500提供網絡喚醒及省電模式供客戶選用，從而降低系統功耗；還提供了SPI串行接口，能夠很容易實現與外設MCU的整合，為嵌入式系統提供了簡易的互聯網接入方案。圖2為W5500硬件系統結構[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，其系統結構和主要電路原理圖分別見圖4～圖6，該系統主要包括以下模塊：① USB電源、RS232通信模塊；② RESET復位模塊，復位MCU；③ AT24C16 EEPROM存儲模塊，存儲系統參數等信息；④ W5500模塊，實現以太網接口功能；⑤ STM32F103RC ARM處理器；⑥ RJ45以太網硬件接口模塊；⑦ JTAG程序下載接口模塊。3 嵌入式微博客戶端軟件實現3.1 ARM CPU軟件開發環境構建為了方便ARM Cortex系列CPU的開發，本文采用了IAR Embedded Workbench for ARM, 32K Kick start Edition，它是一個針對ARM 處理器的集成開發環境，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W5500可以配置為TCP、UDP、IPRAW、PPPoE模式進行數據的發送或接收，在本文中只介紹TCP和新浪微博服務器的通信流程。由于W5500已經固化了TCP/IP協議棧，因此只需創建Socket接口即可實現網絡通信，從而大幅簡化了軟件設計流程。W5500支持服務器和客戶端模式，在本系統中，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器的數據通信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,};//定義臨時緩沖區用于存儲微博內容和HTTP頭unsigned char post_weibo(char* weibo){unsigned char weibo_server_ip[4] = {61,109,255,136};//微博服務器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); //連接到服務器, 默認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));//把數據發送到新浪微博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);//接收從微博服務器返回的結果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);//與微博服務器斷開close(SOCK_WEIBO);//關閉socketreturn 1; //成功后返回1}}}}}4 嵌入式微博客戶端測試結果在本系統測試案例中，STM32F103RC使用了SHT11數字溫濕度傳感器和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把數據發送到新浪微博。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、穩定可靠等特點。結語本文采用STM32F103RC處理器和以太網接口芯片W5500，同時結合新浪微博二次開發接口，設計了嵌入式新浪微博客戶端，目的是實現微博社交網絡與智能嵌入式系統的交流互動，雖然本文采用的社交網絡是新浪微博，但是通過適當修改和拓展客戶端ARM程序后，可以把本系統移植到擁有眾多用戶的微信平臺上，從而進一步打造創新型智能硬件系統。(mbbeetchina)