嵌入式实时网络通信技术论文

摘要：针对城市生活用水安全隐患，提出“基于NB-IoT的水环境在线监测方案”，为实现该方案须突破以下四个方面的关键技术问题：其一，水环境监测仪的研制：包括用于河流、湖泊、水库等城市主要水域的水质监测设备;以及对居民生活小区到户的水环境进行监测的水质检测仪，以对饮用水水质把好最后一关。今天小编给大家找来了《嵌入式实时网络通信技术论文 (精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。

嵌入式实时网络通信技术论文 篇1：

浅谈嵌入式实时网络通信技术

摘 要：在现代化社会，信息化技术在不断进步。嵌入式系统具备体积小、有效性强的特点，因此被广泛运用在各行各业中。当前，网络技术的进步也促使嵌入式实时网络通信技术开始取代传统的独立嵌入式系统。本文嵌入式网络系统的特征，并且深入探讨了嵌入式实时网络通信技术的应用与关键技术，仅供参考。

关键词：嵌入式;网络通信技术;可靠;有效

随着信息化时代的到来，人们开始重点关注通信技术。嵌入式实时网络通信技术，指的是在信息处理中运用嵌入式系统，以应用为核心的专门计算机系统。它能够剪裁软件与硬件，同时可以满足应用系统的不同需要。这样可以保证信息传播的有效性与安全性。并且，嵌入式系统损耗和体积都比较小。信息技术处理能够减少成本，是当前应用最广泛的一种网络通信系统。

1 嵌入式网络系统的特征

1.1 资源有限

嵌入式系统的运行中心在于应用，因此在使用环境、功能方面都缺乏一定的灵活性，而且形式也比较单一。这种情况也导致嵌入式网络系统无法提供多种类型的可用资源。一般情况下，与常规的计算机系统对比，无论是在保存，还是在计算方面，嵌入式网络系统都会有资源上的限制。

1.2 有实时性要求

在大部分嵌入式系统应用中，均要求具备较高的实时性。如在航空、航天领域中，都需要用到嵌入式系统，以提升其自动化控制性能并且，在其应用过程中，都需要系统在较短时间内，根据条件快速作出反应，因而其嵌入式系统也需具备较高实时性。

1.3 专用性

嵌入式系统的专用性主要是指软件及硬件的可剪裁性，能根据嵌入对象的相应尺度标准，安置成与之对应的专一嵌入式应用系统。

2 嵌入式实时网络通信技术分析

嵌入式实时网络通信体系的优点有，如果外界环境或者信息资料出现改变，嵌入式系统能够迅速反应，同时应用技术进行处理。在有效处理问题后，还应该在一定的时间内反应出处理结果。嵌入式实时网络通信体系在运作的过程中，可以确保不同工作的协调性。

2.1 嵌入式实时网络应该效、可靠

在规划嵌入式网络方面，在分布式子系统信息中，各类信息需要进行耦合，保证系统运行的有效性。在网络协议中提出，应该合理的控制网络的实效性，同时针对系统的反应情况提出新的标准。不仅需要明确时间，还需要合理的安排好各个网络节点，这些节点在系统反应速度上提出的标准也开始上升，其目的在于确保信息传输的精准。系统的有效性与可靠性是互相促进、互相发展的。嵌入式系统的有效性会在很大程度上影响到成品率生产效率以及有用功率。当在恶劣的条件下工作时，例如电磁不稳，这会引起磁场出现变化的情况，这时嵌入式实时网络系统会具备抗干扰的作用，自动寻找存在的问题，同时采用有效的技术方法来恢复系统，保证其正常运行。嵌入式实时网络具备的有效性与可靠性，能够迅速排除系统的故障问题，保证系统恢复正常的运行。

2.2 嵌入式实时网络应该具备通信能力

在应用嵌入式实时网络时，嵌入式实时网络中的子系统能够实时传播信息，然而大多数的信息都偏短，这时应该使用短帧结构，保证合理的运用带宽，从而提升通信的效率。

2.3 嵌入式实时网络应该实现开放

嵌入式网络系统的有效、稳定运行，需要有一个开放式的运行条件。使用嵌入式实时网络，可以把企业和互联网之间建立一种连接，这样能够在管理系统实现对企业的不同管理工作，而且还能够科学的调节所用的各种管理设备。除此之外，嵌入式实时网络通信技术还可以通过界面的使用，体现出相关的资料与信息，其中包含系统的软件与硬件，这些都应该按照需要进行集合，或者单独开辟。嵌入式网路通信技术系统属于是局域网。有研究人员认为，应用嵌入式实时网路通信系统，可以在原有的数据链路层的基础上将其划分为两个子层，即介质访问节制子层和逻辑链路节制子层。其中的介质访问节制子层，是通过接口硬件和访问协议来完成的，通过软件实现逻辑链路节制子层。可见，要确保网络通信技术系统的正常运行，就要注重介质访问协议的合理构建。

3 嵌入式实时网络的关键技术

在嵌入式网络通信子系统中，通过较为简单的函数调用便可完成数据的发送过程。但是，相比于数据发送过程，数据的接收过程较为复杂在报文的接收过程中，存在较多影响因素，如上下文转换、线程不畅等，都会不同程度地增加系统负担，另外，在长短报文处理上，采用不同方法，其相应的产生系统开销也会有所变化。

3.1 及时性。在其装备内，存在一定数量的分布式子系统，信息耦合会从总体上较为慎密，并对及时性有着极高的要求。因此，其所应用的网络协议必须具备较强的实时性能，能在极为恶劣的状况下作出肯定的反应时间。同时，在网络节点对反应要求较高或节点较多时，所使用的网络协议还需能进行优先级调剂，以确保对紧急性任务信息传偷的快速、准确、可靠。

3.2 可靠性。嵌入式网络的可靠性在很大程度上影响着有用功率，并且其网络能对节点进行动态删除或增添此外，嵌入式网络的可靠性还表现在其杭干扰能力及检错与恢复能力上，能在恶劣多变的电磁情况下，运行使用。

3.3 通信效力。在嵌入式系统中，用于信息搜集的子系统需要进行高领率的通讯，并且通讯信息的长度普遍极短，因而为了提高宽带利用效力，要求采用短帧结构形成嵌入式收集协议其中，应注意帧头和帧尾要短。

3.4 双重混合撑持。嵌入式网络必须具备灵活性较强的介质访问协议，以适应不同的工作环境，要求其不仅能撑持光缆、同軸电缆、双绞线等多种介质，还能撑持星型、环型等拓扑结构在特定情况下，还要求嵌入式网络能对多种介质与网络拓扑进行同时利用。

3.5 实现难度和造价。通常情况下，嵌入式体系需要进行专门的规划，以满足实际需求其中，还要确保网络体系的硬件与软件能高度配合运行实施，并与子系统控制部分集成，因而存在一定难度，但总体造价不高。

3.6 开放性。嵌入式网络还具有较强的开放性，实现管理的一体化控制此外，嵌入式网络还需拥有透明的开辟界面，能独立开辟与集成系统软硬件。

结束语

综上所述，如果想要科学技术在使用过程中发挥出最大价值，需要通过合理的管理方法。

嵌入式实时网络通信技术的研究与运用，不仅具有广泛的发展空间，而且还有很大的研究价值。尽管嵌入式网络通信技术有一些不足，但是它的优势有很明显。因此，在采用嵌入式实时网络通信技术的过程中，应该立足于国家的发展，不断的更新这项技术的使用方法。在应对存在的问题时，应该根据具体问题进行准确、合理的分析，并且重视增强这项技术的实践性，以此提高我国的现代化水平，推动信息化的发展。

参考文献

[1]张振威.浅析嵌入式实时网络通信技术[J].山东工业技术，2015(6).

[2]徐桢迪，蒋志豪，薛舜文.实时网络通信系统的分析和设计[J].通讯世界，2015(6).

[3]杨海清，周安栋，罗勇，陈牧.嵌入式系统实时网络通信中的LCD显示设计方法[J].计算机与数字工程，2010(2).

作者：赵柏超

嵌入式实时网络通信技术论文 篇2：

基于NB-IoT的水环境在线监测关键技术研究

摘要：针对城市生活用水安全隐患，提出“基于NB-IoT的水环境在线监测方案”，为实现该方案须突破以下四个方面的关键技术问题：其一，水环境监测仪的研制：包括用于河流、湖泊、水库等城市主要水域的水质监测设备;以及对居民生活小区到户的水环境进行监测的水质检测仪，以对饮用水水质把好最后一关。其二，实现鲁棒的传感器网络：对于城市水环境在线监测，数据采样点众多，为实现最稳定的数据采集及数据传输，须实现最优的传感器网络，并据此完成对各端点检测仪的设备安装及维护。其三，实时数据通信技术：本项目可望解决现代智慧城市水环境的全数据监控，其采集数据信息不仅仅应用于水污染的判断，同时兼顾汛期或水位的监控，實现城市水环境的多方面监控功能。拟在底层采用NB-IoT技术，实现实时的数据采集及通信。其四，基于NB-IoT的水环境在线监测信息系统的设计，实现监测信息的获取、存储、分析、管理、表达评估和辅助决策。

关键词：物联网技术;教育;应用

水污染问题日益严重，由于化工产业废物污染水源，导致半数以上江河湖泊水资源受到严重污染，多地出现“癌症村”。这些重大的水污染事件都只是触目惊心水质污染的冰山一角。家门口的河流，楼房上的二次供水塔等成为人们忧心所在。因此，水资源保护尤为重要，而水质监测是水资源保护的“眼睛”。在未来智慧城市生活中，为了实现人们安全的饮水及水资源生活环境，亟需解决水环境数据的采集、监测、记录、水质状态数据报告等，这些数据不仅用于城市生活水资源的管理，也可以用于汛期防洪决策参考。

1水环境在线监测研究现状

1.1国外水环境监测现状

美国学者Seong-Hee Kim等研究了传感器测量误差对河流系统水质监测网络设计的影响，提出当优化算法与统计过程控制方法相结合时，可以得到鲁棒的传感器位置。该团队开发了一种传感器测量误差概率模型，将其嵌入到河流系统的仿真模型中，并结合阈值的优化算法找到鲁棒的传感器网络。英国学者J.P.R. Sorensen等针对英国常用的微生物指标一一浊度，评估了在线荧光光谱法用于未经处理的饮用水水质微生物实时评价的效用，提出在线色氨酸荧光(TLF)和腐殖酸类荧光(HLF)跟公共供水中的大肠杆菌CON浓度和细菌总数密切相关。英国学者Nick A.Chappell等提出一种系统建模过程，允许客观识别采样率，以避免在强降雨时的混叠。匈牙利学者Boudewijn根据卫星图像和已知水体的地图，监测大面积的内陆过量水，以了解洪水的发展程度和方向，以减轻它们对农业部门的破坏和基础设施建设。巴西学者Schneider通过分析水质指数(WQI)——九个理化指标和微生物状态指数和营养状态指数(TSI)，监测巴西南部Taqi-Autas流域的浅层水质来评估养猪场污染。澳大利亚学者Mary Drikas等在配电系统中监测水质变化，确保在用户水龙头中提供优质水。随着各国环保意识的增强，水环境在线监测已成为研究热点。欧美等发达国家已具备较为成熟的水环境监测技术，正借助新技术，将水环境监测推向更便捷、更精准、更及时的领域。尽管各国科学家们在水环境监测方面从多角度进行研究也取得成绩，但是目前尚无将NB-IoT技术应用于水环境监测的研究。

1.2国内水环境监测现状

自20世纪80年代，经过二十多年的研究与发展，我国在水环境监测领域的自主设备和技术都取得了长足的进步，但仍然停留在技术研究层面，在将技术产业化方面做得不够。国内水环境监测主要有实验室监测、自动监测站监测、移动监测三种方式，主要在以下几个方面取得了一定成果：①在线水质监测系统及其关键技术的探索，包括基于WEB的水质自动监测系统、基于无线传感器网络的水质在线监测系统、基于物联网的水质监测技术研究等，其中边际提出的三级水质监控网络构建关键技术研究与示范体现了先进性。②水质监测技术的研究，有基于单片机或PLC、GIS、光谱特性、污染源监测等不同原理的水质监测技术;③对于水质监测设备的研究：包括船载水质高密度在线监测、移动式水质自动监测、水质监测材料设备研发与国产化探索。将NB-IoT应用于水环境监测的研究尚不多见。

2NB-IoT的应用特点

物联网的无线通信技术主要分为短距离通信技术和广域网通信技术即LPWAN(low-power Wide-Area Network，低功耗广域网)两类。NB-IoT是近来LPWAN技术中的热门，属于工作于授权频谱下的广域网通信技术，聚焦于低功耗广覆盖(LP-WA)物联网(IOT)市场，具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点，可在全球范围内广泛应用。NB-IoT目前已广泛应用于智能抄表、智能车锁类应用等，在穿戴式应用方面，基于NB-IoT技术的智能自行车、智能拉杆箱;NB-IoT技术和传感器结合实现对农作物的实时监控;基于NB-IoT的智能电网监测;NB-IoT智能锁，智能停车等。

3基于NB-IoT的水环境在线监测

3.1在线监测设备

分布在各采样点的采样设备是水环境在线监测系统的基础设施。对于常规水环境监测设备的研制。由于市场上尚无成熟的产品可直接使用，因此，项目组须自行研制。该监测设备的主要功能即实现对水质主要特征数据的实时采集：包括水的浊度，PH值，水位高度等。为确保项目的可行性，在不影响采样数据准确性和实时性的前提下，尽量采用低成本的产品。用于应急监测的专用监测设备的选型及设计。针对汛期、突发洪水、突发污染等特殊情况，设计专用的应急监测设备，包括便携式实地监测、移动监测等方案。在硬件上实现水环境在线监测仪表安装验收及数据管理的规范化，从技术上明确在线监测仪安装验收流程和数据采集标准，保障在线监测仪运行的可靠性以及数据采集的有效性。

针对应急情况开发移动式的水环境监测仪器，该仪器可在污染事故发生后临时替补常规监测设备，确保污染后处理的及时性。水环境在线监测信息管理系统能对城市的整体水域分布图进行按不同水质状态进行分颜色动态标注。可靠的水环境在线监测信息采集及在线监测数据的实时传输，同时考虑到应急监测数据采集，在前述基础上，搭建系统监控中心，通过软件实现监控中心与各信息源端的信息交互。

3.2NB-IoT底层数据采集

為简化终端的复杂性、降低终端功耗，同时确保实时数据传输，选用NB-IoT芯片进行底层数据的采集，该系统集成了看门狗、Flash和电池管理，并预留了传感器集成功能。可以采集水质信息，同时还能采集水体的参数信息，并依据被电解的水体的颜色对水质做出初步判断。为切实保证监控系统在数据收集、传输和处理上的即时性和有效性。监控系统包括核心设备、网管服务器、基站和交换机等，结合实验点的实际情况，在现场进行系统架设，并对安装的质量进行测试，确保系统的信号覆盖良好，满足实验要求。

3.3鲁棒的传感器网络布局

通过数学建模及系统仿真确立水环境监测网点的最优布局方案。以城市水域分布图为例，探索针对城市水环境监测，为获取可靠的水环境数据，确定最优的传感器网络布局，实现鲁棒的传感器网络。通过现场试验，对量程漂移、零点漂移、实际水样比对误差等，对在线仪器检测稳定性有较大影响的参数进行了评价和规范;研究清洗、校验对在线监测设备运行状态的影响，分析在线监测值与实验室标准方法检测值之间的比对偏差，确定在线监测设备的维护内容和维护周期。

3.4水环境在线监测信息管理系统

采用在线的水质水量监测传感器、变送及控制器，以连接异地、异质传感器或现地设备的广域计算机网络、数据库为基础，实现水环境要素的实时、高精度的在线自动监测，以及监测信息的获取、存储、分析、管理、表达评估和辅助决策。系统主要功能包括：

3.4.1水环境数据采集

集成数据库管理系统、地理信息系统和水质预测模型的管理系统，能够实时、直观地对区域水环境信息进行可视化表达，自动响应监测值超标的紧急情况并给出应对措施建议，配合系统的自动警报和决策支持功能，系统实现对区域水相关数据的动态管理，提高区域水环境管理的自动化程度。系统监测数据查询，包括静态查询和动态显示。预测功能对用户选择的监测对象和参数进行水质预测，并将预测数值同已有监测值一起进行输出，也可将预测数值实时显示在动态数据框中，并将预测数据作为警报触发值进行判断。

3.4.2水环境状态监测与查询

通过建模与仿真，对现场传感器群采集的数据，定义区域内各监测参数的评价等级，确定水环境状态的基本函数，对水环境状态值进行分区段关联颜色，对各类水体的实时监测值用不同颜色进行空间标识，用户通过可视化的表达直观地获取自动化的水环境评价信息。

3.4.3水环境事故预警

为能为环保部门提供水环境监测和预测提供决策支持，设置水环境关键参数的预警阈值，当数据值达到设定的预警阈值时，系统自动告警，并针对不同数据情况向用户提供应对处理的建议，并形成告警信息报告和应对措施指南。基于NB-IoT的水环境在线监测系统如图1所示，在各个水质监测的点位安装相应的传感器，各传感器采集的数据通过NB-IoT发送到移动网络，经过移动数据中心，最后通过最接近用户的云服务器在手机用户终端和监控终端之间实现数据的交互。通过用户层软件设计，为用户提供的针对不同数据集所表示的图层及地图文档进行缩放、拖动，保存、输出等。

4结束语

水环境监测信息采集点的布局：利用嵌入式系统设计水质监测终端，利用GIS技术、通过数学建模和系统仿真构建最优的信息监测用的传感器网络，用以各水环境特征数据的采集。在线监测数据的实时传输：基于NB-IoT通信技术，实现各信息源点的数据与监控中心之间的实时传输。系统内部实现数据共享及实时报告机制：利用数据库技术和物联网技术实现信息的融合、分析。水环境监测数据的拓展应用：城市水环境的监测数据不仅是对水质的分析，同时对汛期事故易发点提供水位或流速监测，可为城市抗洪防汛部门提供数据参考。

作者：汤泽军

嵌入式实时网络通信技术论文 篇3：

嵌入式以太网在移动通信系统中的应用

摘要：基于移动通信技术自身的局限性，开始将具备更加广阔的应用前景的嵌入式以太网应用在移动通信系统中，因此研究嵌入式以太网在移动通信系统中的应用。首先分析嵌入式以太网在移动通信系统中应用的可行性，并从具备嵌入式以太网接口的应用模式和不具备嵌入式以太网接口的应用模式两个方面，分析嵌入式以太网在移动通信系统中的应用。

关键词：嵌入式以太网;移动通信;终端端口

網络技术的发展引发了通信系统的技术革命，人们逐渐希望拥有一台移动通信设备，并可以在任何时间、任何地点及时查看移动通信设备的状态，并随时进行远程维护。嵌入式系统在这方面能够起到巨大的作用，所谓嵌入式系统一般是以计算机科学为基础，以满足用户的功能需求为根本目的，能够独立控制处理数据的一项技术，一般体积小、能耗少、可靠性强，在与以太网连接之后就具备了远程通信的能力[1]。目前的嵌入式以太网技术已经有了十分巨大的进步，并且科学家们逐渐将视线转移至嵌入式以太网。在科技的飞速进步之下，各式各样的嵌入式系统越来越多，并且先后接入了以太网，拥有了以太网的连接功能[2]。因而开始将嵌入式以太网应用于移动通信系统中，为用户提供一个方便快捷且成本低廉的通信方式。

1 嵌入式以太网在移动通信系统中应用的可行性

如上文所述，嵌入式以太网因为技术先进、信息传输性能优越、网络延迟低、设备操作简单等原因，已经在现实中实现了初步应用。但是由于嵌入式以太网自身局域性的特点，很多人担心在移动通信技术中，很有可能因为会因为通信用户过多而导致嵌入式以太网过载连接失败，因此对嵌入式以太网在移动通信技术中的应用没有足够的信心[3]。在传统的嵌入式以太网中，因为嵌入式以太网程度通信方式是一种相互协议且非确定性的通信模式，不存在优先级判定，因此当多人同时向一个人发送信息时，系统无法判定那条信息应该首先表达，继而产生逻辑冲突，导致信息接收失败[4]。在同一条网络通路上，即使不是向同一个人发送信息，也很可能因为嵌入式以太网本身的局限性而导致信息发送失败。这种情况看似合理，却几乎不可能会发生。即使在理论上嵌入式以太网的数据流冲突不可避免，但是在移动数据的容量较小时，是能够保证性能的。且嵌入式以太网网络连接的速度较其他网络更快，网络响应速度的增强保证了嵌入式以太网在移动通信技术中的实时性。在嵌入式以太网进一步发展之后，交换机技术得到推广，嵌入式以太网信息碰撞的问题得到了妥善的解决，每个用户都可以独占一条线路，不必再担心信息流冲突的问题[5]。对比研究普通网络和嵌入式以太网，可以发现嵌入式以太网比普通网络对于数据信息的响应速度快太多了，因为以太网自身的特点，网络数据信息在网络上移动时不需要像普通网络一样经过各个节点，而是可以一步到位。这样一来，就能够大量地节省传输时间，并省略了数据通过节点时占据的内存空间。在网络空间中的数据大致可以分为三类：正常周期性传输的运行数据、突发事件的偶然数据和随机性数据。普通网络面对突发性数据和随机数据的反应速度也远不如嵌入式以太网。而且在科技的发展下，嵌入式以太网的造价较过去降低了很多，已经具备了初步普及的条件，这使得嵌入式以太网在移动通信技术中的应用拥有了可行性，并为其提供了可靠的保证。

2 嵌入式以太网在移动通信系统中的应用模式

2.1 具备嵌入式以太网接口的应用模式

嵌入式以太网在应用于移动通信系统以后，需要首先设置嵌入式以太网的接口，并优先完成处理信息网络通信的模块，即通信模块。基于TCP/IP协议的复杂性，想要实现嵌入式以太网通信模块的设立，需要优先处理CPU运行速度、RAM和ROM的内存容量、双网设计切换等嵌入式以太网的核心问题。选择合适的嵌入式以太网控制器以后，就可以真正在移动通信技术中应用嵌入式以太网[6]。嵌入式以太网在移动通信系统中一般有两种应用方式，其一是在如智能手机、笔记本等智能电子设备上安装一个嵌入式以太网接口，并将该设备作为一个嵌入式以太网的节点连接在嵌入式以太网的网络上，具体模型如图1所示。

如上图所示，嵌入式以太网的终端端口分别由个人端口和工程师端口组成，通过嵌入式以太网连接不同的电子设备，并使这些电子设备具备嵌入式以太网的特点。但是若想实现实时性更高的嵌入式以太网移动通信技术，就需要得到硬件层面的保证。整个嵌入式以太网体系都需要支持嵌入式以太网DMA的数据传输，嵌入式以太网控制器的规格为10/100Mbps，将嵌入式以太网控制器的芯片调整为兼容模式，并将嵌入式以太网的数据压缩编码成为数据包。这样才能准确地重新输入代码，定时中断信号，通过指令读取堆栈指针和CPU寄存信息，支撑整个移动通信系统的运行。以太网控制器和收发器的种类很多，随着芯片科技的发展，集成式的嵌入式以太网控制器已经应用在实践领域。因此，此时具备嵌入式以太网接口的应用模式就有两种不同的硬件实现方案。第一，将CPU与嵌入式以太网控制器联合起来，再加上嵌入式以太网收发器，形成嵌入式以太网硬件系统。

嵌入式以太网的控制器和收发器都需要执行IEEE 802.3所制定的规则，由TCP/IP协议完成解释和执行计划。还可以使用集成芯片作为嵌入式以太网的主体，其具体模式如图2所示。

如图2所示，64位操作系统的CPU与嵌入式以太网控制器处于同一集成芯片上，不需要使用外部数据线连接，而是通过其芯片内部的数据总线作为连接工具。因此，图2所示的集成式硬件系统具备极强的抗干扰性和可靠性，不过在价格上较分布式硬件系统略贵。因此，当CPU为64位或32位操作系统时，通常使用集成式硬件系统，但是当操作系统变为16位，因为不容易找到能够与其相匹配的嵌入式以太网控制器作为集成芯片的组成部分。

2.2 不具备嵌入式以太网接口的应用模式

不具备嵌入式以太网接口的智能移动通信设备无法直接与嵌入式以太网连接，只能先通过RS232/485连在一起，将另一个具备嵌入式以太网接口的移动通信设备作为中转站，作为节点连接在嵌入式以太网接口上，并将不具备嵌入式以太网接口的智能移动通信设备连接在具备嵌入式以太网接口的移动通信设备上。相比于具备嵌入式以太网接口的应用模式，不具备嵌入式以太網接口的应用模式在软件配置和成本控制上有一定的差异。嵌入式以太网本质上是在物理与数据网络层面具备逻辑拓扑结构的一种总线型网络，这种网络能够实现包括TCP/IP协议在内的各种高层协议。作为一种成熟的高层协议，TCP/IP协议在指定的最初就拥有一个具备广适性的通信协议。这个网络通信协议的层次模型如下图所示。

如图3所示，网络通信协议的层次模型共分为6层，应用程序作为应用层，TPC/IP协议作为传输层，UDP和逻辑链路作为网络连接层，均由微处理器处理。嵌入式以太网访问控制层作为链路访问层由嵌入式以太网控制器管理，嵌入式以太网收发器作为物理层由硬件驱动器实现。因此，所有的通信行为均由微处理器在应用层、传输层和网络连接层实现。考虑到嵌入式以太网的数据存储能力有限，在完成保留其数据处理能力的前提下，可以将TPC/IP协议拆分为IP协议、TPC协议和UDP协议，这三个协议都是TPC/IP协议的基本协议。

为了满足TPC/IP协议的复杂性，一般将多任务、多线程的TPC/IP协议软件作为操作系统，嵌入式以太网一般具备极强的实时通讯功能，因而具备移动通信系统的实时性特征，嵌入式以太网对于每一个具备物理特性的应用都保证了其可预测性。因此，在TPC/IP协议实现时，采用了嵌入式以太网作为移动通信系统的重要工具，利用多任务机制和互斥机制进行管理和调度。

因此，在实现嵌入式以太网的应用模型的过程中，需要一次构建嵌入式RTOS模块以及TPC/IP模块。充分利用嵌入式操作系统的多角度互斥机制，使嵌入式以太网在移动通信系统中的应用机制清晰可见。

就目前来看，嵌入式以太网的建设成本已经控制在了很低的程度，已经初步具备了大范围推广的条件。无论是使用具备嵌入式以太网接口的应用模式还是使用不具备嵌入式以太网接口的应用模式作为嵌入式以太网的实现方式，都会因网络节点数的不同对网络流量产生不同的影响。因此具体在实际中应用哪种模式，需要根据具体情况和所需成本来考虑。

3 结束语

移动通信技术的应用是必然的发展，本文将嵌入式以太网应用在移动通信系统中，对其进行了简要探讨和研究。为了增强移动通信系统的实时性和操作性，上文中简单介绍了嵌入式以太网，探究了嵌入式以太网在移动通信系统中应用的可行性，并在此基础上设计了嵌入式以太网在移动通信系统中的应用模式及其相关技术的实现。综上所述，应用嵌入式以太网的移动通信技术有着广泛的应用前景，因此这项新兴技术还需要更加深入的研究。

参考文献：

[1] 冯程.256比特密码算法在5G移动通信系统应用中关键问题研究[J].信息安全研究，2020，6(8)：716-721.

[2] 董峰.移动通信系统中的无线定位技术及其应用[J].通信电源技术，2020，37(12)：94-96.

[3] 左艳洁.基于以太网和嵌入式Web的自动气象监测站[J].信息与电脑(理论版)，2020，32(2)：191-192+195.

[4] 胡祖辉，施佺，吴国庆.基于嵌入式以太网的远程监控系统的设计与实现[J].计算机测量与控制，2019，27(10)：120-124.

[5] 周鑫，田晔非.基于DM9161EP的嵌入式光纤以太网传输系统设计[J].仪表技术与传感器，2019(6)：42-46.

[6] 凌启东.基于融合通信的嵌入式网关系统设计[J].工业控制计算机，2018，31(12)：119-121.

【通联编辑：张薇】

作者：谢凯