智能无线天然气烟雾监控终端毕业论文.doc

智能天然气监控终端的网络通信系统
摘 要
生存环境的舒适与安全是人类永恒追求的物质目标。随着计算机技术、通信技术、控制技术的飞速发展，人们对居住环境提出了更高的要求，希望居住在一个生活现代化，环境舒适化、安全化的生活空间。通过环境监测系统，用户可以实时获得居住环境的信息，如：温湿度、天然气浓度、火灾信息等。并将采集到的环境信息作为其他家庭设备运行时的参数，实现对环境的智能化控制。本终端作为智能家居的一部分，实现了实时监测天然气浓度和烟雾浓度，并且当浓度超过设定阈值时，将通过无线的方式进行报警
智能终端通过各种传感电路检测室内的天然气浓度和烟雾浓度信息等,然后与预置的参数阈值进行比较, 智能终端根据比较结果发出相应的报警信息，并且可以实时地显示当前时间室内天然气浓度和烟雾浓度信息等参数值,并可通过WIFI，GPRS等无线通讯方式及时将各种监控信息通知住户
最后，本设计对以后研究工作的重点进行了思考，提出了自己的见解。

关键字：网络通信，WIFI, 智能控制，c语言

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Abstract

Comfortable and safe living environment of human eternal pursuit of the material goals. With computer technology, communications technology, control technology rapid development, people's living conditions put forward higher requirements, want to live life in a modern, comfortable environment, security of living space. Through environmental monitoring system, users can obtain real-time information about the living environment, such as: temperature, humidity, gas concentration, fire information. And environmental information collected for other household equipment run-time parameters to achieve intelligent control of the environment. The terminal as a part of the smart home, real-time monitoring of gas concentrations and smoke density, and when the concentration exceeds the threshold value, the alarm by wireless means
Intelligent terminal through a variety of sensing circuits of the gas concentration detection chamber and smoke density information, and with the preset threshold parameter value, based on the comparison result of the intelligent terminal to issue the corresponding alarm information, and can display the current time in real time gas concentration in the indoor and smoke density values ​​for parameters such information, and through WIFI, GPRS and other wireless communications in a timely manner all kinds of monitoring information to the tenants
Finally, the design focus of future research work thinking, put forward their own views.
Key words: Network Communications，WIFI, Intelligent Control，language c
目 录
1 绪论·····································································1
1.1 本课题的意义·························································1
1.2 智能家居·····························································2
1.2.1智能家居的设计原则···············································2
1.2.2 智能家居设计的特点优势···········································2
1.3 无线通信网络的原理···················································3
1.4 本论文的主要工作·····················································4
2无线天然气监控终端的硬件组成·············································5
2.1 终端结构·····························································5
2.2各功能模块介绍························································6
2.2.1 开发板板载资源···················································6
2.2.2 烟雾气体传感器···················································6
2.2.3 天然气传感器模块·················································6
2.2.4 WIFI模块························································7
22.5 ANDROID 智能手机·················································7
2.3 ENC28J60以太网控制器·················································10
2.3.1 ENC28J60简介····················································10
2.3.2 ENC28J60概述····················································10
3轻型以太网协议栈uIP的应用················································12
3.1 轻型以太网协议栈uIP·················································13
3.2 设计要求·····························································14
3.2 硬件电路连接·························································15
3.4 软件程序设计·························································16
4 STM32开发板V3.1·························································12
4.1 STM32开发板V3.1 的硬件说明··········································13
4.1.1. 供电电路························································14
4.1.2 启动方式设置·····················································15
4.1.3 时钟源电路·······················································16
4.1.4 SPI 存储电路·····················································17
4.1.5 显示及触摸接口模块···············································18
4.1.6 10M 以太网接口···················································19
4.1.7 数模转换DAC·····················································20
4.1.8 SPI外接接口······················································20
4.2 STM32开发板V3.1的应用···············································12
4.3 STM32开发板V3.1的开发环境··········································13
5 程序设计
5.1 程序总体设计思路····················································24
5.2 程序初始化··························································26
5.3 网络处理任务························································25
5.4 查询TCP连接收发状态 ARP表更新·····································25
5.5 中断触发读取网络接收缓存············································25
5.6 网络实测····························································26
6 结论····································································31
致谢······································································32
参考文献··································································33

智能天然气监控终端的网络通信系统
1 绪论
1.1 本课题的提出及意义
生存环境的舒适与安全是人类永恒追求的物质目标。随着计算机技术、通信技术、控制技术的飞速发展，人们对居住环境提出了更高的要求，希望居住在一个生活现代化，环境舒适化、安全化的生活空间。通过环境监测系统，用户可以实时获得居住环境的信息，如：温湿度、天然气浓度、火灾信息等。并将采集到的环境信息作为其他家庭设备运行时的参数，实现对环境的智能化控制。本终端作为智能家居的一部分，实现了实时监测天然气浓度和烟雾浓度，并且当浓度超过设定阈值时，将通过无线的方式进行报警。
智能终端通过各种传感电路检测室内的天然气浓度和烟雾浓度信息等,然后与预置的参数阈值进行比较, 智能终端根据比较结果发出相应的报警信息，并且可以实时地显示当前时间室内天然气浓度和烟雾浓度信息等参数值,并可通过WIFI，GPRS等无线通讯方式及时将各种监控信息通知住户。

1.2智能家居
智能家居是在物联网的影响之下物联化的体现。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制，安防系统，数字影院系统、网络家电以及三表抄送等）连接到一起，提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境，提供全方位的信息交互功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。
智能家居概念的起源很早，但一直未有具体的建筑案例出现，直到1984年美国联合科技公司（United Technologies Building System）将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康乃迪克州（Conneticut)哈特佛市（Hartford）的CityPlaceBuilding时，才出现了首栋的“智能型建筑”，从此揭开了全世界争相建造智能家居的序幕。
智能家居又称智慧家居/智能住宅，在国外常用Smart Home表示。与智能家居含义近似的有家庭自动化（Home Automation）、电子家庭（Electronic Home、E-home）、数字家园（Digital Family）、家庭网络（Home Net/Networks for Home）、网络家居（Network Home）、智能家庭/建筑（Intelligent Home/Building），在中国香港和台湾等地区，还有数码家庭、数码家居等称法。
智能家居是一个居住环境，是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境，实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。以住宅为平台，利用有线和无线网络平台通信技术、包括综合布线系统，安全防范系统，背景乐/广播系统，灯光窗帘控制系统，空调VRV控制系统，以及家庭影院控制系统；将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。
智能家居集成是利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设备集成。由于智能家居采用的技术标准与协议的不同，大多数智能家居系统都采用综合布线方式，但少数系统可能并不采用综合布线技术，如电力载波，不论哪一种情况，都一定有对应的网络通信技术来完成所需的信号传输任务，因此网络通信技术是智能家居集成中关键的技术之一。安全防范技术是智能家居系统中必不可少的技术，在小区及户内可视对讲、家庭监控、家庭防盗报警、与家庭有关的小区一卡通等领域都有广泛应用。自动控制技术是智能家居系统中必不可少的技术，广泛应用在智能家居控制中心、

智能家居主机.
家居设备自动控制模块中，对于家庭能源的科学管理、家庭设备的日程管理都有十分重要的作用。音视频技术是实现家庭环境舒适性、艺术性的重要技术，体现在音视频集中分配、背景音乐、家庭影院等方面。
又称智能住宅。通俗地说，它是融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统。智能家居将让用户有更方便的手段来管理家庭设备，比如，通过家触摸屏、无线遥控器、电话、互联网或者语音识别控制家用设备，更可以执行场景操作，使多个设备形成联动；另一方面，智能家居内的各种设备相互间可以通讯，不需要用户指挥也能根据不同的状态互动运行，从而给用户带来最大程度的高效、便利、舒适与安全。
1.2.1智能家居的设计原则
衡量一个住宅小区智能化系统的成功与否，并非仅仅取决于智能化系统的多少、系统的先进性或集成度，而是取决于系统的设计和配置是否经济合理并且系统能 否成功运行，系统的使用、管理和维护是否方便，系统或产品的技术是否成熟适用，换句话说，就是如何以最少的投入、最简便的实现途径来换取最大的功效，实现 便捷高质量的生活。
为了实现上述目标，智能家居系统设计时要遵循以下原则：
实用便利
智能家居最基本的目标是为人们提供一个舒适、安全、方便和高效的生活环境。对智能家居产品来说，最重要的是以实用为核心，摒弃掉那些华而不实，只能充作摆设的功能，产品以实用性、易用性和人性化为主。
在设计智能家居系统时，应根据用户对智能家居功能的需求，整合以下最实用最基本的家居控制功能：包括智能家电控制、智能灯光控制、电动窗帘控制、防盗报警、门禁对讲、煤气泄露等，同时还可以拓展诸如三表抄送、视频点播等服务增值功能。对很多个性化智能家居的控制方式很丰富多样，比如：本地控制、遥控控制、集中控制、手机远程控制、感应控制、网络控制、定时控制等等，其本意是让人们摆脱繁琐的事 务，提高效率，如果操作过程和程序设置过于繁琐，容易让用户产生排斥心理。所以在对智能家居的设计时一定要充分考虑到用户体验，注重操作的便利化和直观 性，最好能采用图形图像化的控制界面，让操作所见即所得。
可靠性
整个建筑的各个智能化子系统应能二十四小时运转，系统的安全性、可靠性和容错能力必须予以高度重视。对各个子系统，以电源、系统备份等方面采取相应的容错措施，保证系统正常安全使用、质量、性能良好，具备应付各种复杂环境变化的能力。
标准性
智能家居系统方案的设计应依照国家和地区的有关标准进行，确保系统的扩充性和扩展性，在系统传输上采用标准的TCP/IP协议网络技术，保证不同产商 之间系统可以兼容与互联。系统的前端设备是多功能的、开放的、可以扩展的设备。如系统主机、终端与模块采用标准化接口设计，为家居智能系统外部厂商提供集 成的平台，而且其功能可以扩展，当需要增加功能时，不必再开挖管网，简单可靠、方便节约。设计选用的系统和产品能够使本系统与未来不断发展的第三方受控设 备进行互通互连。
方便性
布线安装是否简单直接关系到成本，可扩展性，可维护性的问题，一定要选择布线简单的系统，施工时可与小区宽带一起布线，简单、容易；设备方面容易学习掌握、操作和维护简便。系统在工程安装调试中的方便设计也非常重要。家庭智能化有一个显着的特点，就是安装、调试与维护的工作量非常大，需要大量的人力物力投入，成为制约行业发展的瓶颈。针对这个问题，系统在设计时， 就应考虑安装与维护的方便性，比如系统可以通过Internet远程调试与维护。通过网络，不仅使住户能够实现家庭智能化系统的控制功能，还允许工程人员 在远程检查系统的工作状况，对系统出现的故障进行诊断。这样，系统设置与版本更新可以在异地进行，从而大大方便了系统的应用与维护，提高了响应速度，降低 了维护成本。
轻巧型
“轻巧”型智能家居产品顾名思义它是一种轻量级的智能家居系统。“简单”、“实用”、“灵巧”是它的最主要特点，也是其与传统智能家居系统最大的区别。所以我们一般把无需施工部署，功能可自由搭配组合且价格相对便宜可直接面对最终消费者销售的智能家居产品称为“轻巧”型智能家居产品。
1.2.2智能家居设计的特点与优势
当今世界已经是一个数字信息的大数据时代，人们对于日常生活的要求已经大大提高，老一套的控制方式已经远远不能满足人们现在的要求。人们对于家庭家电，仪器等等的自动化，智能化控制的要求早已经提到了设计者们的设计计划日程中。它的特点与优势也是十分明显的。
特点
1、传输速度快
2、数字化
3、传输线路简单，组网方便
4、具有在线巡检功能
5、实现小区多通道功能
6、布线成本低
7、具有在线巡更功能
优势
1、网络可视对讲功能
2、内部电话功能
3、
4、储存来访者影相功能
5、远程监视功能
6、强大的信息服务功能
7、家电智能控制功能
8、灯光的控制
9、电动窗帘及遮阳系统控
本次设计正是主要采用了WIFI的无线通信使手机与控制终端无线即时连接到了一起，使得用户可以随时在手机上获取最新的家庭中的天然气，烟雾情况的信息。
既满足了人们对于当今家电智能化，无线化的要求，也符合了世界发展的主流趋势。
1.3无线通信网络的原理
无线通信系统几乎所有数据的传输与芯片控制都是通过SPI实现的。SPI读写程序是软件控制的基础。为了使单片机的SPI控制器正常工作，需要先对其进行初始化设置。可通过向SPI控制寄存器SPCTL和控制寄存器SPSTAT写入适当的控制字实现。
单片机控制器需要对收发器各个寄存器进行设置。保证其工作在规定的频段和模式下。初始化时通过SPI总线向收发器写入控制命令[4]。主要包括配置设定命令，电源管理命令，频率设定命令，数据滤波命令，FIFO和复位模式命令，自动频率控制命令，发射配置控制命令，唤醒定时器命令，低任务周期命令和电池低压检测以及微控制器时钟分频命令等，且每个命令均长为16位。
收发器成功初始化后就可以开始数据的发送和接收了，系统先通过SPI写入电源管理命令字Ox8228打开发送寄存器并开始数据的传送。发送完毕后要写入电源管理器命令字Ox8228关闭发送寄存器，同时打开接收寄存器。为了实现有效接收和发送，将待发送数据打包为帧的形式，下面主要介绍一下发送帧数据的情形。其从帧头开始依次为：同步格式的长度Ox2DD4，设置传输开始标志位，待传数据的长度和实际发送的数据。
收发器的接收方式采用的是FIFO模式，在相应的控制字都设置好后，引入的数据通过时钟串入16位FIFO缓冲器内，当VDI和同步格式识别电路指示潜在的真实数据接入，真实数据开始填充FIFO。接收开始。接收一帧数据时，因采用FIFO模式状态寄存器的前两个字节分别是中断位输出和状态位输出。接下来才是需要的数据，故在接收一帧数据时，应先将前两个字节度取后抛弃，且每次读取时都要重复此过程。接下来需判断接收到的第三字节是否为开始标志位，若是继续抛弃前二字节后开始数据的接收。接收完毕后读入二字节的状态表示接收完毕。
该系统应用了单片机和无线收发芯片，他们之间的控制与数据连接则是通过SPI接口来实现的。SPI接口有很高的数据传输速率，且器件操作遵循统一的规范，使系统软硬件具有良好的通用性，以无线方式传输数据在实际应用中由于其方便灵活，可望在嵌入式系统中得到广泛应用。
14 本系统总体方案设计
本终端采用了ST公司的Cortex-M3内核的STM32微处理器STM32F107。该芯片属于STM32系列的增强型，提供多达256KB的片内Flah、64KB的RAM和丰富的外设接口。Cortex-M3内核在设计上专门考虑了满足集功耗低、实时性强的工业级嵌入式产品领域的特点。在性能相同的条件下，STM32产品功耗比同级别产品要低75%，工作环境温度达105℃。
硬件框图如下图所示
系统的设计采用了框架结构将整个系统分为两个部分分别为监控终端部分和手机监控部分。
智能监控终端主要负责实时采集烟雾浓度和天然气浓度信息，可实时把监控信息通过WIFI模块传输到智能手机上，还可通过WEB网页查看实时数据以及设置传感器参数等。另外，智能监控终端在监测到烟雾或者天然气浓度超过阈值时，不仅有声光报警，还可以通过GPRS模块呼叫预设的报警电话。
ANDROID智能手机可通过WIFI模块与监控终端进行无线通讯。可以实时获取到烟雾和天然气的浓度数据，并且可记录数据，显示数据，并且可设置传感器的报警阈值等参数。另外在产生超阈值报警时，手机有多种提醒方式。

2 无线天然气监控终端的硬件组成
2.1 终端结构
终端硬件结构如下

智能监控终端实现功能如下：
1. 实时获取烟雾，天然气传感器数据
2. 传感器数据实时显示在LCD屏上
3. 实时通过WIFI传输传感器数据
4. 内嵌WEB服务器，可通过网页查看传感器数据，并且可以设置传感器阈值参数
5. 具有声光报警提示方式
6. 可通过GPRS模块呼叫指定电话或者发短消息

ANDROID智能手机实现以下功能：
实现以表格和文本方式显示传感器数据
可设置传感器阈值等参数
当有超阈值报警时，可播放警示音

2.2 各功能模块介绍
2.2.1 开发板板载资源
◆ STM32F107VCT6, ARM Cortex-M3内核，LQFP100封装,内部FLASH:256K,SRAM:64K
◆ 1个10M/100M以太网接口，标准RJ45接口，支持平行交叉网线自适应
◆ 1个USB 2.0 OTG全速接口，可以作为USB SLAVE接口，也可以作为USB HOST接口
◆ 1个标准的2.8 / 3.2寸TFT LCD接口，支持触摸屏，分辨率320X240, 26万色
◆ 1个I2S音频解码芯片，支持音乐文件的播放
◆ 1个SD卡接口
◆ 1个2.4G无线通信模块接口
◆ 1个315M无线通信模块接口
◆ 2个CAN总线接口
◆ 1个485总线接口
◆ 1个SPI FLASH芯片，W25X16，容量为16M比特
◆ 1个IIC接口的EEPROM芯片，24C02，容量2K比特
◆ 2个RS-232C串口（使用DB9公头，线序与PC机相同）
◆ 1个蜂鸣器
◆ 1个复位按钮，控制整板硬件复位
◆ 4个功能按钮，其中包括WAKEUP唤醒功能和TEMPER入侵功能
◆ 1个电源指示灯（绿色）
◆ 4个用户状态指示灯（LED1~LED4：绿色）
◆ 2个启动模式选择配置接口
◆ 1个RTC后备电池座
◆ 1个标准的JTAG/SWD仿真调试下载接口
◆ 1路电位器可调电阻模拟输入，可以做模数转换实验
◆ 2个DAC数模转换接口连接到接线端子
◆ 2个ADC模数转换接口连接到接线端子
◆ 2个PWM接口连接到接线端子
◆ 1个DC5V电源接口
◆ 1个电源开关，控制整个板的电源，可以选择从USB取电或DC5V电源接口取电
◆ 支持从JLINK取5V电源或3.3V电源
◆ 除晶振占用的IO管脚外，其余所有IO口全部引出到扩展双排插针

2.2.2 烟雾气体传感器
一、尺寸：35mm X24mm X26mm 长*宽*高
二、主要芯片：LM393、MQ-2气敏传感器探头
三、工作电压：DC 3.0-5.5V
四、特点：
1、具有信号输出指示；
2、双路信号输出；（模拟量输出及TTL电平输出）
3、TTL输出有效信号为低电平,可接直接接单片机IO口;
4、模拟量输出0~5V电压，浓度越高电压越高；
5、对液化气、丁烷、甲烷、烟雾等有较好的灵敏度；
6使用寿命长、稳定性好；
7、具有快速响应恢复特性

2.2.3 天然气传感器模块

传感器特点
一、 尺寸：35mm X24mm X27mm 长*宽*高
二、 主要芯片：LM393、MQ-4气体传感器
三、 工作电压：DC3-5V
四、 特点：
1、具有信号输出指示；
2、双路信号输出（模拟量输出及TTL电平输出）；
3、TTL输出有效信号为低电平，可直接接单片机；
4、模拟量输出0~5V电压，浓度越高电压越高；
5、对甲烷气体，天然气有较好的灵敏度；
6、具有长期的使用寿命和可靠的稳定性；
7、快速的响应恢复特性；

2.2.4 WIFI模块
WIFI模块性能和功能特色：
1、通讯距离：外置天线版本400米，内置天线300米。测试条件：开阔地视距，两个模块自行组网，57600波特率双向互传不丢包，轻松穿三层混泥土墙。
2、最高支持波特率460800bps
3、支持绝大多数WIFI加密方式和算法，WEP/WAP-PSK/WAP2-PSK/WAPI，加密类型 WEP64/WEP128/TKIP/AES
4、支持IEEE 802.11 b/g/n，用来做远距离覆盖的大功率AP多使用802.11 n协议，本模块也完美支持。
5、支持DHCP自动获取IP，支持工作在AP模式时为从设备分配IP
6、支持网络协议：TCP/UDP/ARP/ICMP/HTTP/DNS/DHCP
7、可选TCP Server/TCP Client/UDP 工作模式，TCP Server模式时可支持多达32个Client连接
8、超小体积，双排2.0间距插针，方便用户应用。
9、通过拉低Reload IO口一秒即可恢复出厂设置，不用担心设置错
10、支持无线工作在AP模式和节点(Station)模式，真正的硬件AP，安卓系统可以直接访问
11、可选内置板载(USR-WIFI232-A)或者外置天线(USR-WIFI232-B)
12、支持透明/协议数据传输模式，高达1M缓存空间
13、提供AT+指令集配置
14提供友好的Web配置页面，通过网页配置
15、串口分帧延迟和数据量可以设置
16、3.3V单电源供电
17、支持路由/桥接模式网络构架

2.2.5 ANDROID 智能手机

智能手机参数
CPU
1GHz
RAM
512MB
ROM
512MB 支持内存卡扩展
屏幕
4寸800x480分辨率 TFT
操作系统
Android 2.3

2.3 ENC28J60以太网控制器
2.3.1．ENC28J60简介
ENC28J60是MICROCHIP公司的带 SPI 接口的独立以太网控制器，
以太网控制器特性
• IEEE 802.3 兼容的以太网控制器
• 集成MAC 和10 BASE-T PHY
• 接收器和冲突抑制电路
• 支持一个带自动极性检测和校正的10BASE-T 端口
• 支持全双工和半双工模式
• 可编程在发生冲突时自动重发
• 可编程填充和CRC 生成
• 可编程自动拒绝错误数据包
• 最高速度可达10 Mb/s 的SPI 接口
缓冲器
• 8 KB 发送/ 接收数据包双端口SRAM
• 可配置发送/ 接收缓冲器大小
• 硬件管理的循环接收FIFO
• 字节宽度的随机访问和顺序访问（地址自动递增）
• 用于快速数据传送的内部DMA
• 硬件支持的IP 校验和计算
介质访问控制器（MAC）特性
• 支持单播、组播和广播数据包
• 可编程数据包过滤，并在以下事件的逻辑“与”
和“或”结果为真时唤醒主机：
- 单播目标地址
- 组播地址
广播地址
- Magic Packet
- 由64 位哈希表定义的组目标地址
- 多达64 字节的可编程模式匹配（偏移量可由用户定义）
• 环回模式
物理层（PHY ）特性
• 整形输出滤波器
• 环回模式
工作特性
• 两个用来表示连接、发送、接收、冲突和全/ 半双工状态的可编程LED 输出
• 使用两个中断引脚的七个中断源
• 25 MHz 时钟
• 带可编程预分频器的时钟输出引脚
• 工作电压范围是3.14V 到3.45V
• TTL 电平输入
• 温度范围：-40°C 到+85°C （工业级）， 0°C 到
+70°C （商业级）（仅SSOP 封装）
• 28 引脚SPDIP、SSOP、SOIC 和QFN 封装

2.3.2 ENC28J60概述
ENC28J60 是带有行业标准串行外设接口（SerialPeripheral Interface，SPI）的独立以太网控制器。 它可作为任何配备有SPI 的控制器的以太网接口。ENC28J60 符合IEEE 802.3 的全部规范，采用了一系列包过滤机制以对传入数据包进行限制。 它还提供了一个内部DMA 模块，以实现快速数据吞吐和硬件支持的IP校验和计算。 与主控制器的通信通过两个中断引脚和SPI 实现，
数据传输速率高达10 Mb/s。两个专用的引脚用于连接LED，进行网络活动状态指示。
要将单片机连接到速率为10 Mbps 的以太网，
只需ENC28J60、两个脉冲变压器和一些无源元件即可。
ENC28J60 由七个主要功能模块组成：
1. SPI 接口——充当主控制器和E NC28J60 之间通信通道。
2. 控制寄存器——用于控制和监视ENC28J60。
3. 双端口RAM缓冲器——用于接收和发送数据包。
4. 判优器——当DMA、发送和接收模块发出请求时对RAM 缓冲器的访问进行控制。
5. 总线接口——对通过SPI 接收的数据和命令进行解析。
6. MAC （Medium Acc ess Control）模块——实现符合IEEE 802.3 标准的MAC 逻辑。
7. PHY（物理层）模块——对双绞线上的模拟数据进行编码和译码。
该器件还包括其他支持模块，诸如振荡器、片内稳压器、电平变换器（提供可以接受5V 电压的I/O 引脚）和系统控制逻辑。
奋斗板STM32 V3和ENC28J60的连接
3. 轻型以太网协议栈uIP的应用
3.1 轻型以太网协议栈uIP
开源的uIP软件包为嵌入式位处理器建立TCP/IP协议堆栈提供了一种解决方法。它为互联网提供了一系列必要的协议。对代码和数据的内存要求量十分小。uIP是亚当-邓克尔斯（Adam Dunkels）在瑞典计算机学院开发的。uIP1.0版本实现了符合IEEE802.3的比较重要的协议， 例如ARP，I CMP，IP，TCP，UDP等，详细手册可以参考光盘资料目录下的UIP1.0源码目录下的参
考手册。
本设计是选用了uIP1.0版本作为移植版本，移植到了基于STM32F103VE T6控制的ENC28J60网络模块上。 实现了以下协议。
ARP：地址解析协议。
IP： 网际协议
ICMP： 因特网信息控制协议（包含了ping的响应）
TCP： 传输控制协议（包含了TCP服务器，WEB服务器）
UDP： 数据报协议（包含了UDP服务）
运行网络调试助手软件， 端口选择1200，服务器IP地址选择192.168.1.15， 协议类型选择TCP客户端， 点击连接按钮，在命令输入窗口输入控制LED的命令字符串，然后 点击发送，开发板上对应的LED灯会发生变化。
命令代码如下： (末尾无 0x00和回车字符)
ledon 1 -----