IT技术的飞速发展把人们带进了后PC(Post-PC)时代,与Internet相结合的、便携的、实时嵌入式信息处理设备将饱受人们的青睐。嵌入式系统与Internet完美结合,可以方便、低廉地将信息传送到世界任何一个地方。论文的主题是研究一种具有专用经济性、简洁高可靠性的网络嵌入式系统。该系统与Internet无缝连接可以实现远程监控,带有高性能的温湿度传感器能够采集数据并实时传送。结合NAT局域网洞穿技术以及客户端应用程序使该系统具有便捷实用的优点。论文按照自底向上的顺序来阐述本课题的研究过程。首先论文描述了本嵌入式系统的硬件设计和驱动程序的开发。硬件设备的主处理器采用Microchip公司高性能的单片机PIC18F2455,外围扩展的设备有以太网控制器ENC28J60和温湿度传感器SHT75等,同时研究和实现相关的驱动程序,使它们构成了一个有机整体。然后研究的重点是网络协议栈的开发与实现。为了高效地工作,结合处理器的特性,所有实现协议栈的语言都是单片机的汇编语言。研究的网络协议栈包括802.3以太网协议,ARP地址解析协议,IP网络层协议和UDP传输层协议。其中对ARP地址缓冲表创新地采用仿LRC算法来管理,而且对网络上不同的数据流采用了智能化过滤等处理。再者本课题的研究难点是实现本嵌入式设备与局域网内主机进行通讯的NAT洞穿技术。通过具有固定IP地址和控制软件的服务器平台,本嵌入式设备能实现局域网洞穿技术。最后设计了合理实用的应用层简单协议和PC机客户端软件,精心构建了合理的实验环境,进行了多种网络环境的实验,包括同网段内和跨网关通讯。实验证明本网络嵌入式系统工作稳定,性能优异。