基于ARM9嵌入式网管系统的设计与实现

时间：2008-09-02 21:21:00

关键字： ARM9 嵌入式脚本嵌入式数据库

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[导读]基于ARM9嵌入式网管系统的设计与实现

前言

多业务光纤接入系统主要利用传统的SDH和光缆资源，通过光纤延伸原有的TDM专线的覆盖范围，使得传统的固网运营商能够继续提供和扩大专线业务。

多业务光纤接入系统除了采用传统的网管软件外，同时采用了基于Web方式的嵌人式网管系统。本文结合嵌入式Web服务器和嵌入式数据库技术在接入设备网管系统中的应用，对基于ARM9平台且含有嵌入式Web服务器和嵌入式数据库的网管系统的设计与实现方法进行讨论。

嵌入式网管系统设计概述

嵌入式网管系统基于ARM9硬件平台和Linux操作系统，采用嵌入式Web服务器对设备进行功能配置，采用嵌入式数据库对告警信息进行采集、分析、存储。管理人员可以通过IE浏览器直接访问设备上的Web服务器，从而实现网络管理功能。嵌人式监控系统的结构如图1所示。嵌入式网管系统给每个设备带来了图形化的管理，提供了简单易用的接口，操作简单而不损失功能。

在本义的系统中，硬件平台基于AT91RM9200芯片，该芯片采用16／32位ARM920T内核，工作速度达180MHz，内部集成有64K RAM和128K ROM，并有外部总线扩展接口(EBI)支持多种类型的外部存储器。对操作系统，本文选择了开放源代码及网络资源丰富的Linux。嵌入式Linux操作系统可移植性强，用户通过重新配置，编译内核后，内核文件小于500K。

嵌入式Web服务器和嵌入式数据库的移植

交叉编译环境的建立

为了建立交叉编译环境，首先需要安装交叉编译工具arm-linux-gcc，这里采用cross-2.95.3.tar.gz工具包。将工具包解压缩安装到宿主机的／opt目录下，并配置环境变量，重启后就建立起需要的交叉编译开发环境。嵌入式Web服务器的移植

嵌入式Web服务器采用开源的Boa服务器。Boa是一款单任务的HTTP服务器，通过建立HTTP请求列表处理多路HTTP连接请求。同时，它只为CGI程序创建新的进程，在很大程度上节省了系统资源。

解压缩boa0.94源码后，通过.／configure--host=arm-linux-gcc--target=arm-linux命令生成Makefile文件，将其中的GCC修改为arm-linux-gcc，执行make命令，即可生成在ARM板上运行的Boa应用程序。

Web服务器的配置

为了能够在ARM上运行Web服务器Boa，需要对其运行环境、参数等进行设置，并将最终的配置文件boa.conf置于适当位置。通过修改配置文件boa.conf可实现对Web服务器的配置。部分配置为：侦听端口使用80端口，访问日志AccessLog存放于／var／log／boa／access_log，错误日志ErrorLog位于／var／log／boa／error.log，文件的根目录DocumentRoot设在／home／web／，KeepAliveMax值和KeepAliveTimeout值采用默认值，设置CGI脚本程序Path为／cgi-bin／，服务器名ServerName值设置为webServer；将修改好的配置文件boa.conf存放于嵌入式文件系统根文件／home／web目录下。最后将含有Boa应用程序、boa.conf配置文件及其他相关CGI脚本程序的ramdisk文件系统通过TFTP服务器下载到Flash存储器中。

嵌入式数据库的移植

嵌入式数据库采用开源的SQLite数据库，它是一个轻量级别的关系数据库，具有三级模式的结构体系，即用户模式、逻辑模式和存储模式。为了使数据库应用程序能够在AT91RM9200+Linux环境中运行，需要把SQLite移植到Linux平台上，通过FTP方式下载到目标板Linux系统的lib目录下，将数据库应用程序交叉编译后，通过FTP方式下载到目标板Linux文什系统中即可运行。

嵌入式临近系统的软件结构设计

基于ARM平台的监控系统软件结构如图2所示。在硬件平台加电之后，加载程序负责对微处理器进行必要的硬件设置并初始化内存。对内核映像文件进行解压缩，在必要的检查之后，开始内核、用户态等初始化工作。最后启动Shell，使嵌入式监控系统运行。在具体的设计中，硬件所需要的设备驱动程序、网络功能支持等，都是通过编译Linux内核完成。

在监控系统中，主要任务由两个不同的程序(进程)--实时数据的采集处理程序和响应用户请求的网络服务程序完成。由于数据采集处理程序独占RS-232串口，而CGI脚本程序也需要通过串口下发命令，为了避免多次打开串口，CGI脚本程序通过消息队列方式与数据采集处理程序进行通信，从而实现多个进程同时共用一个串口。

实时数据采集程序由数据采集、数据处理及数据存储模块构成。数据采集模块负责按照用户预先设定的通信协议通过RS-232串口周期的下发查询命令，并把接收的数据存入数据缓存区。数据处理模块根据协议对采集的数据进行解析，将解析结果按照不同的字段进行分类。数据存储模块将解析结果按照SQLite数据库浯法要求分别储存到相应的字段中。

响应用户请求的网络服务程序由Web服务器(Boa)和响应用户请求的CGI脚本程序两部分组成：服务器通过侦听端口80，侦听来自网络的用户请求，当用户通过IE浏览器向服务器发出请求时，肩动响应的CGI脚本程序，将请求信息转化为服务器可以识别的数据格式，从SQLiLe数据库中读取出所需要的信息，再由CGI程序将信息转化为Web浏览器能够识别的格式，作为HTTP应答消息回送到客户端显示。CGI脚本程序完成的功能主要包括：配置、查询设备相关信息及查询设备告警信息等。查询设备告警信息的CGI脚本程序主要功能代码如下。