基于LINUX 的嵌入式WEB 服务器的设计

1 引 言

PC 机时代的到来引发了信息产品的产生, 而Interne t与信息产品的结合是当今发展的一个趋势,嵌入式Internet技术的产生正好迎合了这个趋势。

由于Internet技术的渗透, 嵌入式系统正变得越来越智能化并具有越来越多的网络友好特性。本文主要对嵌入式Web 服务器技术进行了设计并测试,W eb服务器的功能是*客户端的服务请求, 并根据客户请求的类型提供相应服务。嵌入式W eb服务器是指将W eb服务器引入到现场嵌入式设备中,并驻留在有限的代码空间内。在当前的嵌入式应用领域, 多数嵌入式系统转变为嵌入式W eb Server, 基于嵌入式设备的W eb服务器可以向任何接入它所在网络的合法用户提供统一的基于浏览器方式的操作和控制界面, 此时浏览器成了设备的前端控制板。

在嵌入式设备的管理与交互中, 基于W eb方式的应用成为目前的主流, 这种程序结构也就是大家非常熟悉的B /S结构, 即在嵌入式设备上运行一个支持脚本或CG I功能的Web 服务器, 能够生成动态页面, 在用户端只需要通过Web浏览器就可以对嵌入式设备进行管理和监控 , 非常方便实用。

2 系统的硬件及体系结构

2. 1 硬件设计平台

本系统硬件平台如图1所示。本硬件系统结构简单、成本低, 不需要PC 机就可直接接人Internet。在客户机上用标准浏览器通过In ternet就可以和嵌入式W eb 服务器通信, 成功取代了一台专用PC服务器(插有专用的接口卡和以太网接口卡)或专用的通信芯片。方便地以低成本实现了很多嵌入式设备与In ternet直接互联互通的需求。

图1 硬件平台。

2. 2 嵌入式w eb服务器的体系结构

如图2所示, 在本设计中客户端使用W eb浏览器与W eb 服务器进行通信。W eb 服务器中使用HTTP协议, HTTP 是一个简单的协议, 每次连接只完成一个请求。客户端与W eb服务器交换数据之前, 首先用TCP / IP建立连接, 服务器端程序建立TCP类型SOCKET 并在80端口进行通信, 服务器在接收到用户端的请求后, 解析客户请求的HTTP协议头、分析客户的请求, 根据客户的请求返回相应的数据。

图2.. 体系结构图。

3 技术分析及实现

3. 1 软件需求及功能需求

根据本设计的要求, 软件方面的需求过程如图3所示。在图中用户作为核心需要完成相应的7个方面需求。具体为: 客户获取服务器当前目录文件列表; 根据需求获取指定文件, 将客户请求的文件发送给客户; 客户根据需求将请求的HTML类型文件发送给客户; 用户获取纯文本文件; 获取JPG 图像文件; 获取G IF图像文件; 最后处理解析用户请求,将请求信息解析为请求的命令、请求的文名和请求的文件类型。

根据上述需求, 实现这个过程的具体数据流程如图4所示。构造的整个系统的结构如图5所示。

由图可知: 主程序首先建立环境设置并设置信号的处理方式, 建立侦听TCP流方SOCKET 并绑定80端口, 然后接收到连接请求, 将请求传送给连接处理模块处理, 并继续进行*。

3. 2 算法实现

实现本设计的算法流程如图6所示。

4 测 试

首先建立好基于S3C2410嵌入式开发环境, 把编译好的booloader、ARML inux 内核和ramdisk 烧入F lash中, 把数据采集和跑马灯应用程序编译成动态链接, 编译时一定要用arrmv41- unknown - linuxgcc编译器, 一般情况只要我们在PC 机平台上编译好, 把makefile稍做修改就可以, W eb服务器和动态链接库等其他文件必须在同一个目录。运行时先起动设计服务器, 动态加载相关驱动, 在PC 机的浏览器上输入嵌入式系统的IP地址, 采集的数据就可以动态地在网页上显示, 同时可以通过网页上的控制按钮来控制远程设备的工作状态。

本设计主要是实现本校主页的动态显示。在台式机的浏览器中输入http: / /192. 168. 0. 115( 115为UP- AMR2410- S 实验板的IP 地址) , 观察在客户机的浏览器中的连接请求结果和在开发板上的服务器的打印信息。如图7。

图7 本机测试结果。

5 结 论

嵌入式W eb 服务器是实现嵌入式系统通过W eb方式与Internet互联的关键组成部分, 直接影响网络应用系统运行的质量与效率, 对其进行研究对Internet技术的发展有重要意义。本作品提出一种基于ARM - L inux 操作系统的嵌入式W eb服务器的设计方法, 该嵌入式Web 服务器具有成本低、开放性好、可移植性强等优点, 便于后期维护和升级。由于设计的嵌入式W eb服务器是一个单独的模块, 提供的是标准接口, 只要在软件上作少许的修改就能很容易地应用到其他的嵌入式设备(如智能家电、现场节点等)中, 具有一定的推广价值。

参考文献:

[1]. PC datasheet