基于HTTP協(xié)議的嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究.pdf

1、利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)局域乃至全球范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)與控制，是信息與控制系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢(shì)。嵌入式系統(tǒng)因其體積小、功能強(qiáng)、可靠性高、靈活方便等優(yōu)點(diǎn)，已滲透到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、教育、科研以及消費(fèi)等各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)各行各業(yè)的技術(shù)改造、產(chǎn)品更新?lián)Q代、提高生產(chǎn)效率等方面起到了重要的推動(dòng)作用。 嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)化控制的代表，與傳統(tǒng)工業(yè)嫁接，解決了工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域中異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)問題，提高了傳統(tǒng)裝備的智能化水平。它既保留了嵌入式設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，又可借助于Int

2、ernet把現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制延伸到地球上任何一個(gè)角落，從而真正實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程管理和控制。 本課題的主要研究目的是研究并設(shè)計(jì)一種遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案，為今后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制與信息網(wǎng)絡(luò)的集成打下基礎(chǔ)。為了充分發(fā)揮嵌入式設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化控制的優(yōu)點(diǎn)，在深入研究TCP/IP協(xié)議和Linux操作系統(tǒng)原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于HTTP協(xié)議的嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)采用B/S(Browset/Server，瀏覽器/服務(wù)器)架構(gòu)，其特色在于設(shè)計(jì)了

3、以具有Cortex-M3內(nèi)核的微處理器—STM32F103RB為核心的嵌入式Web服務(wù)器子系統(tǒng)和以具有ARM9內(nèi)核的微處理器—S3C2410A為核心的嵌入式瀏覽器子系統(tǒng)，二者可以連接組成一個(gè)小型的局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)，經(jīng)由此網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器可響應(yīng)用戶在瀏覽器端發(fā)出的訪問請(qǐng)求，當(dāng)驗(yàn)證用戶信息的合法性后，會(huì)及時(shí)產(chǎn)生包含有與其控制的設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)和參數(shù)數(shù)據(jù)的網(wǎng)頁(yè)，并將其發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)，用戶收到網(wǎng)頁(yè)并可以利用上面的控制按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備的狀態(tài)控制，另外，網(wǎng)頁(yè)

4、上的數(shù)據(jù)能不斷更新。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本課題主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作： 1、結(jié)合當(dāng)前遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展前景分析了嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)，并總結(jié)了當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)支持TCP/IP協(xié)議的四種實(shí)現(xiàn)方式。 2、為在STM32F103RB上實(shí)現(xiàn)HTTP協(xié)議的解析，首先從數(shù)據(jù)報(bào)結(jié)構(gòu)、連接管理、流量控制和可靠性四個(gè)方面分析TCP協(xié)議。在研究萬(wàn)維網(wǎng)原理的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)超文本標(biāo)記語(yǔ)言，并設(shè)計(jì)出監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)頁(yè)程序。另外，著

5、重分析了HTTP協(xié)議的工作模式、特點(diǎn)以及消息格式。 3、按照本課題對(duì)嵌入式Web服務(wù)器和嵌入式瀏覽器的不同設(shè)計(jì)要求，為二者選擇合適的處理器芯片以及支持TCP/IP協(xié)議棧的方式，其中瀏覽器子系統(tǒng)采用支持TCP/IP協(xié)議棧的Linux操作系統(tǒng)，而服務(wù)器子系統(tǒng)采用全硬件實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧的W5100芯片。 4、基于Linux的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的五層結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了嵌入式瀏覽器系統(tǒng)平臺(tái)。分析Bootloader引導(dǎo)程序vivi的啟

6、動(dòng)過(guò)程和實(shí)現(xiàn)原理，并學(xué)習(xí)vivi的常用控制命令。分析Linux操作系統(tǒng)的內(nèi)核結(jié)構(gòu)以及設(shè)備管理，并實(shí)現(xiàn)Linux2.6內(nèi)核和根文件系統(tǒng)在S3C2410A上的移植，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了嵌入式圖形用戶接口界面，并成功實(shí)現(xiàn)嵌入式瀏覽器Konqueror/Embedded的移植，為遠(yuǎn)程監(jiān)控提供良好的可視化界面。 5、設(shè)計(jì)基于STM32F103RB的嵌入式Web服務(wù)器的硬件電路，根據(jù)W5100在TCP服務(wù)器模式下的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化實(shí)現(xiàn)其驅(qū)動(dòng)程序，并