基于Linux的WEB服務(wù)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

引言

嵌入式 WEB服務(wù)器的主要設(shè)計(jì)思想就是將嵌入式系統(tǒng)和 WEB技術(shù)結(jié)合起來，將 WEB技術(shù)引入到現(xiàn)場測量和控制設(shè)備中，從而實(shí)現(xiàn)基于嵌入式 WEB服務(wù)器的控制系統(tǒng)。用戶可以通過現(xiàn)有的公共通信網(wǎng)絡(luò)，使用標(biāo)準(zhǔn)的 Web瀏覽器作為接口直接對現(xiàn)場的控制設(shè)備進(jìn)行訪問，監(jiān)控和維護(hù)等操作，實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)設(shè)備之間的跨平臺(tái)互訪。 1嵌入式 Web服務(wù)器總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)如圖 1所示。嵌入式 WEB服務(wù)器由網(wǎng)絡(luò)模塊、接口模塊和存儲(chǔ)模塊三個(gè)部分組成。網(wǎng)絡(luò)模塊是整個(gè)嵌入式 WEB服務(wù)器的核心，負(fù)責(zé)完成服務(wù)器的初始化，并且在 80端口等待用戶的連接請求。根據(jù)用戶請求的類型提供相應(yīng)的服務(wù)。此外還要實(shí)現(xiàn)電子郵件功能，用來完成自動(dòng)報(bào)警和數(shù)據(jù)的保存，此外通過選擇以太網(wǎng)或者電話線進(jìn)入 Internet。

接口模塊及存儲(chǔ)模塊。為了使 WEB服務(wù)器具有更好的通用性，在系統(tǒng)提供了一些通用接口，如 RS-232、RS-485、CAN、Modem、Ethernet�？梢院筒煌�接口的控制設(shè)備進(jìn)行連接；系統(tǒng)提供了一個(gè)建立在外部串行 Flash芯片上的小型文件系統(tǒng)，主要用來存放操作系統(tǒng)，嵌入式 Web服務(wù)器需要發(fā)布的網(wǎng)頁和運(yùn)行的程序。而各個(gè)接口采集的數(shù)據(jù)暫時(shí)存放在 1 M的 RAM里，每隔一定的時(shí)間就將數(shù)據(jù)通過電子郵件發(fā)送到指定的郵箱，然后覆蓋原有的數(shù)據(jù)。

1.1 LX972ALC網(wǎng)絡(luò)通訊接口電路電路設(shè)計(jì)

DS80C400網(wǎng)絡(luò)微控制器是目前集成度最高的 8 0 5 1器件。集成外設(shè)包括 1 0/1 0 0M以太網(wǎng)控制器，三個(gè)串行端口，一個(gè) CAN 2.0B控制器， 1-Wire主機(jī)和 64個(gè) I/O引腳。能夠通過以太網(wǎng) M AC提供高達(dá) 5Mbps的吞吐率。24位尋址方式簡化了對于大容量程序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的訪問，支持高達(dá) 1 6 M B的連續(xù)存儲(chǔ)空間。 LXT972ALC是 Intel公司推出的遵循正 IEEE標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)通訊接口電路，支持 10M/100M的雙絞線應(yīng)用，同時(shí)也支持 100Mb/s的光纖接口；該電路提供的 MII口能很好的符合 10/100MACs。

其主要完成的是 IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)定義的物理編碼子層 (PCS)、物理媒體附加子層 (PMA)和物理媒體獨(dú)立子層 (PMD)的主要功能。單片機(jī)與芯片的電路如圖 2所示：

當(dāng)合法的數(shù)據(jù)出現(xiàn)在 RXD上的時(shí)候， LXT972ALC使 RX_DV有效，當(dāng)合法的數(shù)據(jù)出現(xiàn)在 TXD上的時(shí)候，DSS0C400使 TX_EN有效;當(dāng) LXT972ALC檢測到幀中有錯(cuò)誤時(shí)，它使 RX_ER有效；當(dāng) DSSOC400緩沖器沒有準(zhǔn)備好時(shí)，它使 TX_ER有效;當(dāng)發(fā)送或者接收沒有處于空閑狀態(tài)時(shí)，LX972ALC使 CRS有效;當(dāng) LXT972AL檢測到?jīng)_突時(shí)，它使 COL有效，

并且在沖突期間一直保持高電平，如果 COL失效，那么 RX進(jìn)入跟蹤模式。MDIO是 PHY管理數(shù)據(jù)的時(shí)鐘，MDIO是 PHY和 MAC之間控制信息的接口。 MDIO是通過軟件實(shí)現(xiàn)高級控制，因此必須通過并行口來實(shí)現(xiàn)。

1.2 Modem接口設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)利用主控制器的 UART2進(jìn)行模擬 Modem通信的基本過程：DS80C400先把準(zhǔn)備寫入串行設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送到 UART的寄存器中，再通過 FIFO傳送到串行設(shè)備。 Modem接口電路我們采用芯片 MAX213EAI。MAXZ13EAI是 5V工作電源的 RS-232電平轉(zhuǎn)換芯片。它集成了 4個(gè)輸入和 5個(gè)輸出的 RS-232電平轉(zhuǎn)換口，可以很好的滿足 Modem接口標(biāo)準(zhǔn)傳輸?shù)男枰�。接口電路如圖 3所示。

2 嵌入式 WEB服務(wù)器軟件設(shè)計(jì)從設(shè)計(jì)角度，則可將嵌入式軟件分為 4個(gè)模塊：網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、接口管理模塊、人機(jī)交互模塊和遠(yuǎn)程加載模塊。

2.1 網(wǎng)絡(luò)通訊模塊設(shè)計(jì)

2.1.1 以太網(wǎng)接入 Internet的實(shí)現(xiàn)

嵌入式 WEB服務(wù)器是溝通客戶和控制現(xiàn)場的重要橋梁，客戶通過認(rèn) Web瀏覽器來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能。本 WEB服務(wù)是以 TCP/IP協(xié)議來傳輸數(shù)據(jù)，以 HTTP協(xié)議來進(jìn)行客戶端與服務(wù)器之間的請求和響應(yīng)，其體系結(jié)構(gòu)如圖 4所示。

當(dāng)客戶在界面上進(jìn)行操作時(shí)，如點(diǎn)擊復(fù)選框或在文本框中輸入數(shù)據(jù)。 Applet根據(jù)用戶的操作進(jìn)行響應(yīng)，從而構(gòu)造出新的命令字，向嵌入式 WEB服務(wù)器發(fā)出請求，服務(wù)器根據(jù)新的命令字驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并將新的狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)信息返回到客戶端，客戶端解析返回的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。