1、1毕业设计开题报告计算机科学与技术基于嵌入式的网站设计一、选题的背景与意义嵌入式技术是21世纪最具生命力的新技术之一，经过近几年的快速发展，已经成为电子信息产业中最具增长力的一个分支。当今，互联网技术的发展已经给人们带来了许许多多的便利，而基于嵌人式系统的互联网技术的发展，则将使人们的生产、生活发生更大、更深远的变革。在嵌人式WEB服务器的帮助下，工业生产的远程控制将使人们远离许多危险的生产环境；带有网络功能的信息家电将使现在的生活更加丰富多彩；远程数据采集使人们即使远离现场，也能对各种数据进行实时的掌控。1嵌人式WEB服务器因其低成本、小体积、低功耗等诸多优点，而在生产、生活的许多领域发挥着
2、越来越重要的作用。嵌人式系统的CPU已从过去的8位发展到如今的32位，32位处理器的应用正在兴起，与8位处理器相比，使用32位处理器从技术上占有优势，而成本上相差不大，尤其有利于智能产品的设计。2近年来，交流异步电动机由于结构简单、维护方便、价格便宜,广泛地作为电气传动主要的原动力。在交流异步电机的启动控制中，我们常用的有全压直接启动和降压启动两种方式。作为传统的启动方式，应用很广泛,但在某些有特殊要求的场合，这些传统的启动方式也有着这样或那样的弊端。大功率感应电动机的起动电流很大，一般为额定电流交流电动机在全压直接起动时，起动电流会达到额定电流的47倍，当电机的容量相对较大时，该起动电流会引
3、起电网电压的急剧下降，影响同电网其它设备的正常运行。传统的减压启动方式（如定子回路串电阻或电抗器降压启动等），是不能从根本上解决上述问题的。随着电力电子技术的发展，智能性软启动器得到广泛应用。软起动（SOFTSTART）是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为SOFTSTARTER。运用不同的方法，控制三相反并联晶闸管2的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。它不仅实现了在整个启动过程中无冲击而平滑启动，而且可根据电动机负载特性调整启动过程中的参数，如启动时间等。此外还具有多种电动机的保护功能，从根本上解决了传统降压启动
4、设备的弊端。本课题主要是基于软启动器的WEB网站设计，实现嵌入式WEB服务器的功能，过PC机上的浏览器对ARM嵌入式系统IP地址的访问，对其页面的操作控制，实时对软启动器的相应的功能参数进行监控，如监测功能、保护功能、网络通信功能等。实现人机交互操作。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题一嵌入式系统硬件平台11ARM嵌入式系统基本结构12嵌入式WEB服务器的特点13嵌入式WEB服务器的基本结构14ARM微处理器的基本结构二嵌入式系统软件平台21UC/OS嵌入式操作系统概述22UC/OS在ARM嵌入式系统上的移植23ADS12集成开发环境三嵌入式WEB服务器的协议基础31HTTP协议分析和应用3
5、2TCP/IP协议分析和应用（四）基于嵌入式的WEB服务器的实现41设计嵌入式WEB服务器的框图42根据实际功能设计WEB服务器功能43结合硬件软件实现WEB服务器功能（五）基于嵌入式的网站设计实现51网站设计的总体流程52静态页面设计53CGI分析应用和编写354动态页面设计55基于软启动器的功能概述及实现六总结与展望二、研究的方法与技术路线一熟悉了解32位ARM嵌入式系统的基础知识从整体来讲，嵌入式系统可分为嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、用户的应用程序四个部分。3用户应用程序嵌入式操作系统微处理器外围硬件图1嵌入式系统结构二了解微处理器的体系结构、指令系统及其硬件接口电路，
6、搭建WEB服务器的硬件平台。嵌入式系统与通用计算机平台相比，无论在系统配置还是在性能上都有不小的差距。因此在通用平台上实现的WEB服务器技术如APACHE等，无法在嵌入式平台上实现。从应用角度来说，嵌入式WEB服务器主要是基于远程控制和管理，因此在设计时需要考虑其专用性。4三掌握C/OS嵌入式操作系统以及其在ARM嵌入式系统上的移植，熟练掌握C语言以及ADS12集成开发环境，熟悉了解实现WEB服务器的软件平台。四熟悉TCP/IP协议和HTTP协议并实现其在C/OS嵌入式操作系统的移植，掌握ARM嵌入式WEB服务器的协议基础，以实现PC机与ARM嵌入式系统实时通信。WEB浏览器通过HTTP协议访
7、问WEB服务器，嵌入式WEB服务器通过HTTP引擎将嵌入式设备的数据发到网络上。嵌入式设备上的数据分为两类，一类是不变的数据，也可称为静态数据，它们以静态页面存储在嵌入式系统的存储器中，当浏览器提出请求时，WEB服务器即将其取出发送给浏览器显示。另一类数据是变化的数据，比如设备传感器的值，它们需要嵌入式设备动态生成。WEB服务器根据浏览器的请求，通过应用程序接口获得实时数据，并将其转变成页面数据发送给浏览器。另外，浏览器还可以接收用户的输入，将输入信息发送给WEB4服务器，对嵌入式系统进行系统设置和设备控制。在实时性要求比较高的嵌入式领域中，传统TCP/IP实现过于复杂，需占用大量系统资源，不
8、能满足实时要求，嵌入式TCP/IP协议族大多在不违背协议标准的前提下对传统TCP/IP加以改进，使其实现性得到提高，占用的存储空间尽可能少，以满足嵌入式应用的要求。56五选择合适的嵌入式微处理器，通过实验平台，在ADS12开发环境下实现嵌入式WEB服务器。六用FRONTPAGE实现嵌入式网站的静态页面，如软启动器的基本概述、参数条件、关于网站等静态参数存储于WEB服务器中。七嵌入式网站的动态页面要根据软启动器的运行情况，实现参数的实时更新，WEB服务器通过调用CGI程序实现和WEB浏览器的交互。八学习了解CGI，并运用其完成WEB网站对软启动器的实时监控。CGI是一种通用的接口标准，可以读取浏
9、览器端发送来的数据，还可以在应答的WEB页内加入动态内容，使得浏览器和服务器之间具有交互性。7CGI规定了WEB服务器调用其他可执行程序的接口协议标准，用C语言编写的CGI程序具有执行速度快、安全性高等特点，并且便于移植。89CGI接口标准包括标准输入、环境变量、标准输出三部分。10九熟悉了解软启动器的参数功能设置，实现关于软启动器的嵌入式网站设计。功能设计软启动器运行实时监控软启动器参数修改时间设定查看记录参数项目电压、电流、时间、功率、运行温度等。十实现通过嵌入式网站对软启动器的远程运行监控和参数修改。三、研究的总体安排与进度20102011第1学期1、第1315周查阅相关资料，了解课题背
10、景，熟悉毕业设计的内容，学习32位ARM嵌入式系统的基础知识以及嵌入式WEB服务器等相关知识，完成5论文的课题报告。2、第1617周学习TCP/IP协议，掌握嵌入式WEB服务器的基本工作原理。20102011第2学期3、第14周学习32位微处理器的指令系统及其硬件接口电路，完成芯片选型，构建嵌入式WEB服务器的结构框图。4、第57周掌握C/OS嵌入式操作系统以及其在ARM嵌入式系统上的移植，熟练掌握C语言以及ADS12集成开发环境。5、第811周熟悉TCP/IP协议并实现其在C/OS嵌入式操作系统的移植，并在此基础上实现嵌入式WEB服务器的功能，通过PC机上的浏览器对ARM嵌入式系统操作控制，
11、实时对ARM嵌入式系统的相应的功能参数进行监控，如监测功能、保护功能、网络通信功能等。实现人机交互操作。6、第1214周完成毕业论文等工作。五、主要参考文献1崔承毅姜相钧著基于ARM9的嵌入式WEB服务器的研究与设计电子科技，2007，964672吴军霞著基于ARM的嵌入式WEB服务器的研究D武汉20073方国涛基于ARM的嵌入式WEB服务器的研究与实现D天津20074刘博嵌入式WEB服务器的设计与实现D西安20065WANGLUFENG著THEEMBEDDEDETHERNETGATEWAYSOFTWAREDESIGNONWEBSERVER6（美）KAILASHTOSHNIWALANDJAME
12、SMCONRAD著AWEBBASEDSENSORMONITORINGSYSTEMONALINUXBASEDSINGLEBOARDCOMPUTERPLATFORM7美WENDYWILLAR著张力等译HTML编程起步北京人民邮电出版社，20018周立功等ARM微控制器基础与实战北京北京航空航天大学出版社，20039美BALACHANDERKRISHNAMURTHY,美JENNIFERREXFORD著范群波,沈金河译WEB协议与实践HTTP/11、网络协议、缓存技术和流量测量北京科学出版社，2003610张小飞著嵌入式WEB服务器在工业现场中的应用J中国高新技术企业，2010，25868711王传启
13、邓文栋金敏著工控系统中嵌入式WEB服务器的设计与实现J计算机工程与应用,2010,102272307毕业设计文献综述计算机科学与技术基于嵌入式系统的网站设计摘要本课题主要是设计一个基于嵌入式的网站，目的是构建一个实现软启动检测与控制的嵌入式WEB服务器，它可以对远程设备进行监控，用户可通过网络远程访问WEB服务器来实现数据的采集和历史数据的查询，也可以通过各种接口对远程设备进行控制。关键词嵌入式WEB服务器软启动器一、课题背景近年来，交流异步电动机由于结构简单、维护方便、价格便宜,广泛地作为电气传动主要的原动力。在交流异步电机的启动控制中，我们常用的有全压直接启动和降压启动两种方式。作为传统的
14、启动方式，应用很广泛,但在某些有特殊要求的场合，这些传统的启动方式也有着这样或那样的弊端。大功率感应电动机的起动电流很大，一般为额定电流交流电动机在全压直接起动时，起动电流会达到额定电流的47倍，当电机的容量相对较大时，该起动电流会引起电网电压的急剧下降，影响同电网其它设备的正常运行。传统的减压启动方式（如定子回路串电阻或电抗器降压启动等），是不能从根本上解决上述问题的。随着计算机技术，网络技术和微电子技术的深入发展，特别是各种高性能SOCSYSTEMONCHIP的设计开发和嵌入式操作系统的出现。嵌入式系统日益广泛地被用于航空航天、工业控制、移动通讯、家用电器以及消费电子等设备中。因此，需要建
15、立嵌入式的WEB服务器，以便在软启动中通过智能终端设备实现对软启动器的远程控制而软启动器也可以根据需要自动将设备运行的状态信息发送给设定的目标对象。嵌人式WEB服务器因其低成本、小体积、低功耗等诸多优点，而在生产、生活的许多领域发挥着越来越重要的作用。嵌人式系统的CPU已从过去的8位发展到如今的32位，32位处理器的应用正在兴起，与8位处理器相比，使用32位处理器从技术上占有优势，而成本上相差不大，尤其有利于智能产品的设计。1二、主要观点概述课题的目的是构建一个实现软启动检测与控制的嵌入式WEB服务器，它可以对远程设8备进行监控，用户可通过网络远程访问WEB服务器来实现数据的采集和历史数据的查
16、询，也可以通过各种接口对远程设备进行控制。本课题具有一定的现实意义。系统可以用于远程软启动器的电流、电压等物理量的采集，也可以通过特定接口修改相应的参数。首先需要了解软启动器的工作原理和功能及特性等。杨伟，吴茂刚在电机软启动器的原理与应用一文中阐述了软启动的特性1启动电流以一定的斜率上升至设定值，对电网无冲击。2启动过程中引入电流负反馈，启动电流上升至设定值后，使电机启动平稳。3不受电网电压波动的影响。由于软启动以电流为设定值，电网电压上下波动时，通过增减晶闸管的导通角，调节电机的端电压，仍可维持启动电流恒值，保证电机正常启动。4针对不同负载对电机的要求，可以无级调整启动电流设定值，改变电机启
17、动时间，实现最佳启动时间控制。2软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，同时使电网避免谐波污染。3系统中以嵌入式为核心控制单元。起动过程在软件控制下进行，利用晶闸管的电子开关特性，通过启动器中的嵌入式芯片的设定，控制其触发脉冲的
18、先后改变触发角的大小，从而触发导通角的大小，并改变晶闸管的导通时间，最终达到改变加到定子绕组的三相电压的大小。4本课题设计的网站是基于嵌入式的WEB服务器，通过PC机对服务器的IP访问该网站，以起到监控软启动器的功能。嵌入式系统与通用计算机平台相比，无论在系统配置还是在性能上都有不小的差距。因此在通用平台上实现的WEB服务器技术如APACHE等，无法在嵌入式平台上实现。从应用角度来说，嵌入式WEB服务器主要是基于远程控制和管理，因此在设计时需要考虑其专用性。5崔承毅，姜相钧在基于ARM9的嵌入式WEB服务器的研究与设计一文中阐述了嵌入式WEB服务器的工作原理嵌人式WEB服务器采用BROWSER
19、/SERVER的方式来工作，在这9种工作方式下，客户端要有一个浏览器程序，而服务器端则需要有一个WEB服务器。客户端可以使用浏览器来访问WEB服务器，并可通过网页来进行相应的设置和操作。嵌人式WEB服务器监听客户端的服务请求，并根据客户请求的类型来提供相应的服务，并返回相应的处理结果。6目前嵌入式系统和INTERNET结合的难点在于嵌入式系统如何接入网络，一般来说，嵌入式设备增加TCP/IP协议就可以接入INTERNET，但具体实现的技术多种多样。嵌入式系统的INTENRET接入技术有直接接入、嵌入式网关、嵌入式系统TCP/IP协议3种技术模型。（1）直接接入技术。通过在嵌入式系统本身添加网络
20、接口硬件和相应的软件实现嵌入式系统与INTENRET的直接互联。大部分32/64位微处理器采用了这种直接接入技术。这种接入方式具有很大的灵活性，但占用的系统资源比较多，对微处理器的要求也很高。（2）嵌人式网关技术实现。对于具有大量嵌人式设备的嵌人式系统来说可以考虑间接接入方式。在这种方式中，嵌入式系统和嵌入式网关连接通信，连接方式采用传统的RS232、RS485、SPI、USB、CAN总线等轻型网络协议，再由嵌入式网关负责实现TCP/IP协议，并与INTERNET连接，完成嵌入式系统和INTERNET的信息交互。（3）嵌人式系统TCP/IP协议芯片实现方式。在这种方式中，TCP/IP协议通过硬
21、件固化到网络芯片上，通过标准的输人输出接口，可与绝大多数单片机相连。这类芯片具有速度快、使用方便的特点，但增加了硬件成本。7目前国内外嵌入式系统软件、支撑软件及应用软件这几年的发展比较迅速，嵌入式操作系统方面国外有VXWORKS、WINCE、PALMOS、EPOC、LYNXOS、CLINUX等。我国也开发出桑夏2000、DELTAOS、中软LINUX20、红旗LINUX及东方LINUX等。但是在嵌入式WEB服务器研究方面国内的现状不容乐观，目前国外有很多相关的研究项目，发展比较迅速。嵌入式WEB服务器的软件设计主要包括以下几项内容第一是嵌入式操作系统和TCP/IP协议的裁剪与移植；第二是BOA
22、服务器的编译和移植以及进行相应的配置；第三是CGI程序的编辑。12为了实现浏览器与服务器之间的交互性，需要采用某种服务器端技术来动态生成WEB页。随着越来越多的WEB技术的涌现，新的通过WEB传递动态内容的手段已可以使用。目前，传统的WEB服务器端技术有CGI、SSI、ASP、PHP和JSP等，但是大多数解决方案或者是针对某种语言的，或者是依赖于特定的操作系统或商用软件。比如ASP、PHP、JSP等技术需要相应的ASP、PHP、JSP等语言的支持，而对于嵌入式WEB服务器，考虑到其资源有限、编程语言限制等因素，CGI和SSI技术适用于嵌入式WEB服务器。810嵌入式网站的动态页面要根据软启动器
23、的运行情况，实现参数的实时更新，WEB服务器通过调用CGI程序实现和WEB浏览器的交互。CGI是一种通用的接口标准，可以读取浏览器端发送来的数据，还可以在应答的WEB页内加入动态内容，使得浏览器和服务器之间具有交互性。9CGI规定了WEB服务器调用其他可执行程序的接口协议标准，用C语言编写的CGI程序具有执行速度快、安全性高等特点，并且便于移植。1011CGI接口标准包括标准输入、环境变量、标准输出三部分。12三、课题的发展前景当今，互联网技术的发展已经给人们带来了许许多多的便利，而基于嵌人式系统的互联网技术的发展，则将使人们的生产、生活发生更大、更深远的变革。在嵌人式WEB服务器的帮助下，工
24、业生产的远程控制将使人们远离许多危险的生产环境；带有网络功能的信息家电将使现在的生活更加丰富多彩；远程数据采集使人们即使远离现场，也能对各种数据进行实时的掌控。远程监控系统是一个市场迅猛发展的行业，它正广泛应用于安防、工控等领域。基于嵌入式WBE服务器的远程监控系统充分结合了网络的广泛性和嵌入式系统的产品特征正成为业界中的热点。一方面，它充分利用现有的遍布世界各地的INTERNET网络及网络技术，另一方面，针对具体的应用进行软硬件的裁减使得其在保证可靠性的同时大幅降低成本、减小体积，具有很强的实用性，正成为监控系统行业的生力军。13在工业应用领域，在智能设备、仪器和传感器等领域使用嵌入式WEB
25、服务器是很有意义的。这些设备中内置嵌入式WEB服务器，在用户端浏览器中可以显示动态HTML页面,并且可以在页面中进行系统的配置和设备参数的调整。正因为如此，传统的C/S结构控制模式正逐步向B/S结构转移，这样可以降低成本，而且不必要开发客户端的GUI。综上所述，开发嵌入式WEB服务器具有很重要的现实意义和应用价值。参考文献【1】吴军霞著基于ARM的嵌入式WEB服务器的研究D武汉2007【2】杨伟,吴茂刚电机软启动器的原理与应用J农机化研究,2005,3205207【3】崔俭龙,李强电机软启动器研究J农业科技与设备,2009,1296970【4】程光电机软启动智能控制系统的研究J机电产品开发与创
26、新,2005,91811711811【5】刘博嵌入式WEB服务器的设计与实现D西安2006【6】崔承毅,姜相钧基于ARM9的嵌入式WEB服务器的研究与设计J电子科技,2007,96467【7】方国涛基于ARM的嵌入式WEB服务器的研究与实现D20072【8】潘琢金王秋实嵌入式WEB服务器中动态WEB技术的研究J计算机工程与设计,2010,311839753978【9】美WENDYWILLAR著张力等译HTML编程起步北京人民邮电出版社,2001【10】周立功等ARM微控制器基础与实战北京北京航空航天大学出版社,2003【11】美BALACHANDERKRISHNAMURTHY,美JENNIFE
27、RREXFORD著范群波,沈金河译WEB协议与实践HTTP/11、网络协议、缓存技术和流量测量北京科学出版社,2003【12】张小飞著嵌入式WEB服务器在工业现场中的应用J中国高新技术企业,2010,258687【13】张梅基于嵌入式WEB服务器远程监控系统的研究与实现D200680【14】11王传启邓文栋金敏著工控系统中嵌入式WEB服务器的设计与实现J计算机工程与应用,2010,10227230【15】WANGLUFENG著THEEMBEDDEDETHERNETGATEWAYSOFTWAREDESIGNONWEBSERVER【16】（美）KAILASHTOSHNIWALANDJAMESMCO
28、NRAD著AWEBBASEDSENSORMONITORINGSYSTEMONALINUXBASEDSINGLEBOARDCOMPUTERPLATFORM12本科毕业设计（20届）基于嵌入式的网站设计13摘要【摘要】本论文是基于嵌入式的网站开发，主要重点是实现基于嵌入式的WEB服务器。嵌入式网站是嵌入式WEB服务器结合具体功能的应用。主要目的是构建一个实现软启动检测与控制的嵌入式WEB服务器，它可以对远程设备进行监控，用户可通过局域网网络访问WEB服务器来实现数据的采集和历史数据的查询，也可以通过各种接口对远程设备进行控制。本课题具有一定的现实意义。系统可以用于远程软启动器的电流、电压等物理量的
29、采集，也可以通过特定接口修改相应的参数。【关键词】嵌入式；WEB服务器；软启动；CGIABSTRACT【ABSTRACT】THISTHESISISBASEDONTHEEMBEDDEDWEBSITEDEVELOPMENT,THEMAINFOCUSISEMBEDDEDWEBSERVERBASEDEMBEDDEDWEBSERVERFOREMBEDDEDWEBAPPLICATIONWITHSPECIFICFEATURESTHEMAINPURPOSEISTOBUILDTHEEMBEDDEDWEBSERVEROFASOFTSTARTDETECTIONANDCONTROL,WHICHCANBEMONITOR
30、EDONTHEREMOTEDEVICE,USERSCANACCESSTHEWEBSERVERTHROUGHTHENETWORKTOTHEREMOTEDATACOLLECTIONANDHISTORICALDATAQUERY,BUTALSOTHROUGHVARIOUSINTERFACEREMOTEDEVICECONTROLTHISTOPICISOFPRACTICALSIGNIFICANCESYSTEMCANBEUSEDFORREMOTESOFTSTARTCURRENT,VOLTAGEANDOTHERPHYSICALQUANTITIESOFTHECOLLECTION,YOUCANALSOMODIFY
31、THEPARAMETERSOFAPARTICULARINTERFACE【KEYWORDS】EMBEDDEDSYSTEMSWEBSERVERBASEDSOFTSTARTERCGI14目录摘要13ABSTRACT13目录141引言111选题背景112课题概述22嵌入式WEB服务器的协议基础321HTTP协议分析和应用322RLTCPNET协议分析和应用43嵌入式WEB服务器软件平台531嵌入式操作系统的选择632UC/OSII嵌入式操作系统概述733UC/OS在ARM嵌入式系统上的移植8331UC/OSII的软硬件体系结构8332UC/OSII移植文件分析1034REALVIEWMDK集成开发环境
32、144嵌入式WEB服务器硬件平台1641ARM嵌入式微处理器16411选用ARM嵌入式微处理器16412ARM嵌入式微处理器结构特性1642芯片选择LPC2000系列175基于嵌入式的WEB服务器的设计1951嵌入式WEB服务器的概述1952设计的总体流程1953设计嵌入式WEB服务器的结构图2054根据实际功能设计WEB服务器功能216基于嵌入式WEB服务器功能实现2361静态页面设计与实现2362CGI接口分析和应用24621POST方式26622GET方式2863动态页面设计与实现297总结与展望3371总结3372展望33参考文献34致谢错误未定义书签。15附录3511引言11选题背景
33、近年来，由于结构简单、价格便宜、维护方便，交流异步电动机广泛地被作为电气传动主要的动力来源。我们常用全压直接启动和降压启动两种方式来控制交流异步电机的启动。传统的启动方式，应用非常广泛，但在某些要求特殊的场合，这些传统的启动方式就会出现各种弊端。大功率感应电动机起动电流会很大，一般来说由于额定电流交流电动机在全压直接起动时，起动电流会达到额定电流的4到7倍，同时当电机的容量相对较大时，该起动电流就会引起电网电压的急剧下降，从而影响在同电网中其它设备的正常运行。传统的减压启动方式（如电抗器降压启动或定子回路串电阻等），是不能从根本上解决这些问题的。于是，控制电机平滑启动的软启动器便随之发展，并被
34、广泛采用。随着网络技术，计算机技术和微电子技术的深入发展，尤其是各种高性能SOCSYSTEMONCHIP的设计开发和嵌入式操作系统的出现。嵌入式系统日益广泛地被用于工业控制、航空航天、家用电器、移动通讯以及消费电子等设备中。这就要求建立嵌入式的WEB服务器，以便在软启动中通过智能终端设备实现对软启动器的远程控制，从而可以根据需要自动将设备运行的状态信息发送给设定的目标对象。嵌人式WEB服务器有着低成本、小体积、低功耗等诸多优点，从而在生产、生活的许多领域发挥着越来越重要的作用。嵌人式系统的CPU已经从过去的8位发展到限制的32位，32位处理器的应用正在兴起，相比较于8位处理器，使用32位处理器
35、从技术上占有优势，而成本上相差不大，尤其有利于智能产品的设计。1目前嵌入式系统如何接入网络是嵌入式系统和INTERNET结合的难点。一般来说，嵌入式设备增加TCP/IP协议就可以接入INTERNET，但具体实现的技术是多种多样的。嵌入式系统的INTENRET接入技术有3种技术模型直接接入、嵌入式网关、嵌入式系统TCP/IP协议。（1）直接接入技术。通过在嵌入式系统本身添加网络接口硬件和相应的软件来实现嵌入式系统与INTENRET的直接互联。目前，大部分32/64位微处理器采用的是这种直接接入技术。这种接入方式的优点是具有很大的灵活性，但占用的系统资源较多，对微处理器的要求也很高。（2）嵌人式网
36、关技术实现。对于具有大量嵌人式设备的嵌人式系统来说，间接接入方式更值得考虑。在这种方式中，嵌入式系统和嵌入式网关连接通信，连接方式采用传统的RS232、RS485、SPI、USB、CAN总线等轻型网络协议，然后再由嵌入式网关负责实现TCP/IP协议，并与INTERNET连接，完成嵌入式系统和INTERNET之间的信息交互。2（3）嵌人式系统TCP/IP协议芯片实现方式。在这种方式中，TCP/IP协议通过硬件固化到网络芯片上，通过标准的输人输出接口，可与绝大多数单片机相连。这类芯片的优点是具有速度快、使用方便，但增加了硬件成本。7目前国内外嵌入式系统软件、支撑软件及应用软件发展较迅速，嵌入式操作
37、系统方面国外有VXWORKS、WINCE、UC/OS、CLINUX等。我国也开发出桑夏2000、DELTAOS、中软LINUX20、红旗LINUX及东方LINUX等嵌入式操作系统。但是在嵌入式WEB服务器研究方面国内的现状不容乐观，目前国外有很多相关的研究项目，发展比较迅速。12嵌入式WEB服务器的软件设计主要包括以下几项内容首先是嵌入式操作系统和TCP/IP协议的裁剪与移植；其次是服务器的编译和移植以及进行相应的配置；最后是CGI程序的编写。12课题概述本课题是基于嵌入式的网站开发，主要重点是实现基于嵌入式的WEB服务器。嵌入式网站是嵌入式WEB服务器结合具体功能的应用。本课题是结合实际的工
38、业软启动器的局域网控制功能，实现嵌入式WEB服务器，以及应用于软启动器局域网监控的嵌入式网站。32嵌入式WEB服务器的协议基础21HTTP协议分析和应用HTTP协议的版本经历了三个版本，分别是HTTP09，HTTP10和HTTP1L。HTTP09是HTTP第一次出现时制定的原始协议。目前使用的HTTP11的包含了它。该协议描述了客户端和服务器间请求和响应的过程客户端在特定的地址向服务器发送请求连接，然后调用GET请求，来访问服务器端对象，服务器在终止连接前将该对象或一个错误消息返回给客户端，结束响应过程。HTTP10以HTTP09为基础。在HTTP09中，客户端和服务器的相互作用只能直接进行，
39、HTTP10对此进行了扩充，允许通过中间实体，如代理进行连接。HTTP10用MIME描述对象的数据类型，既可以处理简单的纯文本HTML，也可以处理更复杂的多媒体信息，如声音、图像和视频等。随着科技的发展，HTTP也在不断地改进。HTTP11的诞生是HTTP10的一次飞跃，它主要强调解决HTTP10的性能、安全、数据类型处理和缓冲等方面的缺陷。HTTP11提出在服务器方缓冲对象，通过一种客户端/服务器协议操作缓冲对象进一步提高性能的思想，目的是减少请求、往返次数，并且是在确实需要时才返回完整的响应。HTTP11还突破了HTTP10中服务器和IP一对一的限制，实现了允许使用HOST标题字段服务器的
40、名字来决定由哪个服务器对请求进行服务，而不用IP地址来决定。HTTP协议设计简单灵活、无状态、无连接、基于CLIENT/SERVER模式并支持元信息，其特点主要如下（1）以CLIENT/SERVER模型为基础HTTP支持客户与服务器之间通信和相互数据的传送，从而实现一个服务器可以为分布在各个地区的许多客户服务。（2）简单快速HTTP是一个非常简单的协议，使得WEB服务器能高效地处理大量请求，客户机如果要连接到服务器，只需发送请求方式和URL路径等少量信息。HTTP规范定义了七种请求方式，最常用的有三种HEAD、GET和POST。由于HTTP协议简单，HTTP的通信与FTP、TELNET等协议的
41、通信相比，就凸显了速度快而且开销小的优点。（3）灵活任意类型的数据对象都被HTTP允许传输。（4）无连接HTTP是无连接的协议。这里的“无连接”与建立在UDP协议之上的无连接不同，是建立在TCP/IP协议基础之上的。客户要建立连接需先发出请求，收到响应，然后断开连接。使用这种“无连接”协议，在没有请求提出时，服务器就不会空闲等待。完成一个请求之后，服务4器不会继续为这个请求负责，从而不用为保留历史请求而耗费宝贵的资源。（5）无状态HTTP是无状态的协议，这既是优点同时也是缺点。一方面，由于缺少状态使得HTTP累赘少，系统运行效率相对较高，所以服务器应答快；但另一方面，由于没有状态，协议对事务处
42、理没有记忆能力，若后续事务处理需要有关前面处理的信息时，那么这些信息就必须被保存在协议外面；另外，缺少状态意味着所需的之前信息必须重现，导致每次连接需要传送较多的信息。（6）元信息元信息被定义为“关于信息的信息”，元信息允许服务器提供所发送数据的信息，例如，HTTP可以提供所发送的对象的语言和类型。HTTP的传输过程分为四个步骤，包括建立连接、发送请求、发送响应、关闭连接。（1）建立连接连接的建立是通过申请套接字实现的。客户打开一个套接字并把它约束在一个端口上，如果成功，就相当于建立了一个虚拟文件。以后就可以在该虚拟文件上进行读写。（2）发送请求打开一个连接后，客户机将把请求消息发送到服务器的
43、连接端口上，完成提出请求动作。（3）发送响应服务器在处理完客户的请求之后，就会向客户机发送响应消息。（4）关闭连接客户和服务器双方都可以通过关闭套接字来结束对话，一般情况下服务器发送完客户端请求的文件后会主动关闭套接字。HTTP协议的核心是请求和响应，客户端和服务器之间的信息传递是通过消息来进行的，请求服务器提供服务，客户端需要向服务器发送请求消息。响应消息是服务器接到客户端请求后返回给客户端的消息。522RLTCPNET协议分析和应用对于基于嵌入式的WEB服务器的传输，我们需要一个精简的TCP/IP协议，以适应嵌入式系统体积小、存储小的特点。因此本课题采用的是RLTCPNET协议，该协议是专
44、门为适用于小型的、基于嵌入式微控制器编写的。RLTCPNET协议是高度优化的，拥有非常小的代码，并给出了优良的性能。TCP/IP是一个旨在支持局域网和广域的协议。为了建立一个TCP/IP的应用程序，我们不需要充分了解所有的协议在TCP/IP协议栈。然而，需要了解的基本概念来配置您的系统是否正确。RLTCPNET支持一个标准的互联网应用程序。这些措施包括简单文件传输（TFTP），WEB服务器（HTTP），电子邮件客户端（SMTP），远程登录和域名服务器（DNS）客户端。在RLTCP，这5些应用的每一个都快速，且易于配置。RLTCPNET含有代码来实现一个TFTP服务器。正如其名称所示，TFTP是
45、一个简单的协议，开发了原本转让方案将图像传输至远程设备，如网络路由器和无盘终端。相比之下，FTP是为了在互联网上传输大型文件。在TFTP协议是一个更小，适合于嵌入式系统。与FTP相比，它也使用了极少量的资源。一个由RLTCP支持的关键的TCP/IP应用是一个HTTPWEB服务器。该WEB服务器可以被用于运载任何复杂的HTML页面的网络浏览器上运行任何平台，无论是个人电脑，苹果机，智能手机，或其他互联网启用的设备。HTTP服务器都有一个共同网关接口（CGI），使我们能够输入和输出数据到嵌入式C应用程序。在WEB服务器上保存的内容可以是任何文件类型，可以通过显示网页浏览器。这将是超文本标记语言（H
46、TML），这也可能包含任何常见的声图像音格式，例如PNG，GIF和JPEG格式，WAV或MP3格式，如JAVA脚本库的活动内容。你只受微控制器提供给您存储空间的限制。相比较全面的WEB服务器，这将是相当小的。但是应该仔细选择使用哪一种工具来生成HTML脚本。工具，如DREAMWEAVER或FRONTPAGE中可能产生复杂的脚本，将过大存储到在一个小的微控制器。最好需要一简单的HTML编辑器，可以使设计出最小的HTML页面。3嵌入式WEB服务器软件平台631嵌入式操作系统的选择嵌入式操作系统包括嵌入式内核、嵌入式TCP/IP网络系统、嵌入式文件系统、嵌入式GUI系统和电源管理等部分。嵌入式内核是
47、基础和核心，其他部分要根据嵌入式系统的需要来确定。目前现有的嵌入式操作系统有几十种，可以将这些操作系统分为两类一种是从运行在个人电脑以上的系统平台上的操作系统向下移植到嵌入式系统中形成的嵌入式操作系统，如微软公司的WINDOWSCE，开源的嵌入式LINUX，SUN公司的JAVAOS等。这类系统经过个人电脑或高性能计算机等产品的长期运行考虑，技术日已经趋成熟，由于应用广泛，相关的标准和软件开发方式已被用户普遍接受，同时积累了丰富的开发工具和应用软件资源。另一种是专门针对嵌入式系统而开发的，典型的如WINDRIVER公司VXWORKS，ISI的PSOS，QNX系统软件公司的QNX，ATI的NUCL
48、EUS等，这类产品在操作系统的结构和功能实现上，都是针对所面向的应用领域的不同要求，如系统的事实性要求、高可靠性要求等，而进行了精巧的设计，同时提供了独立而完备的系统开发和测试工具。嵌入式操作系统EOS（EMBEDDEDOPERATINGSYSTEM）在软件体系结构中属于系统软件的层次，它负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、调度，控制、协调并发活动。嵌入式操作系统的出现大大提高了嵌入式系统开发的效率。使用嵌入式操作系统开发嵌入式系统，不仅极大地减少了系统开发的总工作量，同时也提高了嵌入式应用软件的可移植性。相对于一般操作系统而言，嵌入式操作系统具备了一般操作系统最基本的功能，如任务调度、同步
49、机制、中断处理、文件处理等。但仅仅具有这些通用操作系统的功能还不够，它还应用具备一些适应嵌入式系统运行环境的特点（1）良好的硬件适应性。由于嵌入式设备硬件平台具有的多样性，CPU芯片更新快速，嵌入式操作系统要求具有更好的硬件适应性来适应不断发展的硬件平台，也就是良好的移植性。（2）占用较少的硬件资源。由于嵌入式系统所能提高的资源有限，因此嵌入式操作系统必须实现足够小巧以满足嵌入式系统硬件的限制。（3）可裁减性。由于嵌入式系统的需求因不同的应用而不同，因此嵌入式操作系统也应该能适应嵌入式系统的需求进行裁减，能对嵌入式操作系统的各个功能模块进行优化和删除。（4）具有很高的可靠性。（5）提供强大的网络功能，支持TCP/IP协议及其它协议，提供TCP/UDP/IP/PPP协议支持和统一的MAC访问层接口，为各种移动计算设备预留接口。（5）强稳定性，弱交互性。嵌入式系统一旦开始运行就不在需要用户过多的干预，这就要求负责系统管理的EOS具有较强的稳定性。嵌入式操作系统的用户接口一般不提供操作命令，它将通过系统相应的调用命令向用户程序提供服务。（6）固化代码。在嵌入式系统中，嵌入式操作系统和应用软件是被固化在嵌入式系统计算机的7ROM中的。由于辅助存储器在嵌入式系统中很少使用，所以嵌入式操作系统的文件管理功能应该实现能够很容易地拆卸，而用各种内
