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《電腦開發與應用雜志》2014年第六期
1.1Web服務器的總體框架嵌入式Web服務器通過TCP/IP協議接入網絡中客戶端的瀏覽器,用戶可以通過瀏覽器監控和操控設備,實現對設備的遠程監控和操作。Web服務器根據用戶的請求選擇調用HTML網絡頁面或CGI程序,并將處理結果通過Web服務器返回到瀏覽器頁面,用戶基于此實現設備監控。在后臺服務器中,數據采集模塊通過實時數據采集存入數據庫中。在Web服務器的總體框架中,通信服務是總體框架的重要組成部分,通信服務需求必須支持Web網數據接口,對于Web網數據接口,系統能夠實現多個設備接口接入,同時將多個Web網端口通過服務的形式進行網絡通信。啟動系統后,以太網端口按照系統的通信配置開啟端口,以備網絡通信隨時接入,每個端口的處理方式必須保證多個端口同時存在時能夠保證設備的并入。其次,系統和設備之間的通信方式應當采用長連接的通信方式,數據服務的接入中數據的接收和數據處理都比較容易實現,但數據連接方式的建立和構建則是數據處理的重中之重。采用短連接的數據處理方式不僅數據處理速度較低,而且數據處理周期長、身份認證和數據處理時效性差,本文研究的系統采用長連接方式能夠有效克服短連接通信的缺陷,能夠有效提高系統和總線網絡的控制信息連接。
1.2TCP/IP協議及實現嵌入式WBE服務器中的網絡架構體系模型中的服務提供者通過網絡尋址的實體接受來自服務請求者的命令,它將服務接口和契約到服務注冊中心,使服務消費者能夠訪問和利用該服務。它的主要功能是提供服務的功能、設計實現服務的功能、通過WebServiceDefinitionLanguage描述服務等。服務的信息包括服務交互中的數據傳輸協議、網絡位置和信息格式等內容。服務請求者(ServiceConsumer)模型通過服務消費者的應用程序或軟件模塊,從注冊中心查詢所需服務,并通過接口契約中規定的格式來執行請求服務的功能。它主要實現為發現提供服務所需的WSDL文檔,在WSDL的基礎之上,通過SOAP協議實現與訪問者通信,它將服務所提供的信息按標準組織分類,并使消費者通過接口中所提供的查詢功能發現提供者。在嵌入式WBE服務器構架體系中,服務提供者、服務請求者和注冊中心是實體在構架中的角色體現。總而言之,嵌入式Web服務器的軟件系統中必須實現TCP/IP協議,但應當根據服務程序的實際需要選取相應的TCP/IP協議,主要包括CP、IP、ARP、ICMP等協議。
1.3CGI接口技術CGI接口技術指的是網關接口技術,它規定了CGI腳本與Web服務器之間的接口標準,主要功能在Web環境下將客戶端的信息傳遞給Web服務器,同時Web服務器將收集的相關信息置于環境變量中,并啟動制定的CGI腳本,以完成制定的工作任務。CGI腳本通過環境變量獲取現有信息,并通過應用緊密結合,使用戶體驗方便的服務。例如蘋果的iCloud以及其他IT廠商提出的“云端”技術等。
2嵌入式Web服務器的基本應用
當前嵌入式Web服務器主要應用于企業應用網絡擴展和設備管理現場監測系統中,通過后臺程序的運行,在嵌入式設備上用戶可以直接通過網絡對設備進行監控和配置、控制,能夠保證設備高效運轉。Web服務器的優勢使用戶可以方便地通過Web瀏覽器和網絡對嵌入式設備進行訪問。這種區別于傳統嵌入式服務器的監測和控制方式,使嵌入式技術能夠更加人性化和智能化,能夠給用戶帶來更多的方便。Web服務器提供的服務是現代應用程序和網絡技術在嵌入式設備上的發展趨勢,是現代網絡技術系統中的核心組件,這是為什么越來越多的用戶希望在自己的設備程序上增加基于Web服務器的用戶接口和服務的原因。以嵌入式Web服務器應用檢測設備的電能損耗系統為例,這是典型的嵌入式Web服務器的應用。這款應用的硬件系統的主要組成部分為處理器主芯片、傳感器、通道選擇模塊、AD模塊、ARM主板模塊、網絡通信模塊。軟件系統也采用了標準化設計,使軟件系統的操作應用標準統一,軟件也將系統的選擇、AD、網絡傳輸等不同功能模塊化,形成了各自的軟件模塊如網絡傳輸模塊和通道選擇模塊。檢測系統工作時,首先處理器芯片給通道選擇模塊發出采集數據的命令,選擇模塊要采集的數據,傳感器模塊則把采集及測量的數據通過虛擬開關傳送到AD模塊,AD模塊將數據完成從模擬信號到數字信號的轉換過程,完成一系列的轉換后再送到中央處理器分析處理,在系統緩存里存儲后,通過網絡傳輸模塊傳輸到中央服務器或終端上分析和處理。檢測系統的通道選擇模塊軟件是系統中應用軟件的重要組成部分,通道選擇模塊在中央處理器的控制下,I/O端口分別輸出高電平和低電平,并通過接口直接傳輸到模擬開關的兩端,以此選擇不同的通道,并檢測待測電能損耗的具體參數。系統中的數據采集和數據傳輸軟件主要負責將模擬信號轉化成數字信號,并存儲在閃存中,同時數據傳輸軟件通過與服務器建立TCP/IP協議進行連接,可以將數據通過指令從網絡傳輸到客戶端或傳輸到移動存儲設備中,從而實現數據的傳輸功能。
3結束語
通過介紹Web和嵌入式技術在網絡信息技術高度發展背景下的應用前景以及Web服務器的簡介,闡述了嵌入式Web服務器的關鍵技術中Web服務器總體構架、TCP/IP協議及實現、CGI接口技術,并引入了嵌入式Web服務器在實際中的應用,希望給嵌入式Web服務器的應用提供有價值的參考。
作者:許青林單位:咸陽師范學院信息工程學院