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1、Linux论文设计题目：基于Linux的嵌入式Web服务器T d的应用研究与实现学院：软件学院 专业班级：Java08-2班 ：饶本刚 学号：3 ：康英 学号：7 目录 第1章 案例设计引言 1.1案例设计目的和意义 1.2 本案例国外研究现状 1.3 系统设计的实验环境 1.4 系统设计的技术分析第2章 案例设计容 2.1案例需求分析 2.2案例可行性分析2.3系统功能描述与功能结构图第3章 案例详细设计 3.1 系统模块功能设计 3.2 实验环境的安装与调试 3.3部分关键配置文件与代码分析第4章 案例总结 4.1 系统测试结果和分析 4.2 系统存在的不足 4.3系统展望第1章 案例设计
2、引言随着计算机科技的快速发展,信息共享程度的不断提高, 嵌入式Web服务器已成为嵌入式技术和网络技术结合的产物,是嵌入式技术网络化的一项重要应用。嵌入式Web服务器主要应用在远程监测和控制方面,将Web服务器移植到接入网络的嵌入式设备后,客户端可借助浏览器对远端的嵌入式设备进行监测和控制。它为我们管理、控制和监测各种各样的设备提供了一个很好的途径。但对于一般的管理信息系统或中小型应用系统, 所需的Web服务功能比较简单, 若仍采用大型的通用Web 服务器, 将是一种资源的浪费,在某些专用嵌入式系统, 由于存容量有限, 对实时性要求高, 通用的Web 服务器不能适应市场需求。此时, 使用功能相对
3、简单、体积更小、消耗资源更少、可便携的简单嵌入式Web 服务器将更具优势。目前，嵌入式Linux主要有 D、T D和BOA三种WebRemotemeasuringandcontrolHypertexttransferprotocol( )服务器。与传统的Web应用相比，嵌入式服务器要求代码小，节约空间和成本、实时性好。本论文中设计了一种全新的基于ARMLinux嵌入式操作系统的嵌入式Web服务器。 1.1案例设计目的和意义为了满足当前工业控制和家用电器远程测控的要求，通过比较常用的嵌入式服务器技术并分析了嵌入式服务器的实现原理，设计了一种全新的Web服务器。详细介绍了这种基于ARMLinux嵌
4、入式Web服务器的设计方案，阐述了系统的软硬件设计。针对嵌入式服务器的实际和应用场合，提出了H1TrP协议与动态库相结合的解决方案。该Web服务器支持动态库，代码小、实时性好。测试结果表明方案可行、实用。 1.2 本案例国外研究现状目前，在世界围嵌入式系统带来的工业年产值已超过一万亿美元。据赛迪呼叫中心合作开展的调查显示，目前从事嵌入式开发的软件开发企业已占到百分之三十左右，计划从事开发的企业占到百分之十四。尽管还没有从事该领域开发的公司占到大多数，但我国国的嵌入式软件市场已处于整体启动阶段，国嵌入式软件市场未来的发展重点在于对应用围的拓展，而手持设备、信息家电和工业控制则是近期市场的三大热点
5、。 近年来微电子技术的快速发展，处理器增长速度也随之加快，嵌入式系统领域发生了翻天覆地的变化，特别是网络的普与，嵌入式与互联网成为最热门的技术。现在可以使嵌入式系统具备网络功能，并将它与Internet或企业联网连接起来，这种特性增长了嵌入式系统多方面的实用性。现在许多嵌入式处理器集成了基本的网络功能，如串行接口必备，还有以太网接口、CAN总线接口等。基于这些趋势，用户开发新嵌入式系统时一般不需要外接网络芯片，而选择具有符合功能要求的嵌入式处理器即可，所需安装的只是物理层的收发器。1.3 系统设计的实验环境交叉编译器（cross-compiler）是进行交叉平台开发的主要软件工具。它是运行在一
6、种处理器体系结构上，但是可以生成在另一种不同的处理器体系结构上运行的目标代码的编译器。 要建立交叉开发环境，主要需要几个工具包：gcc，glib，binutils，gdb等。一般开发板都提供这些工具，如果不是使用的开发板，在网上也是可以下载到全部软件包的。依次将它们安装在PC上即可。1.4 系统设计的技术分析嵌入式Web 服务器体系结构：嵌入式Web 服务器为基于3 层B/S结构的瘦Web 服务器。其中,Web 服务器和客户端之间的通信协议采用 1.1，嵌入式实时多任务操作系统提供TCP/IP协议支持, 编程接口为Berkerly Sockets4.3,Web 服务器与数据库服务器间的交互接口
7、为CGI(Common Gateway Interface)。嵌入式Web 服务器实现原理从功能上讲,Web 服务器监听客户端的服务请求, 并根据客户请求的类型提供相应服务。嵌入式Web 服务器是指将Web 服务器引入到现场嵌入式设备中并驻留其中有限的代码空间。与传统的Web 应用相比简化了系统结构, 在相应的软硬件平台支持下, 利用标准的接口形式和通信协议, 嵌于嵌入式设备的Web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。用户端使用Web 浏览器与Web 服务器进行通信。客户端与服务器交换数据之前, 首先用TCP/IP 建立连接, 客户端向服务器请求数
8、据, 服务器在接收到用户端的请求后, 处理用户请求并返回需要的数据。这些数据可来自静态主页和文件, 也可以根据请求动态产生。它是一种请求/响应协议, 使用可靠的TCP 连接, 通常采用端口80。客户端和服务器间是以 协议进行请求和响应。服务器和客户端只能为一次事务处理建立并维持连接, 完成一次事务处理后便结束连接。由此可见, 接收客户端请求、解析客户端请求、响应客户端请求、向客户端回送请求的结果是Web 服务器所需完成的主要任务。第2章 案例设计容 2.1案例需求分析 嵌入式Web服务器是嵌入式技术和网络技术结合的产物,是嵌入式技术网络化的一项重要应用。嵌入式Web服务器主要应用在远程监测和控
9、制方面,将Web服务器移植到接入网络的嵌入式设备后,客户端可借助浏览器对远端的嵌入式设备进行监测和控制。它为我们管理、控制和监测各种各样的设备提供了一个很好的途径。由于嵌入式设备处理能力和存储容量都有限,传统的服务器无法在上面运行,必须对软硬件进行裁剪,以适应嵌入式应用环境的要求,所以对嵌入式Web服务器的研究和应用,具有重大其意义。 2.2案例可行性分析 Internet Web技术应用于嵌入式系统领域将导致该领域传统运行维护模式的一场变革，将Web服务器植入嵌入式系统后接入Internet，在世界上任何一个地方即可通过网络浏览器从Internet获取该Web服务器发布的系统实时信息，进而实
10、现远程实时控制、调节与维护，并且，这种基于HTML标准化的Web用户界面降低了为不同操作平台而定制人机界面的开发费用、通信费用、人员培训费用和系统升级维护费用。显然，嵌入式系统这种基于Web的远程监控维护方式将克服传统的本地监控维护方式存在的低效率、高成本的缺陷。但是，传统的Web技术方案不能直接用于构造嵌入式系统中的Web服务器。传统Web服务器已具有高运算处理能力和海量存储容量的工作站或PC机为硬件工作平台，以非实时操作系统为软件工作平台，其上运行的是大型复杂的服务器程序，典型的如基于Windows NT 的IIS(Internet Information Server)、基于Unix的A
11、pache Web Server等，服务器的这种高档配置方案对于大量使用8位、16位或32位单片机的嵌入式系统而言是不现实的要求。 基于嵌入式技术的嵌入式Web服务器的出现为解决以上问题开辟了一条崭新途径。嵌入式Web服务器以8位、16位或32位单片机为硬件工作平台，或有嵌入式实时多任务操作系统（RTOS）支持，其上运行小型精简的服务器程序。嵌入式Web服务器的成功开发案例已经体现于通信领域中的路由器、交换机、网络视频监控等产品。近年来如何使用Web浏览器对嵌入式设备进行监控已越来越引起人们的注意。Web浏览器是用户界面的合理选择，可从技术上来讲，浏览器就是Web客户端，则嵌入式系统必须是We
12、b服务器，由于TCP成了一个传输网页工具，而目前用来生成动态网页的软件都是成为大型多用户操作系统设计，则让嵌入式系统能生成动态实时数据的网页问题是有待解决的另一问题。论文中叙述了以基于ARM-Linux嵌入式系统为平台，构建一种嵌入式Web服务器T d，并成功移植了嵌入式SQLite数据库系统，结合网页表单和CGI开发技术，使用户可以通过浏览器远程访问Web Server，并实现和SQLite数据库的动态数据交互。这种嵌入式Web Server方案易于实现，数据管理也非常高效，并成为未来Internet在嵌入式领域发展中的重要方向之一。2.3系统功能描述与功能结构图 1）T d基本功能的实现首
13、先，确保在编译uCLinux核的make menuconfig这一步，选中busybox中的T d.然后，根据需要，修改源码/user/t d下的config.h：#define DEFAULT_PORT 80 /服务器监听端口#define DEFAULT_DIR /home/ d /设定服务器根目录#define INDEX_NAME index.html /设定访问服务器时的默认主页#define AUTH_FILE passwd /授权用户数据库文件#define CGI_PATTERN /cgi-bin/*.cgi /CGI的文件名格式#defineCGI_PATH /home/ d
14、/cgi-bin /CGI的所在目录接下来，建立服务器根目录和文件目录：由于uCLinux的根文件系统为ROM FS， 只读， 因此要在生成文件系统映像之前建立好其中的目录和文件。首先是Web服务器根目录， 再是根目录下的子目录：文件根目录和CGI程序目录。修改/vendor/Samsung/4510B/makefile文件， 在ROMFS_DIRS 列出的目录中增加home/ d （ 服务器根目录和文件根目录），home/ d/cgi-bin（CGI程序目录） .最后，将监控系统相关的网页和CGI程序分别放在/vendor/Generic/ d和/vendor/Generic/ d/cgi-
15、bin中，就可以随核编译过程时自动复制到image的相关目录下。在/vendor/Samsung/4510B/rc中添加t d实现上电自动执行。2）嵌入式 WEB服务器由网络模块、接口模块和存储模块三个部分组成。网络模块是整个嵌入式 WEB服务器的核心，负责完成服务器的初始化，并且在 80端口等待用户的连接请求。根据用户请求的类型提供相应的服务。此外还要实现电子功能，用来完成自动报警和数据的保存，此外通过选择以太网或者线进入 Internet。硬件设计图如下：3）如下图所示，系统有两种网络接入方式：通过PPPOE自动拨号，动态获取IP联入Internet；自定义静态IP连入局域网。第3章 案例详细设计3.1 系统模块功能设计WEB服务器软件设计从设计角度，则可将嵌入式软件分为 4个模块：网络通讯模块、接口管理模块、人机交互模块和远程加载模块。 3.1.1 以太网接入 Internet的实现 嵌入式 WEB服务器是沟通客户和控制现场的重
