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《電腦開發(fā)與應(yīng)用雜志》2014年第六期

1嵌入式web服務(wù)器的關(guān)鍵技術(shù)

1.1Web服務(wù)器的總體框架嵌入式Web服務(wù)器通過TCP/IP協(xié)議接入網(wǎng)絡(luò)中客戶端的瀏覽器，用戶可以通過瀏覽器監(jiān)控和操控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作。Web服務(wù)器根據(jù)用戶的請求選擇調(diào)用HTML網(wǎng)絡(luò)頁面或CGI程序，并將處理結(jié)果通過Web服務(wù)器返回到瀏覽器頁面，用戶基于此實(shí)現(xiàn)設(shè)備監(jiān)控。在后臺服務(wù)器中，數(shù)據(jù)采集模塊通過實(shí)時數(shù)據(jù)采集存入數(shù)據(jù)庫中。在Web服務(wù)器的總體框架中，通信服務(wù)是總體框架的重要組成部分，通信服務(wù)需求必須支持Web網(wǎng)數(shù)據(jù)接口，對于Web網(wǎng)數(shù)據(jù)接口，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多個設(shè)備接口接入，同時將多個Web網(wǎng)端口通過服務(wù)的形式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。啟動系統(tǒng)后，以太網(wǎng)端口按照系統(tǒng)的通信配置開啟端口，以備網(wǎng)絡(luò)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(shè)備的并入。其次，系統(tǒng)和設(shè)備之間的通信方式應(yīng)當(dāng)采用長連接的通信方式，數(shù)據(jù)服務(wù)的接入中數(shù)據(jù)的接收和數(shù)據(jù)處理都比較容易實(shí)現(xiàn)，但數(shù)據(jù)連接方式的建立和構(gòu)建則是數(shù)據(jù)處理的重中之重。采用短連接的數(shù)據(jù)處理方式不僅數(shù)據(jù)處理速度較低，而且數(shù)據(jù)處理周期長、身份認(rèn)證和數(shù)據(jù)處理時效性差，本文研究的系統(tǒng)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(tǒng)和總線網(wǎng)絡(luò)的控制信息連接。

1.2TCP/IP協(xié)議及實(shí)現(xiàn)嵌入式WBE服務(wù)器中的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系模型中的服務(wù)提供者通過網(wǎng)絡(luò)尋址的實(shí)體接受來自服務(wù)請求者的命令，它將服務(wù)接口和契約到服務(wù)注冊中心，使服務(wù)消費(fèi)者能夠訪問和利用該服務(wù)。它的主要功能是提供服務(wù)的功能、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)服務(wù)的功能、通過WebServiceDefinitionLanguage描述服務(wù)等。服務(wù)的信息包括服務(wù)交互中的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)位置和信息格式等內(nèi)容。服務(wù)請求者（ServiceConsumer）模型通過服務(wù)消費(fèi)者的應(yīng)用程序或軟件模塊，從注冊中心查詢所需服務(wù)，并通過接口契約中規(guī)定的格式來執(zhí)行請求服務(wù)的功能。它主要實(shí)現(xiàn)為發(fā)現(xiàn)提供服務(wù)所需的WSDL文檔，在WSDL的基礎(chǔ)之上，通過SOAP協(xié)議實(shí)現(xiàn)與訪問者通信，它將服務(wù)所提供的信息按標(biāo)準(zhǔn)組織分類，并使消費(fèi)者通過接口中所提供的查詢功能發(fā)現(xiàn)提供者。在嵌入式WBE服務(wù)器構(gòu)架體系中，服務(wù)提供者、服務(wù)請求者和注冊中心是實(shí)體在構(gòu)架中的角色體現(xiàn)。總而言之，嵌入式Web服務(wù)器的軟件系統(tǒng)中必須實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議，但應(yīng)當(dāng)根據(jù)服務(wù)程序的實(shí)際需要選取相應(yīng)的TCP/IP協(xié)議，主要包括CP、IP、ARP、ICMP等協(xié)議。

1.3CGI接口技術(shù)CGI接口技術(shù)指的是網(wǎng)關(guān)接口技術(shù)，它規(guī)定了CGI腳本與Web服務(wù)器之間的接口標(biāo)準(zhǔn)，主要功能在Web環(huán)境下將客戶端的信息傳遞給Web服務(wù)器，同時Web服務(wù)器將收集的相關(guān)信息置于環(huán)境變量中，并啟動制定的CGI腳本，以完成制定的工作任務(wù)。CGI腳本通過環(huán)境變量獲取現(xiàn)有信息，并通過應(yīng)用緊密結(jié)合，使用戶體驗(yàn)方便的服務(wù)。例如蘋果的iCloud以及其他IT廠商提出的“云端”技術(shù)等。

2嵌入式Web服務(wù)器的基本應(yīng)用

當(dāng)前嵌入式Web服務(wù)器主要應(yīng)用于企業(yè)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展和設(shè)備管理現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)中，通過后臺程序的運(yùn)行，在嵌入式設(shè)備上用戶可以直接通過網(wǎng)絡(luò)對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和配置、控制，能夠保證設(shè)備高效運(yùn)轉(zhuǎn)。Web服務(wù)器的優(yōu)勢使用戶可以方便地通過Web瀏覽器和網(wǎng)絡(luò)對嵌入式設(shè)備進(jìn)行訪問。這種區(qū)別于傳統(tǒng)嵌入式服務(wù)器的監(jiān)測和控制方式，使嵌入式技術(shù)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(wù)器提供的服務(wù)是現(xiàn)代應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在嵌入式設(shè)備上的發(fā)展趨勢，是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)系統(tǒng)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(shè)備程序上增加基于Web服務(wù)器的用戶接口和服務(wù)的原因。以嵌入式Web服務(wù)器應(yīng)用檢測設(shè)備的電能損耗系統(tǒng)為例，這是典型的嵌入式Web服務(wù)器的應(yīng)用。這款應(yīng)用的硬件系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)通信模塊。軟件系統(tǒng)也采用了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，使軟件系統(tǒng)的操作應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，軟件也將系統(tǒng)的選擇、AD、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)炔煌δ苣K化，形成了各自的軟件模塊如網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊和通道選擇模塊。檢測系統(tǒng)工作時，首先處理器芯片給通道選擇模塊發(fā)出采集數(shù)據(jù)的命令，選擇模塊要采集的數(shù)據(jù)，傳感器模塊則把采集及測量的數(shù)據(jù)通過虛擬開關(guān)傳送到AD模塊，AD模塊將數(shù)據(jù)完成從模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換過程，完成一系列的轉(zhuǎn)換后再送到中央處理器分析處理，在系統(tǒng)緩存里存儲后，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊傳輸?shù)街醒敕?wù)器或終端上分析和處理。檢測系統(tǒng)的通道選擇模塊軟件是系統(tǒng)中應(yīng)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?shù)侥M開關(guān)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(shù)。系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸軟件主要負(fù)責(zé)將模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，并存儲在閃存中，同時數(shù)據(jù)傳輸軟件通過與服務(wù)器建立TCP/IP協(xié)議進(jìn)行連接，可以將數(shù)據(jù)通過指令從網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇蛻舳嘶騻鬏數(shù)揭苿哟鎯υO(shè)備中，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸功能。

3結(jié)束語

通過介紹Web和嵌入式技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)高度發(fā)展背景下的應(yīng)用前景以及Web服務(wù)器的簡介，闡述了嵌入式Web服務(wù)器的關(guān)鍵技術(shù)中Web服務(wù)器總體構(gòu)架、TCP/IP協(xié)議及實(shí)現(xiàn)、CGI接口技術(shù)，并引入了嵌入式Web服務(wù)器在實(shí)際中的應(yīng)用，希望給嵌入式Web服務(wù)器的應(yīng)用提供有價值的參考。

作者：許青林單位：咸陽師范學(xué)院信息工程學(xué)院