基于HTTP協(xié)議的嵌入式遠程監(jiān)控系統(tǒng)的研究.pdf

1、利用網絡實現局域乃至全球范圍內的監(jiān)測與控制，是信息與控制系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢。嵌入式系統(tǒng)因其體積小、功能強、可靠性高、靈活方便等優(yōu)點，已滲透到工業(yè)、農業(yè)、國防、教育、科研以及消費等各個領域，對各行各業(yè)的技術改造、產品更新?lián)Q代、提高生產效率等方面起到了重要的推動作用。 嵌入式遠程監(jiān)控技術作為網絡化控制的代表，與傳統(tǒng)工業(yè)嫁接，解決了工業(yè)測控領域中異構網絡互聯(lián)問題，提高了傳統(tǒng)裝備的智能化水平。它既保留了嵌入式設備的優(yōu)點，又可借助于Int

2、ernet把現場設備的控制延伸到地球上任何一個角落，從而真正實現設備的遠程管理和控制。 本課題的主要研究目的是研究并設計一種遠程監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案，為今后進行網絡控制與信息網絡的集成打下基礎。為了充分發(fā)揮嵌入式設備和網絡化控制的優(yōu)點，在深入研究TCP/IP協(xié)議和Linux操作系統(tǒng)原理的基礎上，設計并實現了一種基于HTTP協(xié)議的嵌入式遠程監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)采用B/S(Browset/Server，瀏覽器/服務器)架構，其特色在于設計了

3、以具有Cortex-M3內核的微處理器—STM32F103RB為核心的嵌入式Web服務器子系統(tǒng)和以具有ARM9內核的微處理器—S3C2410A為核心的嵌入式瀏覽器子系統(tǒng)，二者可以連接組成一個小型的局域網或廣域網，經由此網絡，服務器可響應用戶在瀏覽器端發(fā)出的訪問請求，當驗證用戶信息的合法性后，會及時產生包含有與其控制的設備的當前狀態(tài)和參數數據的網頁，并將其發(fā)布到網絡，用戶收到網頁并可以利用上面的控制按鈕實現對遠程設備的狀態(tài)控制，另外，網頁

4、上的數據能不斷更新。 為實現上述目的，本課題主要進行了以下幾個方面的工作： 1、結合當前遠程監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現狀與發(fā)展前景分析了嵌入式遠程監(jiān)控系統(tǒng)的特點，并總結了當前嵌入式系統(tǒng)支持TCP/IP協(xié)議的四種實現方式。 2、為在STM32F103RB上實現HTTP協(xié)議的解析，首先從數據報結構、連接管理、流量控制和可靠性四個方面分析TCP協(xié)議。在研究萬維網原理的基礎上，學習超文本標記語言，并設計出監(jiān)控系統(tǒng)網頁程序。另外，著

5、重分析了HTTP協(xié)議的工作模式、特點以及消息格式。 3、按照本課題對嵌入式Web服務器和嵌入式瀏覽器的不同設計要求，為二者選擇合適的處理器芯片以及支持TCP/IP協(xié)議棧的方式，其中瀏覽器子系統(tǒng)采用支持TCP/IP協(xié)議棧的Linux操作系統(tǒng)，而服務器子系統(tǒng)采用全硬件實現TCP/IP協(xié)議棧的W5100芯片。 4、基于Linux的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的五層結構，構建了嵌入式瀏覽器系統(tǒng)平臺。分析Bootloader引導程序vivi的啟

6、動過程和實現原理，并學習vivi的常用控制命令。分析Linux操作系統(tǒng)的內核結構以及設備管理，并實現Linux2.6內核和根文件系統(tǒng)在S3C2410A上的移植，在此基礎上構建了嵌入式圖形用戶接口界面，并成功實現嵌入式瀏覽器Konqueror/Embedded的移植，為遠程監(jiān)控提供良好的可視化界面。 5、設計基于STM32F103RB的嵌入式Web服務器的硬件電路，根據W5100在TCP服務器模式下的網絡狀態(tài)變化實現其驅動程序，并