基于ARM9的嵌入式Web服務(wù)器的軟硬件設(shè)計(jì)

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1、基于ARM9的嵌入式Web服務(wù)器的軟硬件設(shè)計(jì)摘要：隨著因特網(wǎng)的迅速普及和嵌入式技術(shù)的迅猛發(fā)展，將傳統(tǒng)的嵌入式設(shè)備接入因特網(wǎng)己成為一種必然的趨勢。嵌入式Web服務(wù)器是指在嵌入式設(shè)備中實(shí)現(xiàn)超文本傳輸服務(wù)，使其具有Web服務(wù)器的功能，為用戶提供基于Web瀏覽器的訪問接口，實(shí)現(xiàn)對接入到網(wǎng)絡(luò)中嵌入式設(shè)備的管理與維護(hù)。本論文以三星公司ARM9處理器為硬件核心，以嵌入式Linux操作系統(tǒng)做為系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺，研究并實(shí)現(xiàn)了嵌入式Web服務(wù)器Boa。介紹了系統(tǒng)開發(fā)平臺的搭建過程，主要包括系統(tǒng)引導(dǎo)加載程序的建立，嵌入式Linux系統(tǒng)內(nèi)核的定制

2、，以及YAFFS文件系統(tǒng)的構(gòu)建及移植。詳細(xì)討論了在本課題開發(fā)平臺上Boa服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，深入研究了利用通用網(wǎng)關(guān)接口實(shí)現(xiàn)瀏覽器與嵌入式Web服務(wù)器Boa之間的動態(tài)交互技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于瀏覽器/服務(wù)器模式的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)。針對Boa服務(wù)器僅支持單一用戶認(rèn)證模式的不足，對Boa服務(wù)器的源代碼進(jìn)行了分析和改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了Boa服務(wù)器的多用戶認(rèn)證模式，進(jìn)一步增強(qiáng)了其在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍。對該嵌入式Web服務(wù)器的測試結(jié)果表明其響應(yīng)迅速，運(yùn)行穩(wěn)定，達(dá)到了課題預(yù)期目標(biāo)。關(guān)鍵詞:S3C2440，嵌入式Web服務(wù)器，嵌入式Linux，

3、Boa28目錄1引言11．1選題背景11．2課題研究的目的和意義11．3課題研究內(nèi)容22.系統(tǒng)總體方案和硬件平臺設(shè)計(jì)22.1系統(tǒng)總體方案22.1.1課題總體結(jié)構(gòu)32.1.2系統(tǒng)開發(fā)流程42.2硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)52.2.1硬件平臺簡介52.2.2S3C2440處理器簡介62.3各單元模塊電路設(shè)計(jì)72.3.1電源管理模塊72.3.2時(shí)鐘復(fù)位模塊82.3.3RS-232串口模塊82.3.4Flash存儲模塊102.3.510M/100M網(wǎng)絡(luò)接口模塊103.嵌入式Web服務(wù)器軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)113.1嵌入式Linux軟件平臺搭建11

4、3.2嵌入式Web服務(wù)器軟件設(shè)計(jì)143.2.1Linux核的移植143.2.2Bootloader的移植164.嵌入式Web服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)184.1TCP/IP協(xié)議184.2HTTP協(xié)議194.2.1HTTP協(xié)議概述194.2.2HTTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)204.3CGI技術(shù)204.4Web服務(wù)器Boa214.4.1Boa服務(wù)器概述214.4.2Boa服務(wù)器的安裝與配置225硬件系統(tǒng)的調(diào)試和測試235.1靜態(tài)頁面測試245.2基于CGI的動態(tài)頁面實(shí)現(xiàn)255.3嵌入式Web服務(wù)器的應(yīng)用266結(jié)束語28【參考文獻(xiàn)】29附錄31致謝3228

5、1引言1．1選題背景從20世紀(jì)90年代開始，Internet以前所未有的驚人速度在全球蔓延，目前，幾乎覆蓋到了地球的每一個(gè)角落，成為社會重要的基礎(chǔ)信息設(shè)施之一，是信息傳送的重要渠道;與此同時(shí)，嵌入式技術(shù)在最近十幾年里也得到了飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)以其自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢己經(jīng)廣泛的應(yīng)用于消費(fèi)電子、通信網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)控制、汽車電子、醫(yī)療儀器、信息家電、航空航天、軍事國防等眾多領(lǐng)域。隨著消費(fèi)結(jié)構(gòu)的改變，人們對嵌入式設(shè)備也有了更高的要求，希望它能接入Internet具有網(wǎng)絡(luò)功能，可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，使用正瀏覽器查看嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)

6、、并能對嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測、控制、診斷和配置等操作。因此，嵌入式系統(tǒng)接入網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為其發(fā)展的一個(gè)熱門領(lǐng)域和必然趨勢，而嵌入式Web服務(wù)器則是嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的重要方面。嵌入式Web服務(wù)器(EmbeddedWebserver)是指將Web服務(wù)器引入到現(xiàn)場測試和控制設(shè)備中，在相應(yīng)的硬件平臺和軟件系統(tǒng)的支持下，使傳統(tǒng)的測試和控制設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)榫邆淞艘訲CP/IP為底層通信協(xié)議、Web技術(shù)為核心的基于互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)測試和控制設(shè)備。它的主要任務(wù)是在互聯(lián)網(wǎng)的嵌入式設(shè)備中間進(jìn)行信息交互，達(dá)到通過網(wǎng)絡(luò)對嵌入式設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，并將反饋信息自

7、動上傳給主控設(shè)備的目的。用戶可以通過標(biāo)準(zhǔn)Web瀏覽器訪問嵌入式Web服務(wù)器從而實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場有關(guān)信息的查閱與監(jiān)控。嵌入式Web服務(wù)器是嵌入式技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，是一個(gè)很有發(fā)展前景的研究方向，它極大的拓展了嵌入式設(shè)備的應(yīng)用范圍。目前，它己經(jīng)廣泛的應(yīng)用到生活和工作的各個(gè)領(lǐng)域中，例如采用Web技術(shù)構(gòu)建的智能家電，使家電具有網(wǎng)絡(luò)連接功能，可提供家政安全自動報(bào)警、遠(yuǎn)程控制其自動啟/停時(shí)間及運(yùn)轉(zhuǎn)方式、對家電信息進(jìn)行遠(yuǎn)程查詢、自動檢測故障并進(jìn)行維護(hù)和廠家通過遠(yuǎn)程控制解決家電故障等多種功能，給人們的生活帶來了極大的方便。嵌入式Web服務(wù)

8、器的引入使其在各種企業(yè)和工業(yè)系統(tǒng)中也都實(shí)現(xiàn)了具體的應(yīng)用，這也是它應(yīng)用的一個(gè)重要方向。在工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)中，與傳統(tǒng)的基于現(xiàn)場總線的監(jiān)控系統(tǒng)相比，采用Web技術(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)更易于和Internet實(shí)現(xiàn)無縫連接，它使得嵌入式設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和管理方式都有了改變，不再需要專用的通信線路，傳輸?shù)男畔⒁膊辉诰窒抻跀?shù)據(jù)信