基于ARM和eCos的嵌入式WEB服务器设计

基于ARM和eCos的嵌入式WEB服务器设计
基于ARM和eCos的嵌入式WEB服务器设计

引言

随着现代通信技术和网络技术的迅猛发展,以太网技术也越来越成熟,特别是基于TC P/IP通信协议的Web技术得到了广泛应用。我们可以用微控制器加以太网接口芯片,取代PC机进行现场控制,组成嵌入式Web Serv-er系统。现场传感器自动跟踪各监测点的信息,把检测到的数据存储在非易失性存储器中,并及时发布到互联网上;相关的工作人员就可以通过Web技术对设备进行远程控制、管理和维护,从浏览器上直接监控现场设备的运行,这样就大大提

高了生产效率和管理水平。

为了实现WEB服务器的功能,嵌入式操作系统和一个可实现的TC P/IP协议栈是必需的,因此对嵌入式处理器提出了更高的要求。与传统的8/16位单片机相比,ARM核处理器在运算速度、功耗和存储容量方面都有很大的优势,而且AR M核处理器可以很方便地实现嵌入式TC P/IP协议栈,所以ARM核处理器成为嵌入式Web服务器设备的首

选处理器。系统的设计模型如图1所示。

1 系统硬件设计

AR M核处理器LPC2210基于支持实时仿真和嵌入跟踪的32/16位ARM7TDMI—S CPU。片内有16 KBSRAM,通过外部存储器接口配置成4组,每组的容量达16 MB。LPC2210采用144脚封装,功耗极低,具有多个32位定时器、8路10位ADC、PWM输出,最多可提供76个GPIO以及多达9个外部中断引脚;采用3级流水线技术,极大地提高了指令执行效率,通过可编程的片内锁相环(PLL)可实现最大60 MHz的C PU操作频率。

LPC2210的EMC组合符合AR M公司的PL090标准,总线宽度可设置为8位、16位或32位,通常16位总线宽

度的存储器具有较高的性价比。

以Philips公司的ARM核处理器LPC2210为核心来实现嵌入式Web服务器;网络接口芯片采用Realtek公司的NE2000兼容芯片R TL8019AS,它内置了10B ASE—T收发器,通过HR901170A器件接入以太网。硬件结构如图2所

示。

在图1中,LPC2210扩展了2 MB的NOR Flash(芯片型号为SST39VFl60)和8.MB PSRAM(芯片型号为

MT45W4Mwl6)。为了方便调试及最终代码的固化应用,使用LPC2210外部存储器接口BankO和Bankl的地址空间,通过片选信号选通nCE_F和nC E_R,来将地址空间Bank0和Bankl分别分配给PSRAM和Flash。通常将代码固化到Flash,分配Flash为Bank0,PSRAM为Bankl,因为Bank0可以用来引导程序的运行。

LPC2210的大容量片上存储器为TC P/IP协议栈的实现和数据处理提供了足够的存储空间;利用LPC2210SPI接口扩展MMC/SD卡作为外部非易失性存储器,可以将ADC现场采集的数据、IP地址、网卡物理地址以及更新网页保存在里面,需要时还可随时更换MMc/SD卡。LPC2210具有AR M和Thu mb指令集,采用流水线处理技术,能在指令执行期间预处理下一条指令,极大地提高了指令执行效率,为需要快速传输数据的网络应用提供了有效的支持。

2 系统软件设计

eCos(embedded Configurable operating system,嵌入式可配置操作系统)是一种针对16位、32位和64位处理器的可移植嵌入式实时操作系统。由于其源代码公开,因而越来越多的设计人员开始关注eCos操作系统。eC os最大的特点是模块化、内核可配置。最小版本的eC os只有几百字节,非常适合小型嵌入式系统的开发。与嵌入式Linu x相比,eCos有配置灵活和节省资源的优势。它的其他优点是使用多任务抢占机制、具有最小的中断延迟、支持嵌入式系统所需的所有同步原语,并拥有灵活的调度策略和中断处理机制。因而eC os具有良好的实时性,与μClinu x和μC/OS等操作系统相比,它更适用于处理实时信号的设备,如移动通信、WLAN等通信设备的开发。

3 eC os的移植

图3所示为eCos的移植流程。eC os的移植通过3个子模块来完成,即体系结构抽象层(Architeeture Hal)、变体抽象层(Variant Hal)和平台抽象层(Platform Hal)。对一个新的体系结构来说,系统结构抽象层的建立相对来说比较困难。目前,eC os已经支持各种主流C PU,也就是说,eC os源码中包含了C PU的体系结构层和变体抽象层,所以移植工作

主要集中在平台抽象层。

RedBoot移植是平台抽象层移植的最好开始。RedB oot是位于硬件抽象层之上的命令行接口,并且包含GDB调试工具及其调试stub。一旦硬件抽象层移植到目标板中,RedBoot能将程序加载到目标板中,并且能在目标板上调试代

码。

4 TC P/IP协议栈——LwIP的实现

LwIP是瑞士计算机科学院Adam Dunkles等人开发的用于嵌入式系统的开放源代码TC P/IP协议栈。它既可以移植到操作系统上,也可以在无操作系统的情况下运行。LwIP实现的重点是,在保持TC P协议主要功能的基础上,减少对RAM的占用;一般只需要几十字节的RAM和40 KB左右的ROM就可以运行,这使得LwIP适合在中低端的嵌

入式系统中应用。

LwIP主要可以分为图4所示的几个层次。主要功能模块有:操作系统模拟层、网络接口函数、实现TC P/IP协议的各部分模块(IP、UDP、TC P、IC—MP、AR P)、缓冲和存储管理子系统、校验和函数。

LwIP API是一组应用程序接口,通过该接口程序员就可以使用LwIP所有的功能。另外,LwIP也为开发者提供了更加高级的BSD Socket APl,使其可以使用通用的Socket函数来编写网络通信软件。操作系统模拟层可以使LwIP能够使用操作系统提供的一些高级管理功能,例如信号量管理、消息队列管理、创建线程等。

4.1 IP处理

LwIP仅能实现IP层大部分基本功能。它虽然能够发送、接收以及转发信息包,但不能接收和发送IP分片包,也不能处理携带IP参数选项的信息包。不过对大多数的应用来说,这不会成为问题。

①接收信息包。对于到达的IP信息包,可由网络设备驱动调用ip_inpu t()函数开始处理,并在这里完成对IP版本

字段及包头长度的初始完整性检查,同时还要计算和验证包头校验和。

②发送信息包。外发的信息包由ip_outpu t()函数处理,该函数使用ip_route()函数查找适当的网络接口来传送信息

包。当外发的网络接口确定后,信息包传给以外发网络接口为参数的ip_ou tput_if()函数。

③转发信息包。如果没有网络接口的地址与到达信息包的目标地址相同,信息包应被转发。这项工作由ip_ forward()

函数完成。

④IC MP处理。IC MP处理相当简单。ip_input()函数收到的ICMP信息包被移交给icmp_input()函数,后者对ICMP

包头解码,然后进行适当的动作。

4.2 UDP处理

UDP是被用来在不同进程问分解信息包的简单协议。每个UDP会话的状态保存在一个PCB结构体中。UDP PCB 保存在一个链表中,当一个UDP数据包到达时对这个链表进行匹配检索。

4.3 TC P处理

TC P属于传输层协议,它为应用层提供了可靠的字节流服务。对它的描述要比对其他协议的描述复杂的多,其代码占了LwIP代码总量的50%。基本的TC P处理过程被分割为6个功能函数来实现,tcp_inpu t()、tep_ process()及tcp_receive()函数与TC P输入有关,tcp_write()、tcp_enqueue()及tcp_outpu t()则用于TC P输出。TC P的处理过程如图5

所示。

4.4 应用程序接口设计

LwIP API专为LwIP设计,所以它可以充分利用LwIP的内部结构实现其设计目标。LwIP API与BSDAPI类似,但操作相对低级。API不需要在应用程序和协议栈之间复制数据,因为应用程序可以巧妙地直接处理内部缓冲区。另外,BSD Socket API易于理解,并且很多应用程序为它而写,所以LwIP保留一个BSD Socket兼容层是很有用的。

鉴于TC P/IP协议栈的处理模式,APl分成两部分实现。如图6所示,一部分作为应用程序的连接库实现,另一部分在TC P/IP进程内实现。这两部分之间采用由操作系统模拟层提供的进程间通信机制(IPC)进行通信。当前的实现采用以下3种IPC方式:共享内存、消息传递和信号量。虽然这些IPC方式被操作系统支持,但它们并不需要操作系

统底层支持,实际上是操作系统模拟层在模拟它们。

结语

基于实时内核eC os,在嵌入式系统中实现了LwIP协议栈的移植与优化。移植优化后的LwIP栈做为一个网络模块运行,代码占用40 KB的ROM,实现了Ethernet/IP/TC P网络功能,并提供了模块API,与系统实现无缝连接。基于LwIP的网络应用任务与其他非网络应用任务在eGos实时内核管理下协调运行。进一步增强了协议栈的网络安全性与稳定性,并开发相应的的网络应用程序。“eC os/LwIP协议栈”架构有望应用在信息家电和网络化的仪器、仪表方

面。

嵌入式web服务器搭建讲解

Web服务器创建 随着计算机技术的发展,嵌入式系统已成为计算机领域的一个重要组成部分。广义讲,凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可以称为嵌入式系统。所谓嵌入式设备,是指具有计算机功能,但又不称为计算机的设备或器材,几乎包括了我们周期的所有电路设备:PDA、手机机顶盒、汽车、微波炉、电梯、安全系统、自动售货机、医疗仪器、自动取款机等。嵌入式系统可以通过各种无线形式(如WAP、Blue嵌入式Internet技术主要包括传感器技术、通信技术、计算机技术和集成电路技术等。以前的设备控制系统一般是通过专用通信线中进行的,其通信介质、通信协议、相关软件和硬件都是专用的,而Internet技术的发展使嵌入式设备的远程控制和管理方式有了改变。不需要专用的通信线路,并且传输的信息不局局于数据信号,还有声音和图像。最重要的是其通信协议是标准且公开的。随着Web技术的发展,几乎改变了现在的信息表达形式,很多应用都是基于Web 技术的。由于HTML语言的标准统一性,只要在嵌入式设备中有一个微型服务器, 就可以使用任意一种Web浏览器接收和发送信息。所以如何设计这种特别的Web服务器,如何在嵌入式设备中安装Web服务器,就成了嵌入式Web服务器的发展和研究方向。 对于嵌入式Web服务器的研究和应用,其意义是重大的。它为我们管理、控制和监测各种各样设备提供了一个很好的途径。这种设备可以是具有有限内存资源的8位或16位系统,已足够提供一个用户界面,而且这种方式是基于Internet 的。这种设备可以在世界任何一个地方,只要它连入Internet就能够控制它。 1.1 课题的研究意义 Internet的迅猛发展,传统的Client/server体系结构(客户机/服务器),渐渐的在某些方面显示出它的局限性,Browser/server结构(浏览器/服务器)的出现恰恰弥补了这种缺陷。B/S方式已成为一种时尚,大部分网络应用系统都是以这种B/S方式与网络用户交换信息。B/S的基础是客户端要有一个浏览器程序,服务器端要有一个与之对应的Web服务器。显然,Web服务器在B/S方式下起着决定性的作用,因此,一般互联网站都采用功能强大的通用Web服务器。 随着网络各个核心部分业务量的提高,其访问量和数据流量快速增长,处理能力和计算强度也相应增大,使得单一设备根本无法承担,而且许多企业级应用系统的应用请求具有突发性和紧急性的特点,当应用访问急剧上升时,容易造成网络瓶颈。解决这一问题的办法是采用多台嵌入式Web服务器为一个应用服务,集群负载均衡机制就是为解决多个网络设备之间实现合理的业务量分配而提出

基于嵌入式web服务器的网站及应用开发

基于嵌入式web服务器的网站及应用开发 CGI 的工作原理: CGI 是一种通用的接口标准。CGI 程序就是符合这种接口标准的,运行在Web 服务器上的程序。它的工作就是控制信息要求,产生并传回所需的文件。CGI 由浏览器的输入发这个程序。 先看看浏览器浏览网页是怎样实现的。作为一个用户首先在浏览器的地址栏中添加上要访问的主页地址并回车触发这个申请。浏览器将申请发送到服务器上。We服务器接收这些申请并根据.htm 或.html 的后缀并认识到这是HTML 文件。Web 服务器从当前硬盘或内存中读取正确的HTML 文件,然后将它送回浏览器。HTML 文件将被用户的浏览器解释并将结果显示在用户浏览器上。 CGI 程序可以用来在web 内加入动态的内容。通过接口,浏览器能够发送一个可执行应用程序的HTTP 请求,而不仅仅只是静态的HTML 文件。服务器运行指定的应用程序,这个应用程序读取与请求相关的信息,获得请求传过来的数值。例如使用者填写HTML 表单提交了数据,浏览器将这些数据发送到Web 服务器上。Web 服务器接收这些数据并根据客户机指定的CGI 程序把这些数据递交给指定的CGI 程序,并使CGI 在服务器上运行。CGI程序运行结束,生成HTML 页面,Web 服务器把CGI 程序运行的结果送回用户浏览器。HTML 文件将会被用户的浏览器解释并将结果显示在用户浏览器上。CGI 的基本工作情况如下图所示: CGI的输入与输出: Web 服务器与CGI程序之间通过四种途径进行通信:环境变量、命令行、标准输入和标准输出。其中负责输入的有环境变量、命令行和标准输入。命令行只用于ISINDEX查询, 较少使用。环境变量存放服务器向CGI程序传递的一些运行参数, 比如REQUEST_METHOD表示用户提出请求或提交数据的方法是GET还是POST。方法(METHOD)是HTTP 中对命令的称呼。GET 方法通过环境变量QUERY- STRING传递用户提交的数据。经过编码的数据以问号打头追加在标识CGI 脚本地址的URL 后一起传给Web 服务器。服务器将其存于QUERY-STRING 中,CGI程序可以通过getenv() 函数来读取。编码数据除了表单数据,还可以是直接调用CGI 脚本时追加在URL 地址后面的参数。POST 方法则通过标准输入( stdin)传递提交数据。编码了的表单数据独立地传送给Web 服务器,CGI程序从标准输入中获得,可以用getchar( ) ,sscanf( ) ,fread( )等函数。要注意的是数据的长度是通过读取环境变量CONTENT_LENGTH 获得的,而不是通过文件尾标识符来判断。 嵌入式WEB 服务器的硬件结构 嵌入式WEB服务器的硬件结构如图2所示。其主要由CPU芯片、MPEG-4音视频编码芯片、Flash芯片、SDRAM内存、以太网络接口、大容量硬盘组成。其中CPU采用M OTOROLA公司的PowerPC系列嵌入式通信处理器MPC8250。MPEG-4音视频编码芯片

嵌入式Web服务器的实现

第三章 嵌入式Web服务器的实现 3.1 嵌入式Web服务器的概况 随着计算机的日益普及,互联网络(Internet)已经成为人们日常生活的一部分。互联网络是覆盖率极广、联网设备众多、协议完善、功能强大的一种通信方式,已经成为社会重要的基础信息设施,是重要的信息流通渠道。具备互联网络的接入功能,已经成为众多使用微处理器的嵌入式应用的发展方向。网络控制设备逐渐成为一种趋势。 使用互联网络的接入功能将给嵌入式的微处理器应用带来很多好处:利用无所不在的互联网络,可以从全球的任何一个角落实现对设备的监控;利用开放的TCP/IP 网络通信协议,任何的计算机都可以使用通用的网络浏览软件访问设备,不需要专门的计算机和专门的软件;设备的信息通过网页的形式体现。 因此从概念性上来讲,嵌入式Web服务器(Embedded Web Server)是指将Web服务器引入到现场测试和控制设备中,在相应的硬件平台和软件系统的支持下,使传统的测试和控制设备转变为具备了以TCP/IP为底层通信协议,Web技术为核心的基于互联网的网络测试和控制设备。嵌入式Web服务器系统与传统的Web应用相比,简化了系统结构,将信息采集和信息发布都集成到现场的测控设备中。 一般来说,Web服务器通常由以下几个部分组成: ● 服务器初始化部分。这部分主要完成Web服务器的初始化工作,如建立守护进程、创建TCP套接字、绑定端口、将TCP套接字转换成侦听套接字,进入循环结构,等待接收用户浏览器连接。 ● 接收客户端请求。由于客户端请求以文本行的方式实现,所以服务器也以文本行为单位接收。 ● 解析客户端请求。这部分工作比较复杂,需要解析出请求的方法、URL(统一资源定位符)目标、可选的查询信息及表单信息。如果请求方法为HEAD,则简单地返回响应首部即可;如果方法是GET,则首先返回响应首部,然后将客户端请求的URL 目标文件从服务器磁盘上读出,再发送给客户端:如果是POST,则比较麻烦,首先要调用相应的CGI程序,然后将用户表单信息传给CGI程序,CGI程序根据表单内容完成相应的工作,并将结果数据返回。

浅谈实用的嵌入式Web服务器设计

浅谈实用的嵌入式Web服务器设计 数字化变电站是建立在网络通信技术和电子技术基础上的一种新型变电站自动化系统,其中一个重要特征就是二次设备的网络化。目前在国内的数字化变电站试点中,已经出现了大批支持以太网和TCP/IP协议的嵌入式IED,在具体开发和应用中发现,由于现场环境的复杂多变以及客户需求的多样性,经常需要对这些IED进行参数的配置和修改。但厂家多采用专门的配置软件来进行,操作界面不够统一,给现场操作带来诸多不便。而采用Web服务器技术,则只需要浏览器便可实现对IED参数的在线修改与配置,从而极大地方便了对设备的维护和管理。目前,Web服务器功能在数字化变电站中,多用于调度与监控端设计,单纯在IED上实现Web服务器功能的报道尚不多见。本文通过对Linux平台上运行的BoA Web服务器和CGIC的研究,将原本两个独立运行的程序整合为多任务系统中的一个任务实体,并对其进行相应的精简和修改;设计并实现了一种可在一般嵌入式系统上运行的,既相对简单又响应快速的嵌入式Web服务器。目前已在相关装置上得到应用,取得了较好的使用效果。 ?BOA和CGIC是两个基于Linux的开源软件,代码采用C语言实现,程序小巧灵活、执行高效,非常适合于嵌入式系统的应用环境。但目前多用于Linux或μClinux的系统平台上。鲜见有用于其他系统的相关报道。 ?其中BOA是一个单任务的HTTP服务器,它的设计目标主要是速度和安全。因此,它不像传统的Web服务器,为每个访问连接单独开启一个进程,也不会为处理多个连接而开启多个自身的拷贝。BOA对所有活动的HTTP在内部进行连接处理,只为每个CGI连接启动新的进程,在同等硬件下相比其他服务器具有更快的访问速度。而CGIC是一个为支持通用网关接口

基于ARM简单嵌入式WEB服务器系统的设计

摘要 工程实践教学环节是为了学生能够更好地巩固和实践所学专业知识而设置的,在本次工程实践中,我们以ARM体系结构与编程课程中所学知识为基础,对基于ARM的简单嵌入式WEB服务器系统进行了简单设计。本设计利用ARM 自带的WEB服务器技术,来实现对嵌入式WEB服务器系统的控制设计。该技术基于WEB服务器之上,且用嵌入式WEB服务器来实现对于网络的访问。 本设计说明重点介绍了如下几方面的内容: 1)基于嵌入式WEB服务器的HTTP协议;1 2)Linux 下的signal()函数的使用; 3)嵌入式WEB服务器的工作原理; 4)ARM开发板上的SOCKET网络编程。 关键词:ARM体系;嵌入式WEB服务器;HTTP协议;SOCKET网络编程。

目录 第一章绪论 (3) 1.1课题简介 (3) 1.2设计目的 (3) 1.3设计内容 (3) 1.4设计用途 (3) 第二章嵌入式WEB服务器设计原理简介................................................ 错误!未定义书签。 2.1需求说明.............................................................................................. 错误!未定义书签。 2.2功能需求详细说明.............................................................................. 错误!未定义书签。 2.3数据流图(DFD) (5) 2.4数据需求 (6) 第三章嵌入式WEB服务器设计流程 (7) 3.1系统结构图 (7) 3.2整体结构图说明 (7) 3.3连接处理模块 (8) 3.4功能分配 (8) 第四章嵌入式WEB服务器设计程序分析及实践 (10) 4.1程序设计 (10) 4.2程序分析 (11) 4.3实验步骤 (15) 参考文献 (17)

基于ARM的嵌入式Web服务器设计

题目:基于ARM的嵌入式Web服务器设计与实现 学号:1308010139 姓名:吴明川 班级:1308010139 专业:计算机科学与技术 课程老师:孔军 二零一六年五月

摘要 随着计算机、网络通信和Internet 技术的飞速发展和不断进步,嵌入式系统在家庭和工业应用越来越广泛。如何将嵌入式系统和工业控制系统接入Internet,综合利用嵌入式系统资源,实现嵌入式系统的远程管理和控制,已成为倍受关注的研究课题,而实现嵌入式系统的网络化则成为嵌入式系统的发展趋势。 网络通信时,应用程序使用C/S(客户/服务器)模式进行信息交互。传统的服务器程序一般运行在大型的拥有高级操作系统的服务器的计算机上,这样服务器软件需要强大的硬件和系统软件支持。嵌入式网络服务器是利用嵌入式系统实现服务器的软件和硬件功能,是嵌入式技术和网络技术相结合的产物。与传统服务器相比,嵌入式Web服务器具有结构简单、体积小、可靠性强以及方便灵活等特点。这些让它具有很大的发展潜力。另一方面,嵌入式Web服务器与传统的web服务器相比,也受到一些限制。传统的Web服务器主要用于处理较大的客户量的同时并发访问,硬件方面有强大的处理器和内存支持,软件方面有商业数据库支持,而嵌入式Web服务器的处理能力和存储容量都有限,这就要求嵌入式Web服务器在设计过程中需要尽量合理利用资源。 将嵌入式技术与Web 技术相结合,已成为目前嵌入式系统的一个重要发展方向和必然趋势。利用源代码开放的uClinux 为操作系统平台,实现了以ARM 微处理器为核心的嵌入式Web 服务器,在分析了嵌入式Web 服务器的体系结构后,给出了系统的硬件结构组成和软件设计。对Web 服务器的测试结果表明,该服务器运行稳定、控制方便,将在智能家居、远程数据采集、工业控制等领域有着广泛的应用前景。 关键词:网络通信;嵌入式系统;ARM处理器;uClinux;Boa服务器;

基于STM32的嵌入式WEB服务器设计+(1)

毕业设计说明书

摘要 在科学技术日新月异的今天,嵌入式系统已成为计算机领域的一个重要组成部分。嵌入式系统具有软件、硬件的可裁剪性,系统精简,具有高时效性,且功耗较低。由于HTML语言的标准统一性,只要在嵌入式设备中有一个微型服务器, 就可以使用任意一种Web浏览器接收和发送信息。本论文首先讨论了基于ARM Cortex-M3的嵌入式Internet技术,介绍了嵌入式网络通信技术的基础知识,然后根据嵌入式设备的特点,对标准TCP/IP协议进行了合理的简化,实现了符合ARM Cortex-M3单片机的嵌入式精简TCP/IP协议栈。在协议栈的基础上,实现了简单的嵌入式Web服务器。 本论文结合嵌入式技术、互联网通讯技术,介绍了嵌入式Web服务器的具体实现过程。论文采用STM32F103C8T6+ENC28J60的硬件构架,基于超文本传输协议(HTTP)传输控制数据和用户信息,设计了微型嵌入式WEB服务器,通过以太网和-据传输共享以单片机应用系统为中心的小型嵌入式设备的信息,实现了嵌入式系统的Internet接入,Internet上的远程用户就可以通过浏览器访问嵌入式Web服务器,进而实现对嵌入式系统的远程控制和监测。 关键字:STM32 WEB服务器远程控制 I

Abstract This system adopts the ST company Cortex-M3 kernel STM32 microprocessor STM32F103. STM32F103 is STMicroelectronics launched a new STM32 connection type (Connectivity) is a high performance products series of micro controller, the chip integrates a variety of standard high performance industrial interface, and different types of STM32 products in the pin and software with perfect compatibility, can be easily adapted to more applications. The new STM32 standard peripherals including 10 timer, two 12 1-Msample/s AD (ADC) (rapid alternating mode 2M sample/s), two of 12 DA (DAC), two I2C ports, five USART ports and three SPI ports and high quality digital audio interface IIS, and STM32F103 with a full USB (OTG) interface, two CAN2.0B interface, and Ethernet 10/100 MAC module. This chip can meet the industrial, medical, building automation, home audio and home appliances market a variety of products demand.. System is the main content of the network control is connected with the equipment and access to the equipment status and data informa-tion can be released; the webpage; timely response control command from the remote user. In addition, the embedded equipment with simple function, low power con-sumption and portability etc. Keywords : STM32 Web server Remote control II

简单嵌入式WEB服务器及网页

简单嵌入式WEB服务器及网页实验日志 实验题目:简单嵌入式WEB服务器及网页 : 实验步骤及结果: 1、阅读理解源码 进入/root/share/exp/basic/07_httpd目录,使用vi编辑器或其他编辑器阅读理解源代码 2、编译应用程序 运行make产生可执行文件httpd [root@bc /]# cd /root/share/exp/basic/07_httpd/ [root@bc 07_httpd]# make armv4l-unknown-linux-gcc - DHTTPD_DOCUMENT_ROOT=\"/mnt/yaffs\" -c -o httpd.o httpd.c armv4l-unknown-linux-gcc - DHTTPD_DOCUMENT_ROOT=\"/mnt/yaffs\" -c -o copy.c armv4l-unknown-linux-gcc -o ../bin/httpd httpd.o copy.o -lpthread armv4l-unknown-linux-gcc -o httpd httpd.o copy.o -lpthread [root@bc 07_httpd]# ls copy.c doc httpd httpd.o Makefile copy.o Google httpd.c index.html Makefile.bak 3、下载调试 使用NFS服务方式将HTTPD下载到开发板上,并拷贝测试用的网页进行调试,本例中用的是index测试网页。 [/mnt/yaffs]ifconfig eth0 172.16.38.100

基于stm32的嵌入式web服务器的设计

基于stm32的嵌入式web服务器的设计 摘要 随着社会的进步和发展,嵌入式系统的东西也渐渐融入了我们的生活当中,比如嵌入式WEB网络服务器,LED电视机等等。通过越来越多的人使用嵌入式系统,并且随着PC机在人群中的普及,我们开始越来越希望拥有一个系统可以远程控制和使用我们身边的设备,这里我们便有了我们现在的研究,那就是基于STM32的嵌入式WEB服务器的设计。 起初对这个设计的概念是比较模糊的,大致为通过网页和单片机互联,并且做到在TCP/IP,LWIP等协议的运行下,通过网页来控制单片机。 而现在,随着技术越来越成熟和合理,我们通过智能家居等等在TCP/IP的协议下进行远程的通讯,在线的升级和访问Internet等。 这篇文章,就是我们一STM32F4为平台所设计的WEB服务器。我们主要是通过LWIP的应用程序接口LWIP API编写HTTP程序。在我们所设计的程序中,WEB服务器会处理来自网页中的信息,发送给PC机,同样,PC机也可以给WEB服务器传送信息,使网页接受来自PC机的信息,实现了PC机和网页的信息交互。 关键字:STM32;嵌入式;WEB ABSTRACT With the progress and development of society, embedded systems are gradually integrated into our lives, such as embedded WEB network server, LED TV and so on. By more and more people use embedded system, and with the popularity of PC machines in the crowd, we began to increasingly want to have a system to and the use of the remote control and equipment around us. Here, we will have the we now study, which is based on STM32 embedded web server design. At first, the concept of this design is relatively vague, roughly through the Internet and the Internet, and do in TCP/IP, LWIP and other protocols running through the web to control the microcontroller. And now, as the technology is more mature and reasonable, we are through the smart home, etc. in the TCP/IP protocol for remote communications, online upgrade and access Internet, etc..

基于ARM的嵌入式Web服务器设计与实现

河南工业大学嵌入式系统课程设计题目:基于ARM的嵌入式Web服务器设计与实现 专业课程设计任务书

说明:本表由指导教师填写,由教研室主任审核后下达给选题学生,装订在设计(论文)首页

目录 摘要 (4) 1 嵌入式Web服务器的软件构成 (6) 1.1 CGI技术 (6) 1.1.1 CGI概述 (6) 1.1.2CGI工作原理 (7) 2 嵌入式Web 服务器简述 (8) 2.1 嵌入式Web 服务器的主要应用 (10) 2.2 嵌入式Web 服务器的优点 (10) 2.3 嵌入式Web 服务器实现原理 (10) 3 嵌入式Web 服务器硬件整体结构 (11) (13) (1) 3.1 嵌入式Web 服务器软件构成 (13) 3.2 精简TCP/IP 协议及实现 (13) 3.2.1 ARP 协议及其实现 (13) 3.2.2 ICMP 协议及其实现 (14) 3.2.3 IP 协议及其实现 (14) 3.2.4 TCP 协议及实现 (14) 3.3 HTTP 协议 (15) 3.4 CGI 接口 (16)

4 系统软件设计 (16) 4.1 嵌入式操作系统 (16) 4.2 Boa的移植 (17) 4.3 软件实现 (17) 5 实验测试 (20) 6 结束语 (21) 参考文献 (22) 摘要 随着计算机、网络通信和Internet 技术的飞速发展和不断进步,嵌入式系统在家庭和工业应用越来越广泛。如何将嵌入式系统和工业控制系统接入Internet,综合利用嵌入式系统资源,实现嵌入式系统的远程管理和控制,已成为倍受关注的研究课题,而实现嵌入式系统的网络化则成为嵌入式系统的发展趋势。 网络通信时,应用程序使用C/S(客户/服务器)模式进行信息交互。传统的服务器程序一般运行在大型的拥有高级操作系统的服务器的计算机上,这样服

基于51单片机的嵌入式web服务器

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业以太网现场总线的研究开发[1]。与其它现场总线相比,采用以太网接口芯片和Tcp/Ip协议实现的嵌入式web服务器可以使各种家电设备、pDA、仪器仪表、工控设备和数据采集设备很容易地连接到Internet,这样就能够利用Internet实现对各种嵌入式设备的低成本远程访问和资源共享。嵌入式设备在价格、体积、实时性以及可靠性等方面都具有优势,但嵌入式系统的资源有限,在占用较小资源的情况下如何实现Tcp/Ip协议簇中的相关协议已经成为嵌入式网络开发的一个重要问题。本文在精简的Tcp协议上实现了hTTp协议,采用hTTp协议可以使不同的设备具有相同的访问接口。整个系统占用资源少,能够完成常用的相关网络通讯功能。 1.1嵌入式系统的发展及现状 嵌入式系统泛指单片机和微处理器构成的电子设备。它出现至今己经有30多年的历史[2]。嵌入式技术在经历了以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统,和以嵌入式微处理器为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统以及以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统这三个阶段后。而今正在进入以Internet为标志的嵌入式系统.这是一个正在迅速发展的阶段。目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外,但随着Internet的发展以及Internet技术与信息家电、工业控制技术结合日益密切,嵌入式设备与工Internet的结合将代表嵌入式系统的未来。其主要应用领域可以包括: ①工业自动化:工业现场应用了大量的8,16,32位嵌入式微控制

基于ARM简单嵌入式WEB服务器系统的设计

摘要 摘要 工程实践教学环节是为了学生能够更好地巩固和实践所学专业知识而设置的,在本次工程实践中,我们以ARM体系结构与编程课程中所学知识为基础,对基于ARM的简单嵌入式WEB服务器系统进行了简单设计。本设计利用ARM 自带的WEB服务器技术,来实现对嵌入式WEB服务器系统的控制设计。该技术基于WEB服务器之上,且用嵌入式WEB服务器来实现对于网络的访问。 本设计说明重点介绍了如下几方面的内容: 1)基于嵌入式WEB服务器的HTTP协议;1 2)Linux 下的signal()函数的使用; 3)嵌入式WEB服务器的工作原理; 4)ARM开发板上的SOCKET网络编程。 关键词:ARM体系;嵌入式WEB服务器;HTTP协议;SOCKET网络编程。 I

目录 第一章绪论 (3) 1.1课题简介 (3) 1.2设计目的 (3) 1.3设计内容 (3) 1.4设计用途 (3) 第二章嵌入式WEB服务器设计原理简介 (4) 2.1需求说明 (4) 2.2功能需求详细说明 (4) 2.3数据流图(DFD) (5) 2.4数据需求 (6) 第三章嵌入式WEB服务器设计流程 (7) 3.1系统结构图 (7) 3.2整体结构图说明 (7) 3.3连接处理模块 (8) 3.4功能分配 (8) 第四章嵌入式WEB服务器设计程序分析及实践 (10) 4.1程序设计 (10) 4.2程序分析 (11) 4.3实验步骤 (15) 参考文献 (17)

第一章绪论 1.1课题简介 随着后PC时代的到来,嵌入式系统技术已经成为了一个万众瞩目的焦点。目前已广泛应用于信息家电、数据网络、工业控制、医疗卫生、航空航天等众多领域。巨大的市场潜力,无穷的商机,吸引了各路英豪纷踵沓来。 ARM单片机技术由于其微小的体积和极低的成本,广泛的应用于家用电器、工业控制等领域中。在工业生产中,电流、电压、温度、压力和流量也都是常用的被控参数。 ARM单片机控制嵌入式WEB服务器系统,是利用ARM作为系统的主控制器,由linux 下的vi编程,来实现对于嵌入式WEB服务器的访问。本设计采用ARM技术,其具有集成度高,运算快速快,体积小、运行可靠,价值低廉的特点,适宜于绝大多数的控制过程。鉴于这样的重要性,我们打算设计一种基于ARM的嵌入式服务器系统。 1.2设计目的 通过本次工程实践,运用ARM体系结构与编程所学知识及查阅相关资料,完成嵌入式WEB服务器的设计,达到理论知识与实践更好结合、提高综合运用所学知识和设计能力的目的。 通过本次设计训练,可以使我们在基本思路和基本方法上对基于ARM的设计有一个比较感性的认识,并具备一定程度的设计能力。 1.3设计内容 熟知嵌入式WEB服务器的工作原理、SOCKET网络编程。使用Redhat Linux 9.0 操作系统环境及ARM 编译器,编译WEB服务器的驱动模块和应用程序,实现嵌入式WEB服务器的设计。 1.4 设计用途 学习使用SOCKET进行通讯编程的过程,了解一个实际的网络通讯应用程序整体设计,读懂HTTPD.C 源代码。在此基础上增加一些其他功能。在PC计算机上使用浏览器测试嵌入式WEB服务器的功能。 3

Linux下boa_web服务器的构建

嵌入式Web服务器 随着Internet技术的兴起,在嵌入式设备的管理与交互中,基于Web方式的应用成为目前的主流,这种程序结构也就是大家非常熟悉的B/S结构,即在嵌入式设备上运行一个支持脚本或CGI功能的Web 服务器,能够生成动态页面,在用户端只需要通过Web浏览器就可以对嵌入式设备进行管理和监控,非常方便实用。本节主要介绍这种应用的开发和移植工作。 用户首先需要在嵌入式设备上成功移植支持脚本或CGI功能的Web服务器,然后才能进行应用程序的开发。 应用:1,发布网页。 2,视频监控系统设计。 3,远程控制系统设计。 1、嵌入式Web服务器移植由于嵌入式设备资源一般都比较有限,并且也不需要能同时处理很多用户的请求,因此不会使用Linux下最常用的如Apache 等服务器,而需要使用一些专门为嵌入式设备设计的Web服务器,这些Web服务器在存贮空间和运行时所占有的内存空间上都会非常适合于嵌入式应用场合。 典型的嵌入式Web服务器有Boa (https://www.360docs.net/doc/464276705.html,)和thttpd (https://www.360docs.net/doc/464276705.html,/software/thttpd/)等,它们和Apache等高性能的Web服务器主要的区别在于它们一般是单进程服务器,只有在完成一个用户请求后才能响应另一个用户的请求,而无法并发响应,但这在嵌入式设备的应用场合里已经足够了。 我们绍比较常用的Boa服务器的移植。 Boa是一个非常小巧的Web服务器,可执行代码只有约60KB。它是一个单任务Web服务器,只能依次完成用户的请求,而不会fork出新的进程来处理并发连接请求。但Boa支持CGI,能够为CGI程序fork出一个进程来执行。Boa的设计目标是速度和安全,在其站点公布的性能测试中,Boa的性能要好于Apache服务器。 第一步完成Boa程序的移植。从https://www.360docs.net/doc/464276705.html,下载Boa源码,当前最新版本为0.94.13,将其解压并进入源码目录的src子目录 # tar xzf boa-0.94.13.tar.gz # cd boa-0.94.13/src 生成Makefile文件 # ./configure 修改Makefile文件,找到CC=gcc,将其改成CC = arm-linux-gcc,再找到CPP = gcc –E,将其改成CPP = arm-linux-gcc –E,并保存退出。(都要加上-static 选项) 然后运行make进行编译,得到的可执行程序为boa,将调试信息剥去,得到的最后程序只有约60KB 大小。 # make # arm-linux-strip boa 第二步完成Boa的配置,使其能够支持CGI程序的执行。 ************************************************************************ 先仔细阅读下面,主要是为了先准备好需要的东西,即先把药配置的文件修改好,最后在把他们送到需要送到的目录中去。 以下只是一个文件的配置内容: 1.Boa需要在/etc目录下建立一个boa目录,里面放入Boa的主要配置文件boa.conf。 在Boa源码目录下已有一个示例boa.conf,可以在其基础上进行修改,下面解释一下该文件的含义:

嵌入式web服务器预研报告

嵌入式web服务器预研报告 现在在嵌入式设备中所使用的web服务器主要有:boa、thttpd、mini_httpd、shttpd、lighttpd、goaheand、appweb和apache等。

Boa 1.介绍 Boa诞生于1991年,作者Paul Philips。是开源的,应用很广泛,特别适合于嵌入式设备,网上流行程度很广。它的官方网站说boa是最受人喜爱的嵌入式web服务器。功能较为强大,支持认证,cgi等。Boa 是一个单任务的HTTP SERVER,它不像传统的web服务器那样为每个访问连接开启一个进程,也不会为多个连接开启多个自身的拷贝。Boa对所有的活动的http连接在内部进行处理,而且只为每个CGI连接(独立的进程)开启新的进程。因此,boa在同等硬件条件下显示出更快的速度。测试表明boa在Pentium 300MHZ下能够每秒钟处理几千次点击,在20 MHz 386/SX下能够每秒钟处理几十次点击访问。 Boa和thttpd等,与apache等高性能的web服务器主要区别是,它们一般是单进程的服务器,只有在完成一个用户请求后才能响应另一个用户的请求,无法并发响应,但这在嵌入式设备的应用场合里已经足够了。 Boa设计主要出于速度和安全,是指不被恶意用户暗中破坏,而不是指它有很好的访问控制和通信加密。可以添加SSL来保证数据传输中的保密和安全。 2.操作系统 All POSIX (Linux/BSD/UNIX-like OSes) 3.版本 从0.90到现在的最新发布版本0.94。最新发布版本0.94:boa-0.94.13.tar大小为120k,解压后为436k,编译之后的可执行代码在60k左右。最近开发版本:boa-0.94.14rc21 4.可执行程序的大小、内存需求情况 Boa有最少的资源需求。非常少的内存需求,能耗很小。特别适合于嵌入式市场。含有gcc 2.95.3和GNU libc 2.2.5的boa的二进制文件大小为61K(495K statically linked )。使用库uClibc,boa变得更小(92K statically linked)。 有人曾做过测试:所用环境AMD Duron 700,384MB RAM, RealTek 8139,SiS900 chipset-based NICs ,LinkSys 10/100 hub,Linux 2.4,结果是:Boa的虚拟内存(VmSize)大小是1696kB,85%是库文件。虚拟内存数据(VmData size)大小是108kB。Boa每次连个并发连接消耗掉20kB的内存。 参考比较表: 5.功能、特点 支持HTTP/1.0(实验性的、有条件的支持HTTP/1.1)

嵌入式WEB服务器的实现课程设计报告

目录 一、课程设计的目的与任务 (1) 二、课程设计的基本要求 (1) 三、课程设计的地点: (1) 四、课程设计的内容 (1) 第一部分:WEB服务器的简介 (1) 第二部分:实现AD远程采集 (6) 五、课程设计的心得会: (8) 六、参考资料 (9)

一、课程设计的目的与任务: 目的:加强对嵌入式软件设计的进一步认识,在认识的基础上尝试进行一个远程数据采集的设计开发。 任务:进一步加深学生对嵌入式专业知识的了解,提高学生的专业技能及动手能力。老师首先进行讲解,讲解完后,学生通过实验箱实现。加强学生的动手能力,并进一步促进学生对所学内容的理解。 二、课程设计的基本要求: 1、学生不得无故缺席、迟到或早退,教师必须每天打考勤; 2、在听课时,学生必须做认真的笔记,教师定时检查; 3、听课完成后,教师安排学生做相关的实验,加深学生对所学知识的理解; 4、教师安排的讲课要有针对性。 三、课程设计的地点: 应用技术学院5楼4机房。 四、课程设计的内容: 第一部分:WEB服务器的简介 嵌入式Web服务器的硬件系统包含了Web通信功能的微处理器或者微控制器系统,它可以和前端的应用系统直接集成在一起,也可以通过现场总线与应用系统相连。 随着计算机、通信、自动控制、微电子等技术的发展。电器设备上网已经成为现实。与传统的单片机相比,嵌入式设备重要的突破之一就是解决了设备和internet的互连问题.近年来.嵌入式技术飞速发展.种类繁多、功能强大的CPU和片外连接.为网络应用提供了稳定、可靠的硬件环境:嵌入式操作系统对这些硬件和以太网也有很好的支持,搡作系统的移植大为简化,这就为嵌入式web服务器的实现提供了方便。嵌入式web服务器将监控系统中的各种办议的数据转换成统一的TCP/IP协议格式,以便用户通过以太网远程访问web服务器。该文结合快速发震的嵌入式技术。给出了一种基于嵌入式网络化远程监控系统的web服务器实现方案。 1、WEB浏览器 浏览器是个显示网页伺服器或档案系统内的HTML文件,并让用户与此些文件互动的一种软件。个人电脑上常见的网页浏览器包括微软的Internet Explorer、Mozilla的Firefox、Opera和Safari。浏览器是最经常使用到的客户端程序。 2、WEB服务器

基于ARM简单嵌入式WEB服务器系统的设计

基于ARM简单嵌入式WEB服务器系统的设计

摘要 工程实践教学环节是为了学生能够更好地 巩固和实践所学专业知识而设置的,在本次工程实践中,我们以ARM体系结构与编程课程中 所学知识为基础,对基于ARM的简单嵌入式WEB 服务器系统进行了简单设计。本设计利用ARM 自带的WEB服务器技术,来实现对嵌入式WEB 服务器系统的控制设计。该技术基于WEB服务器之上,且用嵌入式WEB服务器来实现对于网络的访问。 本设计说明重点介绍了如下几方面的内容: 1)基于嵌入式WEB服务器的HTTP协议;1 2)Linux 下的signal()函数的使用; 3)嵌入式WEB服务器的工作原理; 4)ARM开发板上的SOCKET网络编程。 关键词:ARM体系;嵌入式WEB服务器;HTTP 协议;SOCKET网络编程。

目录 第一章绪论 (3) 1.1课题简介 (3) 1.2设计目的 (3) 1.3设计内容 (3) 1.4设计用途 (3) 第二章嵌入式WEB服务器设计原理简介 (4) 2.1需求说明 (4) 2.2功能需求详细说明 (4) 2.3数据流图(DFD) (6) 2.4数据需求 (6) 第三章嵌入式WEB服务器设计流程 (7) 3.1系统结构图 (7) 3.2整体结构图说明 (7) 3.3连接处理模块 (8) I

3.4功能分配 (8) 第四章嵌入式WEB服务器设计程序分析及实践 (10) 4.1程序设计 (10) 4.2程序分析 (11) 4.3实验步骤 (15) 参考文献 (17) I

第一章绪论 1.1课题简介 随着后PC时代的到来,嵌入式系统技术已 经成为了一个万众瞩目的焦点。目前已广泛应用于信息家电、数据网络、工业控制、医疗卫 生、航空航天等众多领域。巨大的市场潜力,无穷的商机,吸引了各路英豪纷踵沓来。 ARM单片机技术由于其微小的体积和极低的成本,广泛的应用于家用电器、工业控制等领域中。在工业生产中,电流、电压、温度、压力和流量也都是常用的被控参数。 ARM单片机控制嵌入式WEB服务器系统,是利用ARM作为系统的主控制器,由linux下的vi编程,来实现对于嵌入式WEB服务器的访问。本设计采用ARM技术,其具有集成度高,运算快速快,体积小、运行可靠,价值低廉的特点,适宜于绝大多数的控制过程。鉴于这样的重要性,我们打算设计一种基于ARM的嵌入式服务器系统。 1.2设计目的 通过本次工程实践,运用ARM体系结构与编程所学知识及查阅相关资料,完成嵌入式WEB 服务器的设计,达到理论知识与实践更好结合、提高综合运用所学知识和设计能力的目的。 通过本次设计训练,可以使我们在基本思路和基本方法上对基于ARM的设计有一个比较感性的认识,并具备一定程度的设计能力。 I

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