【正文】 Linux操作系統(tǒng)可裁剪，根據(jù)需要裁剪內(nèi)核適用于各種硬件環(huán)境；2）Linux源代碼開放，可直接從網(wǎng)上下載資源安裝而無需購買，節(jié)約成本；3）Linux操作系統(tǒng)性能穩(wěn)定，適合在環(huán)境惡劣的場所應(yīng)用；4）課題中用的ARM2410芯片支持Linux操作系統(tǒng)。本課題是基于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。原因有下列幾點(diǎn)：方案一較易實(shí)現(xiàn)，而且可以深入學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)編程方面知識，理解網(wǎng)絡(luò)通信過程；在比較方案二和方案三的過程中，著重考慮了系統(tǒng)的功能、穩(wěn)定性、體積和可實(shí)現(xiàn)性等方面，Apache服務(wù)器是Linux下最常用的服務(wù)器，性能優(yōu)秀，應(yīng)用趨于成熟，所以最終選擇方案二。其設(shè)計(jì)目標(biāo)是速度和安全。BOA是一個非常小巧的WEB服務(wù)器，只能依次完成用戶的請求，而不會生成新的進(jìn)程來處理并發(fā)連接請求。PHP作為連接服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫的橋梁，當(dāng)收到查詢時連接數(shù)據(jù)庫并發(fā)送查詢命令將查詢結(jié)果變換成為HTML格式，發(fā)送給服務(wù)器。其中服務(wù)器的程序根據(jù)需要自行編寫，比較靈活，關(guān)鍵理解TCP/IP協(xié)議、HTTP協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)通信的進(jìn)程。如果任務(wù)較簡單，只顯示靜態(tài)網(wǎng)頁，則只需要服務(wù)器即可；如果涉及到動態(tài)交互頁面，如向設(shè)備發(fā)送命令，讀取設(shè)備當(dāng)前的工作狀況信息，則必須要用數(shù)據(jù)庫來完成存儲數(shù)據(jù)、命令的功能。所以在方案二中提出WEB服務(wù)器由Apache實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)庫由sqlite實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)庫和服務(wù)器的通信由PHP實(shí)現(xiàn)。從實(shí)用性的角度考慮，一個完整的嵌入式WEB服務(wù)器能夠提供動態(tài)網(wǎng)頁，即能夠提供實(shí)時的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)雙向通信。由于嵌入式系統(tǒng)資源有限，所以在PC機(jī)上通過交叉編譯生成在ARM上可執(zhí)行的代碼，通過串口線將生成的可執(zhí)行文件下載到ARM芯片中，利用移植在芯片中嵌入式操作系統(tǒng)ARMLinux啟動WEB服務(wù)器。2 嵌入式WEB服務(wù)器設(shè)計(jì)方案 實(shí)現(xiàn)嵌入式WEB服務(wù)器設(shè)計(jì)，總體方案有兩種：根據(jù)需要編程構(gòu)建服務(wù)器和使用應(yīng)用成熟的專門嵌入式WEB服務(wù)器如Apache、Boa服務(wù)器等，但不同軟硬件資源需要不同的配置，才能正常的按照要求工作。本文在深入學(xué)習(xí)目前的嵌入式WEB服務(wù)器設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合ARM功能強(qiáng)大的特點(diǎn)，提出了一種完善的設(shè)計(jì)思路，并完成了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和最后的測試。這種設(shè)備可以在世界任何一個地方,只要將其連入Internet就能夠?qū)ζ溥M(jìn)行管理控制。它為管理、控制和監(jiān)測各種各樣設(shè)備提供了一個很好的途徑。WEB通信是從客戶機(jī)端開始的，客戶機(jī)通過WEB瀏覽器向服務(wù)器發(fā)送一個查詢請求，當(dāng)服務(wù)器接收到請求時，由服務(wù)器負(fù)責(zé)對來自客戶機(jī)的請求做出回答，即找到要查詢的信息，然后又由服務(wù)器將查詢結(jié)果以HTML標(biāo)記的文本形式傳遞給客戶機(jī)。這樣我們所面對的 Internet將不僅僅是服務(wù)器硬盤中的文件和數(shù)據(jù)，而是一個充滿生機(jī)的現(xiàn)實(shí)世界。通過 Internet可以獲得世界各個狀態(tài)的實(shí)時變化，并且通過 Internet遠(yuǎn)程控制、調(diào)節(jié)，使之達(dá)到要求?；ヂ?lián)網(wǎng)覆蓋率極廣、聯(lián)網(wǎng)設(shè)備眾多、協(xié)議完善、功能強(qiáng)大，已經(jīng)成為社會重要的基礎(chǔ)信息設(shè)施，是重要的信息流通渠道。由于HTML語言的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一性,只要在嵌入式設(shè)備中有一個微型服務(wù)器, 就可以使用任意一種WEB瀏覽器接收和發(fā)送信息。最重要的是其通信協(xié)議是標(biāo)準(zhǔn)且公開的。以前的設(shè)備控制系統(tǒng)一般是通過專用通信線進(jìn)行的,其通信介質(zhì)、通信協(xié)議、相關(guān)軟件和硬件都是專用的,如Can 總線技術(shù)、Modbus協(xié)議，而Internet技術(shù)的發(fā)展使嵌入式設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和管理方式有了改變。這種信息家電的特點(diǎn)就是價格合理、功能強(qiáng)大、全面支持Internet訪問、軟件可通過網(wǎng)絡(luò)升級?，F(xiàn)在人們對Internet應(yīng)用的依賴程度日漸增加,也促進(jìn)了嵌入式技術(shù)的增長。 嵌入式WEB服務(wù)器的發(fā)展背景 凡是帶有微處理器的專用軟硬件系統(tǒng)都可以稱為嵌入式系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)可以通過各種無線形式（如WAP、Blue Tooth等）和有線形式（TCP/IP）的網(wǎng)絡(luò)連接方式實(shí)現(xiàn)它們之間的相互連接,因此,在網(wǎng)絡(luò)通信市場上極具生命力。目前，嵌入式WEB服務(wù)器已經(jīng)用于遠(yuǎn)程樓宇電梯控制、信息家電管理、生產(chǎn)過程控制等領(lǐng)域。在深入學(xué)習(xí)研究WEB服務(wù)器工作原理的基礎(chǔ)上，采用功能強(qiáng)大、適用于嵌入式系統(tǒng)的服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行設(shè)置后，實(shí)現(xiàn)了嵌入式WEB服務(wù)器的設(shè)計(jì)。國內(nèi)的公司如東大阿爾派公司開發(fā)了一套遠(yuǎn)程維護(hù)CT產(chǎn)品的診斷系統(tǒng)，通過Internet實(shí)現(xiàn)對各地CT機(jī)的遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)。近年來，國內(nèi)外研究嵌入式Internet的學(xué)者越來越多，他們成立眾多的組織和機(jī)構(gòu)，來專門討論和制定該領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)和開發(fā)相關(guān)的技術(shù)。隨著遠(yuǎn)程遙控在航天、醫(yī)療、軍事領(lǐng)域的成功實(shí)現(xiàn)，人們希望這一技術(shù)能夠推廣應(yīng)用，為生產(chǎn)生活帶來更多動力和便利。 WEB Server。嵌入式WEB服務(wù)器的設(shè)計(jì)對實(shí)現(xiàn)精確遠(yuǎn)程控制有著深遠(yuǎn)意義。本課題的設(shè)計(jì)方案由Apache服務(wù)器、SQLite數(shù)據(jù)庫和PHP引擎構(gòu)成，具體的設(shè)計(jì)安裝過程本論文給出了詳細(xì)闡述。嵌入式WEB服務(wù)器設(shè)計(jì)摘要 為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，將嵌入式設(shè)備和WEB服務(wù)器結(jié)合起來，組成嵌入式WEB服務(wù)器。本課題設(shè)計(jì)的嵌入式WEB服務(wù)器基于ARM實(shí)現(xiàn)，ARM芯片中安裝有ARMLinux操作系統(tǒng)，最后能夠?qū)崿F(xiàn)靜態(tài)頁面和動態(tài)交互頁面的發(fā)布，向WEB服務(wù)器寫入命令。在ARMLinux平臺上安裝Apache+SQLite+PHP系統(tǒng),成功實(shí)現(xiàn)了管理員與SQLite嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的動態(tài)交互。關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；WEB服務(wù)器；SQLite數(shù)據(jù)庫The Designing of Embedded WEB ServerAbstractIn order to achieve remote control, embedded devices and WEB servers are bined to form the embedded WEB server. The designing of embedded WEB server is based on the ARM chip to realize,the ARMLinux operating system is installed in the , the system could successfully issue the static web pages and the dynamic interactive pages, input orders to the WEB server. The design plan of the subject is made up by the Apache server、the SQLite database and the PHP engine, the paper has defined the specific process of design and installation. Apache + SQLite + PHP are installed in the ARMLinux platform, dynamic interaction are successfully achieved. The designing of embedded WEB server has a farreaching significance to achieve remote and precise control.Key Words: Embedded Systems。 SQLite Database目錄1 緒論………………………………………………………………………………1 嵌入式WEB服務(wù)器的發(fā)展背景…………………………………………...1 嵌入式WEB服務(wù)器的應(yīng)用前景…………………………………………...2 論文完成的主要工作……………………………………………………….32 嵌入式WEB服務(wù)器設(shè)計(jì)方案…………………………………………………..4……………………………………………………………..4 軟件資源、硬件資源簡介…………………………………………………..6 嵌入式操作系統(tǒng)簡介………………………………………………..7 ARM芯片簡介……………………………………………………….83 嵌入式WEB服務(wù)器的設(shè)計(jì)……………………………………………………..9 嵌入式WEB服務(wù)器的構(gòu)成………………………………………………...9 嵌入式WEB服務(wù)器的工作方式………………………………………….13 通信協(xié)議…………………………………………………………………...14 HTTP協(xié)議…………………………………………………………..14 TCP協(xié)議…………………………………………………………….14 嵌入式TCP/IP協(xié)議棧……………………………………………...15 瀏覽器/服務(wù)器通信過程…………………………………………………..16 瘦WEB服務(wù)器…………………………………………………………….17 Apache+SQLite+PHP系統(tǒng)…………………………………………………184 簡單嵌入式WEB服務(wù)器設(shè)計(jì)…………………………………………………19 軟件分析…………………………………………………………………...21 硬件實(shí)現(xiàn)…………………………………………………………………...23 性能分析…………………………………………………………………..265 Apache+SQLite +PHP系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………………….26 SQLite數(shù)據(jù)庫………………………………………………………………27 Apache服務(wù)器……………………………………………………………...29 PHP…………………………………………………………………………32 系統(tǒng)調(diào)試…………………………………………………………………...346 結(jié)論……………………………………………………………………………..35致謝………………………………………………………………………………..37參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………..38附錄………………………………………………………………………………..40外文資料翻譯……………………………………………………………………..541 緒論 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得嵌入式系統(tǒng)近年來發(fā)展迅速，廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)生活的各個方面。在一些應(yīng)用場合如要求低功耗的場所，不需要安裝一臺完整的計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，只需要安裝有一個嵌入式WEB服務(wù)器即可滿足需要，不但節(jié)約了成本，也減少了占用空間。如Sena公司開發(fā)了一個小型的實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)，可以在網(wǎng)上訪問并控制實(shí)驗(yàn)室的智能設(shè)備，這些設(shè)備包括0100%亮度的臺燈，0100%速度的電風(fēng)扇以及開關(guān)式的壁燈。本課題為嵌入式WEB服務(wù)器的設(shè)計(jì)應(yīng)用研究，基于ARM實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)占用存儲空間小、性能穩(wěn)定、源代碼開放，是理想的為小型設(shè)備配備的WEB服務(wù)器。本課題設(shè)計(jì)的嵌入式WEB服務(wù)器對于嵌入式系統(tǒng)在遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域的推廣應(yīng)用具有深遠(yuǎn)意義。嵌入式設(shè)備,是指具有計(jì)算機(jī)功能,但又不稱為計(jì)算機(jī)的設(shè)備或器材,幾乎包括了我們周圍的所有電路設(shè)備：PDA、手機(jī)、數(shù)字電視機(jī)頂盒、汽車、微波爐、電梯、自動售貨機(jī)、醫(yī)療儀器、自動取款機(jī)等。信息家電的發(fā)展也為嵌入式Internet技術(shù)提供空間,如面向Internet的信息冰箱。嵌入式Internet技術(shù)主要包括傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和集成電路技術(shù)等。不需要專用的通信線路,并且傳輸?shù)男畔⒉痪窒抻跀?shù)據(jù)信號,還有聲音和圖像。WEB技術(shù)的發(fā)展,改變了現(xiàn)在的信息表達(dá)形式,很多應(yīng)用都是基于WEB技術(shù)的。所以如何設(shè)計(jì)這種特別的WEB服務(wù)器,如何在嵌入式設(shè)備中安裝WEB服務(wù)器,就成了嵌入式WEB服務(wù)器的發(fā)展和研究方向。具備互聯(lián)網(wǎng)的接入功能,已經(jīng)成為眾多使用微處理器的嵌入式設(shè)備應(yīng)用的發(fā)展方向。比如將世界各地的氣象站、 水文站聯(lián)入 Internet，不僅可以實(shí)現(xiàn)無人監(jiān)控，而且可以隨時了解當(dāng)時各地的狀況；通過 Internet 對住宅進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測與控制（如室內(nèi)溫度監(jiān)測，空調(diào)遙控等）；跨國公司對國外的工廠、生產(chǎn)線的監(jiān)控；大型設(shè)備的遠(yuǎn)程管理與維護(hù)等。利用TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，任何計(jì)算機(jī)都可以使用通用的網(wǎng)絡(luò)瀏覽軟件訪問配備嵌入式WEB服務(wù)器的設(shè)備，而不需要專門的計(jì)算機(jī)和軟件；設(shè)備的信息通過網(wǎng)頁發(fā)布，可以使用數(shù)據(jù)、圖表、動畫等各種豐富的表現(xiàn)方式。具有網(wǎng)絡(luò)接入功能的嵌入式設(shè)備可以應(yīng)用在諸多場合，例如： * 信息家電：冰箱、空調(diào)、電視機(jī)、洗衣機(jī)等的網(wǎng)絡(luò)化； * 智能家庭管理系統(tǒng)：溫度濕度控制系統(tǒng)，防火防盜系統(tǒng)； * 工業(yè)自動化：生產(chǎn)過程控制、電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測、石油化工系統(tǒng)； 對于嵌入式WEB服務(wù)器的研究和應(yīng)用,其意義是重大的。這種設(shè)備可以是具有有限內(nèi)存資源的8位或32位系統(tǒng),而且這種方式是基于Internet的。 論文主要完成的工作本論文介紹了一種基于ARM9的嵌入式WEB服務(wù)器的設(shè)計(jì)方案，硬件平臺采用UPARM2410S實(shí)驗(yàn)箱，主要工作在于軟件方案的實(shí)現(xiàn)。論文結(jié)構(gòu)如下：第一章介紹了課題的發(fā)展背景、應(yīng)用前景；第二章介紹了嵌入式WEB服務(wù)器的設(shè)計(jì)方案及軟硬件資源；第三章介紹了嵌入式WEB服務(wù)器的構(gòu)成、工作方式及其通信過程；第四章介紹了簡單嵌入式WEB服務(wù)器的設(shè)計(jì)；第五章介紹了Apache+SQLite+PHP系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將其在UPARM2410S實(shí)驗(yàn)平臺上進(jìn)行了驗(yàn)證；第六章對論文工作進(jìn)行了總結(jié)，簡述了本系統(tǒng)已取得的研究成果。整個設(shè)計(jì)方案在基于Red Hat 、ArmLinux的軟件環(huán)境和UPARM2410S硬件環(huán)境中完成。這樣，一個嵌入式WEB服務(wù)器就設(shè)計(jì)完成了。這就要求服務(wù)器有一個數(shù)據(jù)庫存儲實(shí)時數(shù)據(jù)。 設(shè)計(jì)方案及比較嵌入式WEB服務(wù)器的設(shè)計(jì)方案要根據(jù)其要完成的任務(wù)而定。下面列出各種設(shè)計(jì)方案：方案一：只含有一個簡單的