2 2 第 5 卷第 3 期 2006 年 9 月 无 锡 职 业 技 术 学 院 学 报 Journal of Wuxi Institute of Technology Vol. 5 No . 3 Sep . 2006 基于嵌入式 Web 服务器的远程测控系统 朱 　芳 (无锡科技职业学院 　江苏 　无锡 　214028) 摘要 :简要介绍了 Web 技术和嵌入式系统的应用现状以及 Web 服务器的技术和原理 ,讨论了基于嵌入式 Web 服务 器的远程测控系统的设计 ,完成了在无操作系统单片机环境中嵌入式 Web 服务器的开发 ,包括其硬件构成及软件设计 , 系统中的嵌入式 Web 服务器采用 PIC18FXXX 单片机进行设计 。 关键词 :嵌入式 Web 服务器 ;通用网关接口 (C GI) ;单片机 中图分类号 : TP393. 07 　　文献标识码 :A 　　文章编号 :1671 7880 (2006) 06 21 02 Development of remote Monitoring System Based on Embedded Web Server ZHU Fang Abstract :This paper int roduces a current using of Web server and embedded system , and ex plaines t he technology and p rinciple of Web server. It discusses t he basic design of remote Monitoring System Based on Embedded Web Server , and p rovides developing embedded Web server in Single Chip System wit h no operating system. The hardware co nfiguration and software design are discussed in detail . Embedded Web server system based o n PIC18FXXX chip microcomp uter have been used in t his system. Key Words :Embedded Web Server ; common gate interface ; single chip co mp uter 　　一 、引言 二十一世纪无疑是一个信息时代 。一方面 ,嵌入式 系统己经成熟起来并得到了最为广泛的工业应用 。在一 些工业应用中 ,为了实现多个测控节点之间的信息交流 , 利用 CAN 、PRO FIBU S、RS - 485 等总线将多个测控节点 进行组网 ,但这种网络的有效通信范围比较有限 。另一 方面 ,网络技术特别是基于 TCP/ IP[1 ] 通信协议的 Web 技 术得到了广泛的应用和普及 ,更重要的是这些协议是开 放 、标准和独立于系统平台的 ,利用现有的网络硬件基 础 ,就可以很方便地建立基于 TCP/ IP 网络协议的远程信 息交流 。如果把嵌入式系统与 Web 技术结合起来 ,即将 Web 技术引入现场测试和控制设备中 ,实现基于嵌入式 Web 服务器 [2 ] 的远程监控系统 ,必将有良好的发展前景 。 在远程测控系统设计中 ,将 TCP/ IP 等网络协议嵌入 单片机系统 ,使单片机系统不仅能完成对现场的测控功 能同时能够完成 Web 服务器的基本功能 。 　　二 、系统结构 本系统由传输网络和远程监控端 ( WEB 浏览器如 IE) 、系统前端测控设备组成 。系统总体框架见图 1 。 单片机构建的微型嵌入式 Web 服务器是整个监控系 统的核心 ,其主要功能包括 :通过 C GI 接收远程监控端的 设置参数和远程控制 ;为远程监控端提供 Web 访问页面 ; 每个服务器有自己的 IP 地址 ,在远程监控端 (连入 Inter net 或内部局域网的 PC 机) ,可以通过浏览器 (如 IE) 界面 访问服务器 。本地测控电路及基于 CAN [3 ] - Controller Area Network 现场总线的测控电路主要对现场的各测控 点进行数据采集和控制 。 远程监控端的功能则是显示现场数据 ,并根据需要 向服务器发送控制信号对现场执行部件进行控制 。 　　三 、系统硬件设计 嵌入式 Web 服务器采用 PIC18F458[4 ] 单片机控制 ,由 以太网接口电路、网页存储器电路、电源电路、复位电路、看 门狗电路等组成。为适应工业现场测控的需要 ,增加了 CAN 接口电路、信号调理电路、模拟和开关量输出电路。 由于 PIC18F458 单片机内部包含有 11 位的 A/ D 转换模块 以及 CAN 通讯模块等功能模块[5 ] ,所以大大简化了电路 收稿日期 :2006 作者简介 :朱芳 (1966 - 　) ,女 ,江苏省江阴人 ,无锡科技职业学院讲师 。 06 14 ·12· 

第 5 卷 　 无 锡 职 业 技 术 学 院 学 报 的设计。嵌入式 Web 服务器以太网接口电路如图 2 所示。 图 1 　系统总体框架 图 2 　以太网接口电路 　　R TL8019AS 是 Real Tek 公司的一种全双工以太网控 制器 (与 N E2000 兼容) 。它自带 16 KB 的 SRAM ,工作在 II 和 IEEE802. 3 、10Base5 、10Base2 、10Base T Ethernet 下 。 系统的运行参数 (如 IP 地址 、子网掩码等) 和网页信 息保存在 24L C256 中 。TCP/ IP 协议栈和系统应用程序 一起 ,保存在 PIC18 F458 单片机的 FL ASH ROM 存储器 (32 KB) 中 。 　　四 、系统软件设计 程序采用 C18 [6 ] 和汇编语言混合编程 ,包括系统初始 化 、TCP/ IP 协议栈 、TCP/ IP 协议栈管理 、Web 服务 、C GI 处理函数 、系统功能处理 (数据采集和控制 、CAN 通讯处 理) 等模块程序 。系统工作流程如图 3 所示 。 1. Web 服务程序 监听端口 80 来自远程测控端的请求 ,建立 TCP 连 接 。查询与 TCP 连接相关联的本地套接字 ,根据远程测 ·22· 控端的 H T TP 请求作出相应的处理 (读取 24L C256 中的 网页数据 、调用 C GI 处理函数) ,并将生成的网页数据通 过本地套接字发送至远程测控端 。通讯完成后关闭套接 字 ,断开本次 TCP 连接 。 图 3 2. C GI 处理 本系统采用了 C GI(公用网关接口) 来实现动态 Web 技术 。WEB 服务器通过调用 C GI 程序实现和浏览器的交 互 ,也就是C GI程序接受浏览器发送给WEB (下转第31页) 

2 第 3 期 张春宝 ,黄 　堃 ,赵翱东 :VC + + 6. 0 在计算机与多单片机系统通信中的应用 / / 接收数据的 OnComm 事件 区内字符 m_ Comm. Set Inp utLen ( 0 ) ;/ / 设 置 下 面 函 数 Get Inp ut () 读取字符数 ,0 表全部 m_Comm. Get Input () ;/ / 读取缓冲区字符数 } 其它属性均取默认值 。注意 Get Input ( ) 返回的是 VARIAN T 型变量 ,而在编辑框中显示的是 Cstring 型变 量 。其转换过程应为 : VARIAN T 型 →ColeSafeArray 型 →B YTE 型数组 →Cstring 型变量 。 事件驱动是处理串行端口交互作用的一种非常有效 的方法 。OnComm 事件的 CommEvent 属性可以捕捉并 检查通信事件和错误 。双击对话框中 CMSComm 控件 , 添加 OnComm 事件的代码 : COleSafeArray safearray _ input ;/ / 构 造 一 个 COleSafeArray 型的数组对象 if ( m_Comm. GetCommEvent () = = 2) / / 表示接收缓 冲区内有字符 { variant_input = m_ Comm. Get Inp ut ( ) ;/ / 读取缓冲 safearray_input = variant_input ;/ / 变量类型转换 ……/ / 数据处理过程 } 4 　结束语 以上设计之程序实际运行效果良好 ,实现了仅用一 台上位计算机对多个 A T89C51 单片机的指挥控制 。上 位机具有友好的用户界面 ,可向任一下位机发送控制指 令 ,并能及时反映各单片机的运行情况 ,简洁直观 。 参考文献 : [ 1 ] 周志德. 单片机原理及应用 [ M ] . 北京 : 高等教育出版社 , 2001. [ 2 ] 龚建伟 ,熊光明. Visual C + + / Turbo C 串口通信编程实践 [ M ] . 北京 :电子工业出版社 ,2004. [ 3 ] 官章全 ,刘加明. Visual c + + 6. 0 类库大全[ M ] . 北京 :电子 工业出版社 ,1999. (责任编辑 胡小勇) (上接第 22 页) 服务器的信息 ,进行相应处理 ,并将相应结 果回送给 WEB 服务器及浏览器 。在本系统中 C GI 在 Web 服务器内部作为函数处理 。系统中通过两个函数来 完成 C GI 的相关工作 。H T TPExecCmd 函数接受浏览器 发送给 WEB 服务器的信息 ,并根据用户发送的信息 ,调 用相应的 函 数 进 行 参 数 设 置 和 控 制 执 行 部 件 。 H T TP GetVar 函数将现场采集的数据传送到浏览器 。 3. TCP/ IP 协议栈及其管理程序 由于 TCP/ IP 协议 [7 ] 分布在链路层 、网络层 、传输层 和应用层上 ,是分层实现的 ,每一层只负责处理通信过程 中的一部分问题 ,其它层不能实现其功能 。在进行 TCP/ IP 协议栈程序设计时 ,根据协议分层的思路采用模块化 的程序设计方法 。 为了在接收数据包后能根据数据包的类型 ( ICMP、 TCP、UDP 等) 作出相应的处理 。我们设计了协议栈管理 程序 。当接收到正确的以太网帧后 ,根据以太网帧的数据 类型将接收的数据送至相应的程序模块进一步处理 。 　　五 、结束语 将 Web 技术引入现场测控设备中 ,使基于 PIC18FXXX 单片机的测控设备通过 ISP ( Internet 服务供应商) ,在不 需要使用 PC 机的情况下接入互联网 ,实现基于嵌入式 Web 服务器的远程监控系统 。由于本系统软件与硬件的 通用性及易扩展性 ,可以推广到其它应用场合 ,产生新一 代的网络测控设备 、信息家电等嵌入式应用系统 。这必将 大大促进以太网测控系统 、信息家电等自动控制设备的发 展 ,成为未来 Internet 发展中的主力军 。 参考文献 : [ 1 ] W. Richard Stevens. TCP/ IP 详解. 卷 1 :协议[ M ] . 北京 :机械 工业出版社 ,2000. 18 - 128. [ 2 ] 李农. 因特网技术在嵌入式系统中的应用 [ J ] . 测控技术 , 2000 , (4) :15 - 16. [ 3 ] 饶运涛. 现场总线 CAN 原理与应用技术[ M ] . 北京 :北京航空 航天大学出版社 ,2003. 52 - 212. [ 4 ] 刘和平. PIC18FXXX 单片机程序设计及应用[ M ] . 北京 :北京 航空航天大学出版社 ,2003. 10 - 201. [ 5 ] Microchip . PIC18 FXX8 Data Sheet [ Microchip Data Sheet ] [ Z] . 2003. 78 - 308. [ 6 ] Microchip . MPL AB ? C18 C COMPIL ER L IBRARIES[ Micro chip Data Sheet ] [ Z] . 2003. 25 - 96. [ 7 ] J eremy Bent ham. 嵌 入 式 系 统 Web 服 务 器 TCP/ IP Lean [ M ] . 北京 :机械工业出版社 ,2003. 45 - 183. (责任编辑 冷宇) ·13· 

免费论文查重：http://free.paperyy.com 3亿免费文献下载：http://www.ixueshu.com 超值论文自动降重：http://www.paperyy.com/reduce_repetition PPT免费模版下载：http://ppt.ixueshu.com ------------------------------------------------------------------------------- 阅读此文的还阅读了： 1. 基于Web的嵌入式远程监控系统 2. 司马矿井井下高压供电远程测控系统应用设想 3. 基于嵌入式Web服务器的温室远程监控的研究 4. 基于嵌入式Web服务器的远程测控系统 5. 嵌入式WEB服务器的远程监控系统的实现 6. 基于嵌入式web服务器远程监控技术的研究 7. 基于Internet远程测控系统服务器端的设计 8. 基于ARM的嵌入式远程测控系统的设计 9. 基于嵌入式Web服务器的远程视频监控技术 10. 基于嵌入式WEB服务器的智能家居远程监控系统 11. 圆球法测量松散材料导热系数嵌入式测控系统的研究分析 12. 基于嵌入式技术的无线供水测控系统设计 13. 基于嵌入式Web服务器的远程控制系统的实现 14. 基于嵌入式Web服务器的远程视频监控系统 15. 基于嵌入式Web服务器的心电远程监护系统 16. 基于Internet远程测控系统服务器端的设计 

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