基于嵌入式web服务器UPS监控系统的研究与实现

论文摘要

由于目前人们对以UPS为核心的整个供电系统的可用性、可维护性、可管理性和可扩展性提出了越来越高的要求,UPS监控也应该朝着智能化、网络化的方向发展。传统的采用人工值守的管理方式浪费了大量的人力、物力、财力,而且传统管理模型中存在不能跨平台、用户友好性差、开发维护困难等缺陷,怎样对这些设备进行方便有效地管理成为值得研究的课题。而随着嵌入式技术和Internet的发展,基于嵌入式Internet的远程监控技术在工业监控领域正逐渐被推广应用。基于嵌入式web服务器的B/S监控就是在这样的背景下发展起来的,它因为具有方便搭建,平台无关和良好的交互性等特点正好能够弥补传统UPS监控所带来的缺陷,减少成本,提高UPS监控的效率。本文首先介绍了基于嵌入式web服务器的UPS监控系统的课题背景和研究意义以及在国内外研究发展的现状。接着讨论了嵌入式系统和嵌入式web服务器中的相关技术。然后详细研究了基于ARM芯片的Linux嵌入式系统平台的构建,包括bootloader的配置,linux内核的移植,根文件系统的实现等。论文的重点是嵌入式web服务器和UPS监控部分的设计与实现。嵌入式web服务器主要由HTTP引擎和CGI模块组成,其中,详细研究了HTTP引擎中的I/O多路转接技术和任务处理与队列调度机制,CGI模块中CGI请求的任务生成和处理模式。UPS监控部分主要包括通讯模块和监控逻辑模块,通讯模块中主要讨论了串口通讯和UPS协议的解析。监控逻辑模块研究了如何结合嵌入式web服务器,通过CGI程序来实现任务定时器系统,状态监控系统,告警系统以及日志记录系统。论文最后对系统的应用进行了讨论,并对系统进行了功能性的测试,展示了UPS的监控页面。并指出了自己所作的工作以及需要进一步完善的地方。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究动态与现状
• 1.3 本文的主要的研究工作
• 第二章 系统相关技术背景
• 2.1 嵌入式系统相关技术
• 2.1.1 嵌入式系统概述
• 2.1.2 ARM9 系列芯片介绍
• 2.1.3 嵌入式Linux RTOS 的特点
• 2.2 嵌入式web 服务器相关技术
• 2.2.1 嵌入式web 服务器原理
• 2.2.2 嵌入式Internet 技术
• 2.2.3 HTTP 协议格式
• 2.2.4 CGI 技术
• 2.3 本章小结
• 第三章 基于EWS 的UPS 监控系统的总体设计
• 3.1 监控系统总体设计
• 3.1.1 系统功能分析
• 3.1.2 系统设计原则
• 3.1.3 系统整体框架
• 3.2 嵌入式实时操作系统平台的构建
• 3.2.1 硬件平台的选择
• 3.2.2 嵌入式操作系统的设计
• 3.2.3 嵌入式TCP/IP 协议栈的设计
• 3.3 嵌入式web 服务器的设计
• 3.3.1 嵌入式web 服务器的设计难点
• 3.3.2 嵌入式web 服务器的整体架构
• 3.3.3 HTTP 引擎的I/O 并发处理
• 3.3.4 应用程序接口模块的设计
• 3.4 UPS 监控部分的设计
• 3.4.1 通讯接口模块
• 3.4.2 监控逻辑模块
• 3.5 系统开发环境
• 3.5.1 软件环境
• 3.5.2 硬件环境
• 3.6 本章小结
• 第四章 基于EWS 的UPS 监控系统实现
• 4.1 系统实现总体框架
• 4.2 嵌入式linux 系统移植
• 4.2.1 引导装载程序
• 4.2.2 Linux 内核的移植
• 4.2.3 根文件系统的制作
• 4.3 嵌入式web 服务器的实现
• 4.3.1 通讯层的实现
• 4.3.2 I/O 多路转接模块实现
• 4.3.3 任务处理模块实现
• 4.3.4 应用程序接口模块实现
• 4.4 UPS 监控部分的实现
• 4.4.1 UPS 通讯接口实现
• 4.4.2 监控逻辑的处理
• 4.4.3 告警与日志处理
• 4.5 本章小结
• 第五章 系统功能应用
• 5.1 监控和查询功能
• 5.2 远程控制功能
• 5.3 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢