基于嵌入式技术的Web服务器研究与设计

论文摘要

随着后PC时代的到来,嵌入式系统网络化成为必然趋势。但是我国传统的工业监控设备网络化不够完善,如何低成本实现这些设备的网络化是当前研究热点。本文以有害气体为网络监测对象,研究了Web服务器在嵌入式系统网络化的应用。首先对我国的大气环境污染现状及检测标准进行了介绍,然后针对国内气体监测系统网络化不足的现状,结合当前主流的嵌入式处理器技术、嵌入式操作系统技术、网络通信技术,研究设计了集智能化、网络化、标准化于一体的新型SO2网络监测系统。SO2网络监测系统采用TQ2440开发板、Linux操作系统作为系统软硬件平台,重点讲述了三个部分: SO2浓度采集和存储、嵌入式Web服务器的搭建、网站的设计和编写。嵌入式Web服务器是网络交互的关键,系统采集的SO2浓度数据和网站的动、静态网页放在服务器某一目录下,Internet上任意一个客户端浏览器借助TCP/IP的HTTP协议与服务器建立连接,通过访问服务器端的网页实时获取系统现场SO2的浓度信息以及设置SO2气体的采样速率。为了实现对采集数据和网站合法用户信息进行方便、有效地管理,系统采用嵌入式数据库SQLite。另外,为了方便现场人员对系统的监控,系统采用QT作为人机交互的界面。本文的最后,以局域网模拟Internet环境,对SO2网络监测系统进行了测试,证明本系统运行正确,稳定可靠,达到设计要求,具有较好的实用价值。本系统开发平台以ARM9 S3C2440A、Linux为核心平台,成本低,具有优良的可定制、可扩展性,在此基础上做进一步的改进,可广泛用于其它监控领域。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题研究背景和意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 嵌入式Internet 技术发展
• 1.3.2 嵌入式Web 服务器的发展现状
• 1.4 本文的工作
• 第二章 系统方案设计与开发平台概述
• 2.1 系统方案设计
• 2.2 系统硬件平台的选取
• 2.2.1 硬件需求分析
• 2.2.2 TQ2440 ARM 开发平台
• 2.2.3 主要模块的介绍
• 2.3 系统软件环境介绍
• 2.3.1 嵌入式操作系统简介
• 2.3.2 嵌入式Linux 操作系统概述
• 2.3.3 嵌入式GUI
• 第三章 嵌入式Linux 软件平台搭建
• 3.1 开发调试环境的搭建
• 3.1.1 硬件的连接
• 3.1.2 宿主机的配置
• 3.2 Linux 操作系统在TQ2440 上的移植
• 3.2.1 Linux 内核的移植
• 3.2.2 根文件系统的制作
• 3.2.3 NFS 方式挂载根文件系统
• 第四章 数据采集模块的设计与实现
• 4.1 Linux 设备驱动框架
• 4.1.1 Linux 下的设备类型
• 4.1.2 设备操作模型
• 4.1.3 Linux 驱动模块
• 4.2 字符设备驱动的设计
• 4.2.1 字符设备驱动中的关键数据结构
• 4.2.2 字符设备驱动的工作流程
• 4.2.3 设备驱动开发中的基本操作
• 4.3 气体采集模块驱动设计
• 4.3.1 AD 硬件工作原理
• 4.3.2 采样驱动程序的软件设计
• 第五章 Web 服务器软件的设计与实现
• 5.1 Web 服务器的通信协议
• 5.1.1 TCP/IP 协议族
• 5.1.2 HTTP 协议分析
• 5.1.3 socket 通信
• 5.2 Linux 下嵌入式Web 服务器软件实现
• 5.2.1 嵌入式Web 服务器软件框架
• 5.2.2 Boa 服务器源代码分析
• 5.2.3 Boa 的修改及移植
• 5.3 SQLite 在本系统的应用
• 5.3.1 本系统的数据处理需求分析
• 5.3.2 SQLite 数据库移植
• 5.3.3 SQLite 数据库编程接口
• 第六章 嵌入式网络监测系统的设计与实现
• 6.1 嵌入式网络监测系统设计总体框架
• 6.2 数据采集的实现与数据库应用
• 6.2.1 数据采集应用程序
• 6.2.2 数据库在本模块的应用
• 6.3 网站模块的实现
• 6.3.1 HTML 页面设计
• 6.3.2 CGI 动态网页设计
• 6.4 系统运行及测试
• 6.4.1 系统运行环境及测试对象
• 6.4.2 运行测试结果
• 第七章 结束语及展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 详细摘要