基于EPA的嵌入式Web服务器构建

论文摘要

在工业控制领域，网络技术已经得到了越来越多的应用。Web技术作为其中一个重要的组成部分，也有着巨大的应用潜力。在嵌入式系统中构建Web服务器能够充分利用现有的技术资源，为嵌入式系统提供基于浏览器的远程服务功能。现代企业对于嵌入式Web服务器系统的需求，不再局限于简单的Web网页浏览功能，而需结合现场测控设备，提供动态的远程数据服务。本文的嵌入式Web服务器即结合EPA(Ethernet For Plant Automation)系统，对现场状态数据进行采集和处理，并通过Web服务为用户提供动态的设备信息查询及相关数据应用。在分析EPA标准的基础上，给出了一种实现Web服务器查询EPA网络中设备信息的解决方案。该方案不仅能够应用于EPA网络系统，还可以应用于其他现场总线或者现场I／O设备与Web服务器的网络互连。由于受到资源的限制，传统嵌入式Web服务器大都不能提供类似JSP、PHP、ASP等便捷的Web应用开发工具。如何为嵌入式Web服务器建立方便的应用开发工具仍处于研究和探索阶段，本文即针对这一类问题，分析嵌入式系统的特点，结合CGI(Common Gate Intergace)和SSI(Server Side Includes)技术，编写了一个服务器端嵌入脚本的轻量解释引擎XSP。并且在XSP中添加了对EPA网络中设备信息的访问功能，为嵌入式Web服务器的应用开发提供了一个便捷的方案。本文的其余部分还介绍了与研究主题相关的Arm Linux的移植及开发，并且在此基础上移植了一个thttpd服务器，用以提供Web服务功能。在文章的最后就本课题的进一步方向作了讨论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 概述
• 1.2 国内外的研究现状及水平
• 1.2.1 EPA的发展现状及水平
• 1.2.2 嵌入式Web Server的发展现状及水平
• 1.3 嵌入式Web服务器对于EPA网络系统访问所面临的技术问题
• 1.4 本课题的工作
• 1.5 本章小结
• 第2章 Arm Linux的移植及程序开发
• 2.1 Arm Linux的移植
• 2.1.1 移植前的准备
• 2.1.2 内核源码及交叉编译环境的准备
• 2.1.3 配置和编译内核
• 2.1.4 制作RAM disk
• 2.1.5 内核及文件系统下载
• 2.2 Arm Linux下的程序开发
• 2.2.1 Arm Linux下基本的程序开发
• 2.2.2 Arm Linux下进的程间通信（IPC）
• 2.2.3 Arm Linux下的Socket
• 2.2.4 Arm Linux下的Socket性能调优
• 2.3 本章小结
• 第3章 Arm Linux下EPA信息查询服务实现
• 3.1 EPA系统概述
• 3.2 EPA系统结构
• 3.2.1 EPA对OSI基本参考模型的映射
• 3.2.2 EPA系统组成
• 3.2.3 EPA设备间的通信过程
• 3.2.4 EPA系统组态和启动
• 3.3 EPA应用层协议
• 3.3.1 EPA应用层服务一览
• 3.3.2 EPA应用层报文
• 3.4 EPA的互联及数据采集
• 3.5 Arm Linux下基于EPA协议的信息查询服务程序实现
• 3.5.1 Arm Linux下EPA信息服务程序系统结构
• 3.5.2 EPA Server主程序具体实现
• 3.5.3 EPA模块具体实现
• 3.5.4 命令解析模块具体实现
• 3.6 本章小结
• 第4章 ArmLinux下基于EPA HTTP协议的Web Server实现
• 4.1 EPA标准的HTTP应用协议
• 4.1.1 HTTP协议工作方式
• 4.1.2 HTTP中的GET方法
• 4.2 ArmLinux下的Web服务器的实现
• 4.2.1 嵌入式Web服务器基本结构
• 4.2.2 Arm Linux下的Web服务器
• 4.2.3 thttpd在Armlinux平台上的移植
• 4.3 本章小结
• 第5章 Arm Linux下基于EPA的动态网页接口实现
• 5.1 实现动态Web页面的CGI技术
• 5.1.1 CGI原理
• 5.1.2 CGI程序语言
• 5.1.3 CGI程序的执行
• 5.1.4 CGI接口标准
• 5.1.5 CGI的环境变量
• 5.1.6 Arm Linux下使用C语言进行CGI程序设计
• 5.2 服务器端嵌入HTML的脚本解释服务程序实现原理
• 5.2.1 服务器端嵌入（SSI）
• 5.2.2 服务器端嵌入HTML工作原理
• 5.3 服务器端嵌入HTML的脚本解释程序XSP设计
• 5.3.1 XSP脚本语言简单语法定义
• 5.3.2 XSP脚本解析程序原理
• 5.3.3 XSP程序流程
• 5.4 XSP连接EPA功能的编写与实现
• 5.4.1 XSP连接EPA所要实现的功能
• 5.4.2 XSP连接EPA程序结构模型
• 5.4.3 XSP连接EPA功能程序流程
• 5.5 使用XSP和Java Applet编写的动态程序实例
• 5.6 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 进一步工作的方向
• 6.2.1 EPA Server的研究和完善
• 6.2.2 脚本服务程序XSP的研究和完善
• 6.3 本章小节
• 致谢
• 参考文献
• 附录 A 文中部分源码
• a. EPA Server结构性源码
• a.1 epa.h
• a.2 comm.h
• a.3 query.h
• a.4 epasvr.c
• b. XSP结构性源码
• b.1 xsp.c
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果