基于B/S模式的嵌入式远程管理系统的研究和实现

论文摘要

随着嵌入式技术在工业控制领域的应用日益普及,对于嵌入式管理软件的研究也越来越成为一个热门的课题。因此,如何利用现有的硬件平台,研究嵌入式系统管理软件的开发流程,对相关产品的开发具有很重要的实践意义[1]。软件结构有Client/Server（下文简称C/S）和Browser/Server（下文简称B/S）两种。随着互联网技术已经深入我们日常生活的方方面面,B/S模式以其众多优点正越来越得到广泛的应用。因此,依托互联网对终端嵌入式设备进行远程控制已成为互联网发展的重要方向之一。另一方面,嵌入式技术的飞速发展使在硬件设备中广泛使用的嵌入式操作系统也能提供Web Server功能[2]。本文从基于B/S模式的嵌入式远程管理系统的设计目标出发,在充分研究分析了嵌入式管理软件各组成部分的可行性因素之后,依据“从硬到软”的思路,制订了各个模块的设计方案和开发流程。根据嵌入式管理软件的需求,按照功能将系统模块分为安全管理、用户管理、系统状态监测、远程管理、外围设备管理五个部分,并分别介绍。本文主要的研究内容是系统层和应用层的软件设计以及实现,主要包括:嵌入式Web服务器的实现、CGI脚本解析器的实现、用户界面的设计和实现、CGI脚本与uClinux的交互方法的设计和实现四个方面。而硬件方面,Bootloader的选择和移植,uClinux的移植和实现以及交叉编译环境的构建,则只做简要介绍,给出目前比较流行和成熟的实现方法。本文选用的硬件采用AT91SAM9261（基于ARM9261EJ-S内核）,外部扩展64M SDRAM（32位）,64M（ROM）,LCD/Touch接口,2组USB Host,一组USBDevice,支持USB2.0协议,10M/100M以太网模块等。Bootloader选择常用的uboot,uClinux kernel选择linux-2.6.22。本文系统层和应用层软件的构建,具体采用:Boa服务器+tcl解析器+CGI的结构模式。对boa服务器和tcl解析器给出了详细的实现方法。根据嵌入式管理系统划分的五个功能模块,依次给出了用例图、设计思路、各管理模块界面截图、CGI脚本源码。本文最大的创新之处就是CGI脚本与uClinux的交互方法的设计。通过使用CGI访问字符特殊文件,然后把输出结果重定向到CGI变量而不是标准输出,最后通过http协议发送变量值到HTML的方法,实现了使用Web模拟TELNET方式来访问和管理,极大地扩展了嵌入式管理系统的功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究背景
• 1.2 论文研究目标
• 1.3 国内外相关领域的研究及进展
• 1.4 论文组织结构及主要创新点
• 第二章 嵌入式远程管理系统框架设计
• 2.1 嵌入式远程管理系统整体框架设计
• 2.2 嵌入式服务器软件模块及协议栈
• 2.3 嵌入式管理系统功能模块设计
• 第三章 系统层软件实现
• 3.1 主机Linux平台配置
• 3.1.1 虚拟机VmWare安装及配置
• 3.1.2 安装Linux系统
• 3.2 软件平台搭建
• 3.2.1 嵌入式HTTP服务器BOA安装及配置
• 3.2.2 CGI解析器Tcl/Tk8.4安装及配置
• 3.2.3 测试BOA+Tcl环境
• 3.3 本章小结
• 第四章 应用层软件实现
• 4.1 CGI脚本框架设计
• 4.2 安全管理
• 4.3 用户管理
• 4.4 系统状态查看
• 4.5 系统远程控制
• 4.6 外围设备管理
• 4.7 本章小结
• 第五章 交叉编译
• 5.1 交叉编译硬件环境搭建
• 5.1.1 连接和设置串口
• 5.1.2 使用USB连接线
• 5.1.3 网络连接线的使用
• 5.2 嵌入式Linux系统的配置和制作
• 5.2.1 安装交叉编译器
• 5.2.2 配置和编译Bootloader
• 5.2.3 配置和编译内核
• 5.2.4 配置文件系统
• 5.3 文件烧写
• 5.3.1 烧写U-Boot
• 5.3.2 开发板环境变量设置
• 5.3.3 烧写内核和文件系统
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 附录一
• 附录二
• 参考文献
• 致谢