嵌入式Web服务器在低压配电监控系统中的技术研究

论文摘要

鉴于配电自动化的重要性,为了提高学生的综合素质和能力,本校测控技术实验室建立了低压配电自动化监控系统。实验室现有的监控系统只能通过本地PC机进行监控,因此本课题研究任务就是采用嵌入式Web服务器技术构建低压配电自动化远程监控系统。在概述低压配电自动化远程监控系统工作流程的基础上,本文着重研究讨论了嵌入式Web服务器在该系统中的设计与实现,该过程主要分为硬件和软件设计两部分。其中,硬件部分是以S3C44B0X处理器为核心,外部扩展存储电路、串行通信接口电路以及以太网接口电路。软件部分主要包括引导程序的设计、JFFS2文件系统的建立、uClinux操作系统的移植、Boa服务器的配置和移植、多用户认证的实现、CGI程序设计等。软件功能测试结果表明,远程用户使用普通浏览器能够对低压配电自动化实验装置进行参数监测和状态控制,实现了采用嵌入式Web服务器技术构建低压配电自动化远程监控系统的初衷,达到了本课题的预期目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 远程监控系统的网络接入现状
• 1.2.2 嵌入式Web服务器研究现状
• 1.3 课题任务及意义
• 1.4 论文结构
• 2 总体规划
• 2.1 嵌入式系统的设计概述
• 2.1.1 嵌入式系统概述
• 2.1.2 嵌入式系统的开发流程
• 2.1.3 嵌入式系统的软硬件协同设计方法
• 2.2 课题概述及功能需求分析
• 2.3 总体方案设计
• 2.3.1 硬件电路规划
• 2.3.2 软件设计规划
• 2.4 本章小结
• 3 系统硬件设计
• 3.1 系统硬件结构
• 3.2 嵌入式微处理器——S3C44B0X
• 3.3 存储系统设计
• 3.4 最小系统设计
• 3.5 外围硬件模块电路设计
• 3.5.1 Flash存储器
• 3.5.2 SDRAM存储器
• 3.5.3 网络接口电路
• 3.5.4 串口电路
• 3.6 PCB板的抗干扰设计及硬件调试
• 3.6.1 PCB板的抗干扰设计
• 3.6.2 硬件调试
• 3.7 本章小结
• 4 系统层软件实现
• 4.1 系统引导介绍
• 4.1.1 引导加载程序（Boot Loader）介绍
• 4.1.2 Boot Loader的运行机制
• 4.1.3 Boot Loader的设计与分析
• 4.2 建立开发环境
• 4.3 uClinux在S3C44B0X平台上的移植
• 4.3.1 uClinux操作系统分析
• 4.3.2 uClinux内核源代码结构
• 4.3.4 基于NorFlash上的JFFS2文件系统的建立
• 4.3.5 uClinux内核的编译
• 4.4 本章小结
• 5 应用层软件设计与实现
• 5.1 嵌入式Web服务器的构建
• 5.1.1 Boa服务器介绍
• 5.1.2 Boa服务器的配置
• 5.2 多用户认证的实现
• 5.3 实现动态网页的关键技术—CGI
• 5.3.1 CGI的工作过程
• 5.3.2 CGI的工作原理
• 5.3.3 相关的重要概念
• 5.4 分析现有的CGI程序库—CGIC
• 5.4.1 CGIC介绍
• 5.4.2 CGIC分析
• 5.5 CGI程序设计
• 5.5.1 CGI程序总体结构
• 5.5.2 串口通讯程序设计
• 5.6 Makefile文件编写
• 5.6.1 Makefile文件概述
• 5.6.2 Makefile文件编写
• 5.7 软件功能测试
• 5.8 本章小结
• 6 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 硬件电路图
• 附录B 电路板实物图
• 附录C 低压配电自动化实验装置
• 附录D CGIC的部分基本函数