基于LWIP的嵌入式WEB服务器的研究与实现

论文摘要

近年来随着嵌入式系统的发展,各种嵌入式设备已广泛应用于家庭、工业、军事等各个领域。在应用数量上远远超过了通用计算机。当今社会已进入信息化、网络化的时代,各种嵌入式设备也急需利用互联网,将信息快速、便捷的传至任一地点,从而实现远程控制。如何让资源有限的嵌入式设备实现联网功能,已经成为需要关注和研究的重要问题。当今,在一些控制领域中,为了实现多个MCU之间的信息交换,利用CAN,RS232等总线将MCU组网,这种网络不但有效半径有限,通信协议少,而且孤立于Internet以外。本文基于这一现状提出了嵌入式WEB服务器,通过WEB技术,将信息以网页的形式动态、快捷的传至任一地点,使嵌入式Internet成为现实。本文针对嵌入式设备的特点,在深入研究和分析了TCP/IP协议栈的特点,以及对现有通信协议进行比较的基础上,提出了一种适合于嵌入式的通信协议—LWIP。本文在分析了嵌入式设备特点基础上,根据功能要求对TCP/IP协议栈进行了剪切,从而使LWIP能在资源有限的嵌入式设备上运行。为使嵌入式WEB服务器实现动态WEB功能,本文对适合于嵌入式系统的动态技术—CGI进行了分析,对CGI通过URL、FORM技术实现动态交互功能进行了研究,提出了简单的嵌入式CGI,从而使嵌入式WEB服务器实现简单的动态WEB成为可能。本文提出了动态嵌入式WEB服务器,并在LWIP、嵌入式CGI的基础之上予以实现,使用户能够通过互联网对嵌入式设备进行实时控制。嵌入式WEB服务器的设计符合了嵌入式设备和网络技术的发展需求,并且具有较好的理论研究价值及广阔的市场应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景与研究意义
• 1.2 国内外研究的现状
• 1.3 论文主要完成的工作
• 第二章 系统硬件设计及操作系统的移植
• 2.1 嵌入式系统的组成
• 2.2 嵌入式WEB服务器的硬件方案
• 2.2.1 ARM7内核微处理器S3C44BOX
• 2.2.2 S3C44BOX处理器的外围存储空间扩展
• 2.2.3 以太网接口电路的扩展
• 2.3 嵌入式WEB服务器操作系统的选择与移植
• 2.3.1 嵌入式操作系统
• 2.3.2 uC/OS-Ⅱ简介
• 2.3.3 uC/OS-Ⅱ的移植
• 第三章 嵌入式LWIP的设计与实现
• 3.1 嵌入式TCP/IP协议栈的特点
• 3.2 嵌入式TCP/IP协议栈的技术细节
• 3.2.1 协议栈层次结构和层间接口
• 3.2.2 主控制循环
• 3.2.3 数据缓存
• 3.2.4 内存的动态分配
• 3.3 嵌入式LWIP协议栈的实现
• 3.3.1 RTL8019AS驱动程序的实现
• 3.3.2 以太网协议及其实现
• 3.3.3 ARP协议的处理
• 3.3.4 IP协议的处理
• 3.3.5 TCP协议
• 第四章 动态WEB设计
• 4.1 动态WEB技术
• 4.1.1 CGI概述
• 4.1.2 ASP
• 4.1.3 PHP
• 4.2 工作原理
• 4.2.1 CGI的工作原理
• 4.2.2 URL编码
• 4.2.3 HTML表单
• 4.3 CGI外部扩展程序编制
• 4.3.1 直接URL加参数传递方法
• 4.3.2 GET方法
• 4.3.3 POST方法
• 第五章 嵌入式WEB服务器的实现
• 5.1 嵌入式WEB服务器的体系结构
• 5.2 HTTP协议
• 5.2.1 报文类型
• 5.2.2 请求报文
• 5.2.3 响应报文
• 5.3 嵌入式应用接口
• 5.4 嵌入式WEB服务器的实现
• 5.4.1 静态WEB的实现
• 5.4.2 动态WEB的实现
• 第六章 总结
• 6.1 工作总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文