基于以太网的嵌入式Web Server的研究及实现

论文摘要

随着嵌入式系统的发展和Internet的普及,越来越多的嵌入式网络系统将Web Server引入其中。以太网以其速度快、成本低成为嵌入式Web Server接入网络的主要方式。因此,实现基于以太网的嵌入式Web Server具有十分重要的实际意义。本课题直接在普通8位微处理器上实现了嵌入式Web Server,并在其基础上完成被控设备的Internet接入,用户可通过IE浏览器对被控设备进行远程监控。其特点是嵌入式Web Server本身开发了公共网关接口CGI来完成网页的发布功能,实现与用户端的动态交互,从而无需操作系统的支撑。首先,课题根据嵌入式设备的特点,设计了嵌入式Web Server的系统结构,搭建了硬件电路,编写了基于华邦单片机W78E58B和网络控制芯片RTL8019AS的程序代码,对标准TCP/IP协议进行了合理的简化,实现了符合8位单片机的嵌入式TCP/IP协议。实现的协议包括:ARP(地址解析协议)、IP(网际协议)、ICMP(Internet控制报文协议)、TCP(传输控制协议)、UDP(用户数据报协议)和HTTP(超文本传输协议)。然后,利用开发工具编译、运行和调试程序,对系统进行了测试和改进。最后,给出了嵌入式Web Server在智能家居系统中的一个典型应用,实现了远程温度监控功能,并取得了预期的效果。系统的成功运行,证明了基于8位微处理器实现嵌入式Web Server的可行性和有效性,同时也表明接入控制网络的嵌入式Internet技术具有广阔的应用前景和推广价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 嵌入式系统概述
• 1.1.1 嵌入式系统的基本概念及其发展
• 1.1.2 嵌入式系统的特点
• 1.1.3 嵌入式系统的应用前景
• 1.1.4 嵌入式系统的发展方向
• 1.2 国内外研究和应用现状
• 1.3 课题研究的背景及意义
• 1.3.1 课题研究的背景
• 1.3.2 课题研究的意义
• 1.4 课题研究的主要内容
• 2 嵌入式WEB SERVER 的系统设计
• 2.1 实现方案
• 2.1.1 几种主要实现方案的比较
• 2.1.2 本课题采用方案
• 2.2 INTERNET 接入
• 2.3 系统硬件结构设计
• 2.4 软件开发工具
• 2.5 本章小结
• 3 嵌入式WEB SERVER 的硬件设计
• 3.1 硬件选型
• 3.2 系统硬件器件介绍
• 3.2.1 嵌入式处理器
• 3.2.2 以太网控制器
• 3.2.3 存储器芯片
• 3.2.4 X5045
• 3.2.5 其他芯片
• 3.3 系统硬件平台设计
• 3.3.1 单片机最小应用系统设计
• 3.3.2 存储器扩展电路
• 3.3.3 W78E588 与RTL8019AS 接口电路设计
• 3.3.4 MAX232 串口电平转换电路
• 3.3.5 网络隔离变压器20F-01 接口电路
• 3.4 本章小结
• 4 嵌入式TCP/IP 协议及网络通信技术基础
• 4.1 TCP/IP 协议
• 4.1.1 标准TCP/IP 协议
• 4.1.2 精简TCP/IP 协议
• 4.2 SOCKET 网络通信技术
• 4.3 HTML 语言
• 4.4 CGI 动态交互技术
• 4.5 本章小结
• 5 嵌入式WEB SERVER 的软件实现
• 5.1 RTL8019AS 驱动程序
• 5.1.1 RTL8019AS 复位
• 5.1.2 RTL8019AS 初始化
• 5.2 嵌入式TCP/IP 协议的实现
• 5.2.1 数据链路层的实现
• 5.2.2 ARP 协议的实现
• 5.2.3 IP 协议的实现
• 5.2.4 ICMP 协议的实现
• 5.2.5 UDP 协议的实现
• 5.2.6 TCP 协议的实现
• 5.2.7 HTTP 协议的实现
• 5.3 系统主处理流程
• 5.4 系统动态交互的实现
• 5.5 系统安全策略
• 5.6 系统测试
• 5.6.1 测试步骤及方法
• 5.6.2 串口的测试
• 5.6.3 以太网连接的测试
• 5.6.4 PING 的结果
• 5.7 本章小结
• 6 嵌入式WEB SERVER 在智能家居远程温度监控系统中的应用
• 6.1 D518820
• 6.1.1 D518820 概述
• 6.1.2 D518820 测温原理
• 6.2 D518820 测温子程序
• 6.3 应用实现
• 6.4 本章小结
• 7 结论
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表的论文