嵌入式Web服務(wù)器移植與測(cè)試

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)備即網(wǎng)絡(luò)是后PC時(shí)代對(duì)嵌入式系統(tǒng)的客觀要求，因此也需要建立嵌入式設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)Web服務(wù)器。嵌入式Web能夠?qū)崿F(xiàn)在各種工業(yè)監(jiān)控、檢測(cè)、以及自動(dòng)化控制等領(lǐng)域的遠(yuǎn)程控制，世界上無(wú)論任何地方，只要是存在Internet網(wǎng)絡(luò)，都能夠通過(guò)Web服務(wù)對(duì)各種現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行管理，甚至可以在有網(wǎng)絡(luò)的手持設(shè)備上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制管理操作。傳統(tǒng)的Web服務(wù)器大多在大型機(jī)，PC機(jī)上實(shí)現(xiàn)，其成本比較高，而且不方便工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用實(shí)施，嵌入式系統(tǒng)以及嵌入式小型Web服務(wù)器的出現(xiàn)使得Web服務(wù)運(yùn)行在資源、性能有限的嵌入式設(shè)備上提供了條件。本文主要介紹嵌入式 Web服務(wù)器BOA在ARM9嵌入式系統(tǒng)設(shè)備板上的移植，并對(duì)移植后的BOA服務(wù)器進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。

1 硬件設(shè)計(jì)需求

根據(jù)系統(tǒng)要求，硬件電路部分核心處理器采用三星公司的S3C2440，該器件基于 ARM920T內(nèi)核，主頻400 MHz，是性價(jià)比比較高的嵌入式32位處理器之一。S3C2440微處理器內(nèi)部資源豐富，包括1個(gè)LCD控制器、SDRAM控制器、4個(gè)通道的DMA等。開(kāi)發(fā)板的存儲(chǔ)系統(tǒng)分SDRAM和Flash兩部分，其中SDRAM存儲(chǔ)系統(tǒng)使用了兩片外接的32 M字節(jié)總共64 M字節(jié)的SDRAM芯片，其型號(hào)為HY57V561620FTP。這部分通常稱之為內(nèi)存，兩片SDRAM并在一起形成32位寬的數(shù)據(jù)總線，增加了數(shù)據(jù)訪問(wèn)速度;開(kāi)發(fā)板具有兩種Flash：一種是型號(hào)為SST39VFl60l的Nor Flash，大小為2 M字節(jié);另一種是型號(hào)為K9F1208的Nand Flash，大小為64 M字節(jié);開(kāi)發(fā)板采用的網(wǎng)卡芯片為DM9000，它自適應(yīng)10/100 M網(wǎng)絡(luò)，RJ45連接頭內(nèi)部已經(jīng)包含了耦合線圈，因此在開(kāi)發(fā)板上沒(méi)有另接網(wǎng)絡(luò)變壓器，通過(guò)網(wǎng)線即可連接開(kāi)發(fā)板到Internet網(wǎng)絡(luò)中，從而實(shí)現(xiàn)嵌入式 Web服務(wù)。另外還包括電源、晶振、JTAG調(diào)試口，以及基本輸入輸出端口等部分。嵌入式硬件設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

2 嵌入式Web服務(wù)器BOA實(shí)現(xiàn)原理

BOA是一款非常小巧的Web服務(wù)器，源代碼開(kāi)放、性能優(yōu)秀、支持CGI通用網(wǎng)關(guān)接口技術(shù)，特別適合應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)中。BOA服務(wù)器主要功能是在互聯(lián)嵌入式設(shè)備之間進(jìn)行信息交互，達(dá)到通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)嵌入式設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，并將反饋信息自動(dòng)上傳給主控設(shè)備的目的。它是基于HTTP超文本傳輸協(xié)議的，Web網(wǎng)頁(yè)是Web服務(wù)最基本的傳輸單元。嵌入式Web服務(wù)的工作基于客戶機(jī)/服務(wù)器計(jì)算模型，由 Web瀏覽器(客戶機(jī))和Web服務(wù)器(服務(wù)器)構(gòu)成，也即著名的B/S結(jié)構(gòu)。運(yùn)行于客戶端的瀏覽器首先要與嵌入式Web服務(wù)器BOA端建立連接，打開(kāi)一個(gè)套接字虛擬文件，此文件建立標(biāo)志著SOCKET連接建立成功。然后客戶端瀏覽器通過(guò)套接字SOCKET以GET或者POST參數(shù)傳遞方式向Web服務(wù)器提交請(qǐng)求，Web瀏覽器提交請(qǐng)求后，通過(guò)HTTP協(xié)議傳送給Web服務(wù)器。Web服務(wù)器接到請(qǐng)求后，根據(jù)請(qǐng)求的不同進(jìn)行事務(wù)處理，返回HTML文件或者通過(guò)CGI調(diào)用外部應(yīng)用程序，返回處理結(jié)果。服務(wù)器通過(guò)CGI與外部應(yīng)用程序和腳本之間進(jìn)行交互，根據(jù)客戶端瀏覽器在請(qǐng)求時(shí)所采用的方法，服務(wù)器會(huì)搜集客戶所提供的信息，并將該部分信息發(fā)送給指定的CGI擴(kuò)展程序，CGI擴(kuò)展程序進(jìn)行信息處理并將結(jié)果返回給服務(wù)器，然后服務(wù)器對(duì)信息進(jìn)行分析，并將結(jié)果發(fā)送回客戶端在瀏覽器上顯示出來(lái)。

3 嵌入式Web服務(wù)器BOA移植

首先，Web服務(wù)器BOA是要運(yùn)行于ARM嵌入式設(shè)備上的，因此需要對(duì)BOA源文件進(jìn)行交叉編譯。編譯工具使用arm-linux-gcc- 4.3.2交叉編譯工具鏈，拷貝文件arm-lin-ux-gcc-4.3.2.tgz到目錄/tmp下，執(zhí)行命令cd/tmp;tar zxvfarm-linux-gcc-4.3.2.tgz-C/.這樣交叉編澤工具就安裝到/usr/local/arm/4.3.2目錄下面。為確保在打開(kāi)終端后能直接應(yīng)用交叉編譯工具鏈，要在/root/.bashrc文件中把編譯器路徑加入到系統(tǒng)環(huán)境變量。運(yùn)行命令 gedit/root/.bashrc編輯文件/root/.bashrc。在文件的最后添加export PATH=$PATH：/usr/local/arm/4.3.2/bin。保存退出。接著執(zhí)行source/root/.bashrc命令使設(shè)置生效。最后檢測(cè)交叉編譯工具是否安裝成功，命令為在終端中輸入arm-linux-gcc-v;若能在輸出的信息中看到arm-linux-gcc版本號(hào) 4.3.2，說(shuō)明安裝成功。

其次，交叉編譯BOA源碼，拷貝BOA源碼包boa-0.94.13.tar.gz到/tmp目錄下，解壓縮掩碼包tar zxvf boa-0.94.13.tar.gz;解壓后在Linux終端進(jìn)入BOA所在目錄，首先執(zhí)行命令./con-figure生成Makefile文件，然后打開(kāi)文件夾，找到Makefile文件，用文本編輯器打開(kāi)，找到CC=gcc，CPP=gcc-E兩行，分別將其設(shè)置成上一步生成的交叉編譯工具路徑 CC=/usr/local/arm/4.3.2/bin/arm-linux-gcc和 CPP=/usr/local/arm/4.3.2/bin/arm-linux-gcc-E，然后將Makefile保存后退出，回到終端執(zhí)行make 命令，進(jìn)行交叉編譯得到可執(zhí)行程序BOA，它就是能夠運(yùn)行在ARM嵌入式設(shè)備上的執(zhí)行文件。可通過(guò)命令fileboa查看文件信息?？截惔薆OA文件到目標(biāo)板/bin目錄中。

再次，配置boa服務(wù)器。配置BOA主要是為了使其能夠支持CGI程序的執(zhí)行。在文件系統(tǒng)的/etc目錄下mkdir boa建立一個(gè)BOA目錄，拷貝BOA源碼目錄中的boa.conf文件到文件系統(tǒng)目錄/etc/boa目錄下，然后根據(jù)嵌入式BOA的需求在此配置文件的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改。在修改此配置文件時(shí)需要注意保證其他文件和設(shè)置必須與配置文件相一致，否則嵌入式Web服務(wù)器BOA就不能正常運(yùn)行。boa.conf 文件主要配置內(nèi)容如圖2所示。

4 嵌入式Web服務(wù)器BOA移植測(cè)試

測(cè)試的目的主要是驗(yàn)證嵌入式Web服務(wù)器BOA移植以及配置是否正確，能否正常工作。根據(jù)以上配置文件boa.conf的內(nèi)容在文件系統(tǒng)目錄/var下創(chuàng)建www目錄用于存放html文檔以及html文檔所需的圖像資源。創(chuàng)建/www/cgi-bin目錄用于存放CGI程序。

1)制作Web測(cè)試頁(yè) Web測(cè)試網(wǎng)頁(yè)主要由Html語(yǔ)言、Javascript腳本語(yǔ)言完成，新建文本文檔輸入網(wǎng)頁(yè)代碼如圖3所示。

保存此文件并重命名為index.html?？截惔薍tml文件到目標(biāo)板/vat/www/目錄下。假設(shè)開(kāi)發(fā)宿主機(jī)與目標(biāo)板在同一局域網(wǎng)中，并且無(wú)網(wǎng)絡(luò)故障，目標(biāo)板ip地址設(shè)置為192.168.1.156。在宿主機(jī)上運(yùn)行瀏覽器進(jìn)行BOA頁(yè)面測(cè)試，在瀏覽器地址欄中輸入ip地址 192.168.1.-1，則可以看到Web測(cè)試頁(yè)面如圖4所示。

2)CGI腳本測(cè)試在目標(biāo)板打開(kāi)一個(gè)終端輸入命令

viceshi.cgi，新建一個(gè)腳本文件，輸入如圖5所示代碼。

：wq保存此腳本文件，并拷貝此文件到/var/www/cgi-bin目錄中，chmod+x ceshi.cgi更改此文件的執(zhí)行權(quán)限。然后在宿主機(jī)(客戶端)瀏覽器中輸入http：//192.168.1.156/cgi- bin/ceshi.cgi地址，經(jīng)過(guò)測(cè)試符合功能要求。

5 結(jié)論

本文實(shí)現(xiàn)了嵌入式BOA Web服務(wù)器在ARM9目標(biāo)板的移植以實(shí)現(xiàn)微型機(jī)在各種控制領(lǐng)域的遠(yuǎn)程管理，并通過(guò)了移植后測(cè)試。嵌入式BOA的成功移植為以后在具體生活、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用提供了條件，方便了未來(lái)Web應(yīng)用工程的開(kāi)發(fā)。