嵌入式WEB服務(wù)器在太陽(yáng)能發(fā)電站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)應(yīng)用

監(jiān)控系統(tǒng)分2種，C/S模式和B/S模式。C/S模式需要在PC安裝客戶(hù)端，在嵌入式系統(tǒng)上還需要安裝服務(wù)端，這在設(shè)計(jì)上不僅加大了開(kāi)發(fā)工作量，而且還得配備專(zhuān)用電腦，但有時(shí)候在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)上是沒(méi)有辦法做到的。而B(niǎo)/S模式則顯得其靈活性和成本低廉性。首先在B/S模式下面我們只需要開(kāi)發(fā)單個(gè)WEB應(yīng)用，客戶(hù)端和服務(wù)端程序都不需要。其次還可以用具備瀏覽器的終端設(shè)備來(lái)隨時(shí)隨地瀏覽察看和控制后端設(shè)備。另外還可以省下其他監(jiān)控硬件設(shè)備，有效降低了成本，增強(qiáng)整套系統(tǒng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

綜合考慮本系統(tǒng)采用B/S方式。監(jiān)控系統(tǒng)以ARM11微處理器（SC6410）為硬件核心，嵌入式Linux為軟件核心的綜合平臺(tái)方案。在此平臺(tái)上設(shè)計(jì)了基于Linux嵌入式Web太陽(yáng)能監(jiān)控系統(tǒng)。此監(jiān)控系統(tǒng)以Ajax為網(wǎng)頁(yè)前端通訊方式，Cgi進(jìn)程、Php進(jìn)程、485進(jìn)程為后端數(shù)據(jù)處理方式。監(jiān)控系統(tǒng)只存設(shè)備上運(yùn)行，在和設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的任何地方，儀通過(guò)瀏覽器就可以直接監(jiān)控太陽(yáng)能設(shè)備，打破了距離的限制，提高了軟件的保密性。

1監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

監(jiān)控系統(tǒng)硬件分為核心板和底板2個(gè)部分。核心板使用S3C6410處理器，外擴(kuò)128MBSDRAM和256MBFLASH外部存儲(chǔ)器。底板采用的是RS485采集接口，3線(xiàn)RS232串口，SD卡存儲(chǔ)接口以及以太網(wǎng)控制器和RJ45組成的以太網(wǎng)接口，硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

RS485通訊接口按照協(xié)議把太陽(yáng)能設(shè)備參數(shù)讀取并發(fā)送主控芯片（S3C6410）。主控芯片接受485采集數(shù)據(jù)并存放Sqlite3數(shù)據(jù)庫(kù)。經(jīng)程序處理、分析后的數(shù)據(jù)在網(wǎng)頁(yè)上以動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)和表格形式顯示，除此之外實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁(yè)上發(fā)送指令修改太陽(yáng)能設(shè)備參數(shù)。該監(jiān)控系統(tǒng)完成參數(shù)以表格和曲線(xiàn)等多種形式的展示以及太陽(yáng)能設(shè)備參數(shù)的配置，極大方便了客戶(hù)，提高了客戶(hù)使用友好性。

2監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境移植

2.1嵌入式CGI的C庫(kù)移植

2.1.1下載cgic205.tar.gz

下載地址：http://www.boutell.com/cgic/#0btain

2.1.2解壓

解壓壓縮文件到/home/cgic/目錄

#tar-czvfcgic205.tar.gz

#cdcgic205

2.1.3編譯

修改其makefile里面的編譯參數(shù)

CC=arm-linux-gcc

AR=arm-linux-ar

RANLIB=arm-linux-ranlib.

#make

拷貝libcgic.a庫(kù)到設(shè)備/usr/lib/目錄下。

2.2嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)Sqlite3移植

2.2.1下載sqlite3-autoconf-3070900.tar.gz

下載地址：http://www.sqlite.org/download.html

2.2.2解壓

解壓壓縮文件到/home/sqlite3/目錄

#tar-czvfsqlite3-autoconf-3070900.tar.gz

#cdsqlite3-autoconf-3070900

2.2.3編譯

#./configure

--host=arm-linux-

--prefix=/opt/sqlite3/install3.7.4

--disable--tc

#make

#makeinstall

拷貝/opt/sqlite3/install3.7.4目錄下lib和bin文件到設(shè)備上對(duì)應(yīng)目錄。

2.3WEB服務(wù)器Appweb軟件移植

2.3.1下載Appweb3.3.0.tar.gz

下載地：http://appwebserver.org/downloads/appweb/download.ejs

2.3.2解壓

解壓文件到/home/appweb/目錄

#tar-czvfappweb3.3.0.tar.gz

#cdappweb3.3.0

2.3.3編譯

#./configure

--prefix=/home/my

--target=arm-sc6410-linux

--build=i686-pc-linux

--enable-log

--static

--port=80

--with-php=/home/cgi-php;

#makeTRACE=1

#makeROOT_DIR=/home/myinstall

在/home/cgi-php目錄里面要有編譯好的php5動(dòng)態(tài)庫(kù)，編譯的Appweb服務(wù)器才會(huì)支持php功能。

拷貝home/my目錄里面的文件到設(shè)備對(duì)應(yīng)目錄，同時(shí)拷貝php動(dòng)態(tài)庫(kù)到/usr/lib目錄，至此監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境移植完畢。

2.3.4驗(yàn)證Appweb服務(wù)器

編寫(xiě)以下代碼并保存為文件test.php,放至設(shè)備/www/目錄下

在PC機(jī)瀏覽器地址上輸入設(shè)備地址：192.168.0.80/test.php.如果瀏覽器網(wǎng)頁(yè)中顯示"okphp",就證明嵌入式Appweb帶php開(kāi)發(fā)功能且支持Sqlite3數(shù)據(jù)庫(kù)軟件運(yùn)行環(huán)境已經(jīng)移植完畢。現(xiàn)在Web服務(wù)器能支持Cgi和Php這兩項(xiàng)功能，而類(lèi)似boa,shttpd等嵌入式Web只是支持Cgi,在后臺(tái)的處理上功能比較弱，不能完成較復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。

3監(jiān)控系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

監(jiān)控系統(tǒng)軟件基于Linux操作系統(tǒng)，主要分為Cgi模塊、Php模塊、485進(jìn)程模塊。Cgi模塊主要是要負(fù)責(zé)密碼驗(yàn)證、修改、以及發(fā)送消息給485掃描進(jìn)程進(jìn)行對(duì)太陽(yáng)能設(shè)備參數(shù)進(jìn)行配置。Php模塊主要負(fù)責(zé)從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取出數(shù)據(jù)分析、處理后送給前臺(tái)。485進(jìn)程模塊主要是自定義通訊協(xié)議，掃描在線(xiàn)太陽(yáng)能逆變器來(lái)獲取其基本屬性參數(shù)并且經(jīng)過(guò)處理后存放在設(shè)備sqlite3數(shù)據(jù)庫(kù)里，一切圖形顯示和圖表顯示以及參數(shù)修改等數(shù)據(jù)全部是從數(shù)據(jù)庫(kù)中取得。監(jiān)控系統(tǒng)軟件架構(gòu)及其功能模塊如圖2所示。

圖2軟件架構(gòu)及功能模塊圖

3.1監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)技術(shù)

3.1.1軟件通訊技術(shù)

軟件通訊方式是Ajax,她是結(jié)合了Java技術(shù)、XML以及JavaScriDt等編程技術(shù)，可以讓開(kāi)發(fā)人員構(gòu)建基于Java技術(shù)的Web應(yīng)用，并打破了使用頁(yè)面重載的慣例。用戶(hù)可以創(chuàng)建接近本地桌面應(yīng)用的直接、更豐富、更動(dòng)態(tài)的Web用戶(hù)界面。

3.1.2軟件Javascipt基礎(chǔ)庫(kù)

整個(gè)系統(tǒng)軟件前端軟件開(kāi)發(fā)主要是基于Jayascipt的庫(kù)JQuery.她簡(jiǎn)化了前端開(kāi)發(fā)的工作，提供了豐富的函數(shù)接口。

3.1.3軟件曲線(xiàn)顯示插件技術(shù)

系統(tǒng)曲線(xiàn)顯示部分主要是由Flot插件來(lái)完成的。Flot是一個(gè)非常強(qiáng)大的利用js來(lái)畫(huà)出圖表的jquery插件，并且支持幾乎所有主流瀏覽器，包括IE6+.在本系統(tǒng)中主要采用此插件來(lái)完成歷史和實(shí)時(shí)曲線(xiàn)的繪制。

3.1.4軟件圖表顯示插件技術(shù)

系統(tǒng)圖表顯示部分主要是由JGrid插件實(shí)現(xiàn)。她能完成大部分常用工作的表格和分頁(yè)功能的表單，在本系統(tǒng)中主要用來(lái)顯示和實(shí)時(shí)更新在線(xiàn)太陽(yáng)能設(shè)備的基本參數(shù)。[!--empirenews.page--]

3.2監(jiān)控系統(tǒng)軟件Cgi模塊

Cgi模塊分為前端和后端兩個(gè)部分，前端主要是html元素的編寫(xiě)和布局以及相關(guān)元素對(duì)應(yīng)事件函數(shù)的編寫(xiě)，后端是負(fù)責(zé)處理html網(wǎng)頁(yè)傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)并且處理完畢返回給網(wǎng)頁(yè)調(diào)用函數(shù)需要的數(shù)據(jù)，網(wǎng)頁(yè)利用得到的數(shù)據(jù)更新原來(lái)網(wǎng)頁(yè)上的數(shù)據(jù)。圖3是Cgi功能模塊。

圖3Cgi模塊程序功能圖

3.2.1Cgi前端編程

Html網(wǎng)頁(yè)js函數(shù)提交數(shù)據(jù)有post和get兩種方式，本系統(tǒng)采用方式是post方式。前臺(tái)（html）調(diào)用cgi程序?qū)嵗?/p>

Cgi程序通過(guò)cgic庫(kù)提供的api函數(shù)獲取從前臺(tái)網(wǎng)頁(yè)傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù){ID:addr,Value:value},處理數(shù)據(jù)后依需求發(fā)送消息給485進(jìn)程，并查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)檢查命令是否設(shè)置成功，當(dāng)然也有獨(dú)立的查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)驗(yàn)證密碼或者修改密碼之類(lèi)的操作。

3.2.2Cgi后端編程

3.3監(jiān)控系統(tǒng)軟件Php模塊

Php模塊從數(shù)據(jù)庫(kù)提取需要的數(shù)據(jù)整理處理后以JSON格式發(fā)送前臺(tái)。圖4是Php功能模塊。

圖4Php模塊程序功能圖

3.3.1Php前端編程

這個(gè)部分和Cgi部分是一樣的，編寫(xiě)調(diào)用Php模塊js函數(shù)。

3.3.2后端php編程

4運(yùn)行效果

測(cè)試滿(mǎn)足實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)需求，如圖5和圖6以及圖7所示。

圖5逆變器運(yùn)行數(shù)據(jù)表格

圖6逆變器運(yùn)行實(shí)時(shí)網(wǎng)線(xiàn)

圖7逆變器歷史查詢(xún)顯示

5結(jié)束語(yǔ)

文中介紹了基于ARM嵌入式電站動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)控的一種新設(shè)計(jì)方案，給出了詳細(xì)的硬件和軟件組成和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，并且針對(duì)電站數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示和歷史數(shù)據(jù)的查詢(xún)以及電站基本參數(shù)的配置等核心問(wèn)題，提出了一套可靠的設(shè)計(jì)方法，實(shí)際長(zhǎng)期運(yùn)行證明該監(jiān)控軟件運(yùn)行穩(wěn)定、實(shí)際占用資源少、界面易于操作、符合現(xiàn)場(chǎng)要求，具有十分廣泛的應(yīng)用前景。