嵌入式linux平台下网络服务器（3G+PPP+BOA+ARM）
you_set@https://www.doczj.com/doc/d62791883.html,
一、华为3G模块EM770W在LINUX下的驱动
1.EM770W为华为3G WCDMA模块，支持HSPA(HSPA data rate －7.2 Mbps DL / 2 Mbps UL),更适合
于无线视频服务器和监控器。EM770W接口为mini PCIE，52个引脚，引脚中对外数据接口包含一个全串口UART1,一个四线串口UART2，一个USB2.0。EM770W与ARM芯片连接有两种方式：一种是通过UART1，速度只能达到115.200KBPS，这与HSPA速率明显跟不上，一般不用此方式进行连接，如果和MCU连接进行小量数据传输可以用此方式。第二种方式是通过USB和ARM芯片连接，此方式适合大量数据传输，速率更快。
2.EM770W在LINUX下的驱动
在较新版本的LINUX内核（LINUX-2.6.18以上）里已经有了EM770W的驱动，需在内核增加支持，修改配置如下：
在linux内核目录下：
make ARCH=arm menuconfig
然后重新编译内核，增加驱动后在ARM开发板上通过USB接入EM770W，系统识别出USB设备，将EM770W虚拟成三个串口设备，节点为/dev/ttyUSB0,/dev/ttyUSB1,/dev/ttyUSB2。
如果使用较早的内核而不支持“USB driver for GSM and CDMA modems”的话，可以选择Usb Generic Serial Driver，但是需要把Usb Driver的PID和VID设置成华为的ID（EM700/EM770W的VID： 0x12d1 PID： 0x1001）
ID更改步骤：
在linux内核目录下
vi drivers/usb/serial/option.c
在里面定义两个宏(EM770W的VID： 0x12d1 PID： 0x1001）：
#define EM770W_OPTION_VENDOR_ID 0x12d1
#define EM770W_OPTION_PRODUCT_COLT 0x1001
增加到结构体中
static struct usb_device_id option_ids[] = {
{ USB_DEVICE(OPTION_VENDOR_ID, OPTION_PRODUCT_COLT) },
…
{ USB_DEVICE(EM770W_OPTION_VENDOR_ID , EM770W_ OPTION_PRODUCT_COLT) },
}
修改完成后重新编译内核就可以驱动EM770W了。
到此3G模块驱动增加完成，可以进行下一步的操作。
二、3G模块在linux下PPP拨号上网
1.为了使用ppp方式进行拨号上网，需要linux内核支持ppp,需要在内核选项里将ppp支持选上，然后
重新编译内核即可
2.使用命令pppd call script的方式拨号：
1)下载ppp-dev-2.4.4.tar.gz（用此软件为了交叉编译后得到pppd和chat两个可执行文件），
步骤如下：(使用arm-linux-3.4.4编译)
tar zxvf ppp-dev-2.4.4.tar.gz
cd ppp-2.4.4
./configure
make CC=/usr/local/arm/3.4.4/bin/arm-linux-gcc
编译后将pppd目录里的pppd可执行文件和chat目录下的chat可执行文件复制到ARM开发板根文件系统/usr/sbin/目录下。
2)配置ppp：
#/etc/ppp/gprs-connect-chat
# chat script for HuaWei EM770W 3G module.
TIMEOUT 15
ABORT "DELAYED"
ABORT "BUSY"
ABORT "ERROR"
ABORT "NO DIALTONE"
ABORT "NO CARRIER"
TIMEOUT 40
'' \rAT
OK ATS0=0
OK ATE0V1
OK AT+CGDCONT=1,"IP","UNINET"
OK ATDT*99***1#
CONNECT ''
#/etc/ppp/gprs-disconnect-chat
ABORT OK
ABORT BUSY
ABORT DELAYED
ABORT "NO ANSWER"
ABORT "NO CARRIER"
ABORT "NO DIALTONE"
ABORT VOICE
ABORT ERROR
ABORT RINGING
TIMEOUT 12
"" \\k\\k\\k\\d+++ATH
"NO CARRIER-AT-OK" ""
#/etc/ppp/chap-secrets
#client server secret IP address
"uninet" * "uninet" *
#/etc/ppp/pap-secrets
#client server secret IP address
"uninet" * "uninet" *
#/etc/ppp/peers/gprs
# This is pppd script, used Huawei EM770W 3G Module # Usage: root>pppd call gprs
/dev/ttyUSB0
115200
crtscts
modem
debug
nodetach
usepeerdns
noipdefault
defaultroute
user "uninet"
0.0.0.0:0.0.0.0
connect '/usr/sbin/chat -s -v -f /etc/ppp/gprs-connect-chat' #disconnect '/bin/chat -v -f /etc/ppp/gprs-disconnect-chat'
使用命令：
pppd call gprs
三、WEB服务器移植（BOA）
1、下载Boa源码
下载地址: https://www.doczj.com/doc/d62791883.html,/
下载boa-0.94.13.tar.gz，
下载后解压编译（注意：必须用cross-2.95.3编译）
tar zxvf boa-0.94.13.tar.gz
./configure –host=arm-linux CC=/usr/local/arm/2.95.3/bin/arm-linux-gcc
完成后生成Makefile,然后修改Makefile:
CC =/usr/local/arm/2.95.3/bin/arm-linux-gcc
CPP =/usr/local/arm/2.95.3/bin/arm-linux-gcc –E
修改完成直接
make
/usr/local/arm/2.95.3/bin/arm-linux-strip boa (去除调试信息，减小体积)
将生成的boa可执行文件复制到开发板根文件系统/usr/sbin/下。
Boa需要在/etc目录下建立一个boa目录，里面放入Boa的主要配置文件boa.conf。在Boa源码目录下已有一个示例boa.conf，可以在其基础上进行修改
2、ScriptAlias的修改
修改ScriptAlias /cgi-bin/ /usr/lib/cgi-bin/
为ScriptAlias /cgi-bin/ /var/www/cgi-bin/
这是在设置CGI的目录，你也可以设置成别的目录。比如用户文件夹下的某个目录。
3、ServerName的设置
修改#ServerName https://www.doczj.com/doc/d62791883.html,.here
为ServerName https://www.doczj.com/doc/d62791883.html,.here
注意：该项默认为未打开，执行Boa会异常退出，提示“gethostbyname::No such file or directory”,所以必须打开。其它默认设置即可。你也可以设置为你自己想要的名字。比如我设置为：ServerName tekkaman2440
此外，还需要：
通常可以从linux主机的/etc目录下将mime.types文件复制开发板/etc目录下。
创建日志文件所在目录/var/log/boa
创建HTML文档的主目录/var/www
创建CGI脚本所在录/var/www/cgi-bin
Web服务器创建 随着计算机技术的发展，嵌入式系统已成为计算机领域的一个重要组成部分。广义讲，凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可以称为嵌入式系统。所谓嵌入式设备，是指具有计算机功能，但又不称为计算机的设备或器材，几乎包括了我们周期的所有电路设备：PDA、手机机顶盒、汽车、微波炉、电梯、安全系统、自动售货机、医疗仪器、自动取款机等。嵌入式系统可以通过各种无线形式（如WAP、Blue嵌入式Internet技术主要包括传感器技术、通信技术、计算机技术和集成电路技术等。以前的设备控制系统一般是通过专用通信线中进行的，其通信介质、通信协议、相关软件和硬件都是专用的，而Internet技术的发展使嵌入式设备的远程控制和管理方式有了改变。不需要专用的通信线路，并且传输的信息不局局于数据信号，还有声音和图像。最重要的是其通信协议是标准且公开的。随着Web技术的发展，几乎改变了现在的信息表达形式，很多应用都是基于Web 技术的。由于HTML语言的标准统一性，只要在嵌入式设备中有一个微型服务器， 就可以使用任意一种Web浏览器接收和发送信息。所以如何设计这种特别的Web服务器，如何在嵌入式设备中安装Web服务器，就成了嵌入式Web服务器的发展和研究方向。 对于嵌入式Web服务器的研究和应用，其意义是重大的。它为我们管理、控制和监测各种各样设备提供了一个很好的途径。这种设备可以是具有有限内存资源的8位或16位系统，已足够提供一个用户界面，而且这种方式是基于Internet 的。这种设备可以在世界任何一个地方，只要它连入Internet就能够控制它。 1.1 课题的研究意义 Internet的迅猛发展，传统的Client/server体系结构(客户机/服务器)，渐渐的在某些方面显示出它的局限性，Browser/server结构(浏览器/服务器)的出现恰恰弥补了这种缺陷。B/S方式已成为一种时尚，大部分网络应用系统都是以这种B/S方式与网络用户交换信息。B/S的基础是客户端要有一个浏览器程序，服务器端要有一个与之对应的Web服务器。显然，Web服务器在B/S方式下起着决定性的作用，因此，一般互联网站都采用功能强大的通用Web服务器。 随着网络各个核心部分业务量的提高，其访问量和数据流量快速增长，处理能力和计算强度也相应增大，使得单一设备根本无法承担，而且许多企业级应用系统的应用请求具有突发性和紧急性的特点，当应用访问急剧上升时，容易造成网络瓶颈。解决这一问题的办法是采用多台嵌入式Web服务器为一个应用服务，集群负载均衡机制就是为解决多个网络设备之间实现合理的业务量分配而提出
嵌入式系统中网络通信协议的选择 一、引言 一个现代化工业企业的网络环境一般可分为四个层次： ·Internet：实现企业之间的信息交流； ·Intranet：实现企业内部管理、财务、办公及人事等的信息化； ·Infranet：实现工业企业现场生产设备级的综合管理、调度与监控等；·Embedded Network ：嵌入式网络。实现生产设备内部多个分布式子系统之间的实时通信。 Internet、Intranet都基于TCP/IP协议簇，Intranet是面向广域网的Internet在企业内部局域网上的延伸。 Infranet的建设目前主要采用各种现场总线协议，如ProfiBus、Lonwork、CAN等。 随着社会的进步和技术的发展，现代机电控制系统往往包括若干个子系统，每个子系统既自成一体，拥有自己独立的CPU，又与其它子系统紧密协调。嵌入式网络就是实现子系统间相互通信的手段。 二、对嵌入式网络的特殊要求 嵌入式网络通常应用在环境比较恶劣的工业生产现场，因此在以下几个方面有其自身独特的要求： 1. 实时性：生产设备内部多个分布式子系统信息耦合通常比较紧密，对实时性要求很高，这就要求所用的网络协议具有可确定的实时性能，即极坏情况下的响应时间是可确定的；另外在网络节点数比较多，或者有些节点对实时响应要求特别高时，网络协议还应支持优先级调度，以提高时间紧迫型任务的信息传输可确定性。 2. 可靠性：嵌入式网络本身的可靠性直接影响设备的有效作业率、成品率和生产效率，要求网络能动态增加/删除节点；生产现场比较恶劣的电磁环境要求嵌入式网络本身具有很强的抗干扰能力、检错和纠错能力以及快速恢复能力； 3. 通信效率：嵌入式网络通信的特点之一是子系统之间通信非常频繁，但每次通信的信息长度很短，因此要求嵌入式网络协议尽量采用短帧结构，且帧头和帧尾尽可能短，从而提高通信效率和带宽的利用率； 4. 双重混合支持：不同工作环境的巨大差异决定了嵌入式网络应具有灵活的介质访问协议，不但支持多种介质（双绞线、同轴电缆、光缆），而且支持混合拓扑结构（星型、环型、总线型），有时甚至要求同一个嵌入式网络能同时使用多种介质和多种网络拓扑。如在噪声环境中，系统中一部分连接需要使用光缆，
嵌入式联网解决方案 嵌入式联网概述 网络和信息技术的发展使得原来以串口、RS232、RS485方式管理的串口设备不再适应信息化的步伐。从串口到网口的转化，从电平级别的串口通信，到以太网甚至Internet方式的网络化级别的通信是必然的趋势。 设备联网管理相对于串口方式有如下的优点： 联网方式接线灵活性大于串口方式。串口连接是物理上的连接，而网络化是逻辑上的链接。以前每个设备都需要有一根物理上的串口线和PC机连接，此时如果设备非常多，那么PC机的串口就不够用，即使进行串口扩展也是有限的。而对于网络化方式，只要PC机有一根网线接入网络，每台设备也接入网络，那么就可以实现互联。 联网方式具有距离远、可充分利用已有网络资源的特点。只要设备联网就可以实现远程控制，可以充分利用现有的Internet带来的便利。目前网线已经遍及住宅区、办公区、工厂等，随处都可以接入网络，这节约了布线的成本。 联网方式可以利用现有的网络协议，例如可以使用Http协议来访问设备，利用IPSec来加密数据，使用TCP协议保证数据发送的准确性，这使得设备的性能大大提高。 设备联网屏蔽了各种设备的差异，统一使用socket标准接口进行通信，方便了不同类型设备的统一化管理。 嵌入式设备联网的一般方法 目前绝大部分的有线联网方式都采用以太网IEEE802.3。下面分几种情况： 如果用户不想重新设计原有的串口设备，那么可以使用串口服务器，例如卓岚的NETCOM2000系列产品。串口服务器可以将原有的串口数据透明地转发到网络上。卓岚的串口服务器方案支持虚拟串口，可以在PC端将网络连接重新虚拟为串口，这样用户的软件程序也不需要修改，即从图 1 原用户解决方案升级为图2 卓岚联网解决方案。 图 1 原用户解决方案
嵌入式技术 引言 在当前数字信息技术和网络技术高速发展的后PC（Post-PC）时代，嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、工程设计、军事技术、各类产业和商业文化艺术以及人们的日常生活等方方面面中。随着国内外各种嵌入式产品的进一步开发和推广，嵌入式技术越来越和人们的生活紧密结合。 1970年左右出现了嵌入式系统的概念，此时的嵌入式系统很多都不采用操作系统，它们只是为了实现某个控制功能，使用一个简单的循环控制对外界的控制请求进行处理。当应用系统越来越复杂、利用的范围越来越广泛的时候，每添加一项新的功能，都可能需要从头开始设计。没有操作系统已成为一个最大的缺点了。 C语言的出现使操作系统开发变得简单。从上世纪80年代开始，出现了各种各样的商用嵌入式操作系统百家争鸣的局面，比较著名的有VxWorks、pSOS和Windows CE等等，这些操作系统大部分是为专有系统而开发的。另外，源代码开放的嵌入式Linux，由于其强大的网络功能和低成本，近来也得到了越来越多的应用。 1 嵌入式系统的技术特点 嵌入式系统通常包括构成软件的基本运行环境的硬件和操作系统两部分。嵌入式系统的运行环境和应用场合决定了嵌入式系统具有区别于其它操作系统的一些特点。 （1）嵌入式处理器 嵌入式处理器可以分为三类：嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP（Digital Signal Processor）。嵌入式微处理器就是和通用计算机的微处理器对应的CPU。在应用中，一般是将微处理器装配在专门设计的电路板上，在母板上只保留和嵌入式相关的功能即可，这样可以满足嵌入式系统体积小和功耗低的要求。目前的嵌入式处理器主要包括：PowerPC、Motorola 68000、ARM系列等等。 嵌入式微控制器又称为单片机，它将CPU、存储器（少量的RAM、ROM或两者都有）和其它外设封装在同一片集成电路里。常见的有8051。 嵌入式DSP专门用来对离散时间信号进行极快的处理计算，提高编译效率和执行速度。在数字滤波、FFT、谱分析、图像处理的分析等领域，DSP正在大量进入嵌入式市场。 （2）微内核结构 大多数操作系统至少被划分为内核层和应用层两个层次。内核只提供基本的功能，如建立和管理进程、提供文件系统、管理设备等，这些功能以系统调用方式提供给用户。一些桌面操作系统，如Windows、Linux等，将许多功能引入内核，操作系统的内核变得越来越大。内核变大使得占用的资源增多，剪裁起来很麻烦。 大多数嵌入式操作系统采用了微内核结构，内核只提供基本的功能，比如：任务的调度、
摘要 工程实践教学环节是为了学生能够更好地巩固和实践所学专业知识而设置的，在本次工程实践中，我们以ARM体系结构与编程课程中所学知识为基础，对基于ARM的简单嵌入式WEB服务器系统进行了简单设计。本设计利用ARM 自带的WEB服务器技术，来实现对嵌入式WEB服务器系统的控制设计。该技术基于WEB服务器之上，且用嵌入式WEB服务器来实现对于网络的访问。 本设计说明重点介绍了如下几方面的内容： 1）基于嵌入式WEB服务器的HTTP协议；1 2）Linux 下的signal()函数的使用； 3）嵌入式WEB服务器的工作原理； 4）ARM开发板上的SOCKET网络编程。 关键词：ARM体系；嵌入式WEB服务器；HTTP协议；SOCKET网络编程。
目录 第一章绪论 (3) 1.1课题简介 (3) 1.2设计目的 (3) 1.3设计内容 (3) 1.4设计用途 (3) 第二章嵌入式WEB服务器设计原理简介................................................ 错误!未定义书签。 2.1需求说明.............................................................................................. 错误!未定义书签。 2.2功能需求详细说明.............................................................................. 错误!未定义书签。 2.3数据流图（DFD） (5) 2.4数据需求 (6) 第三章嵌入式WEB服务器设计流程 (7) 3.1系统结构图 (7) 3.2整体结构图说明 (7) 3.3连接处理模块 (8) 3.4功能分配 (8) 第四章嵌入式WEB服务器设计程序分析及实践 (10) 4.1程序设计 (10) 4.2程序分析 (11) 4.3实验步骤 (15) 参考文献 (17)
目录 摘要....................................................................................................................................................................... I ABSTRACT ......................................................................................................................................................... I I 目录.................................................................................................................................................................... IV 第一章绪论.. (1) 1.1课题背景 (1) 1.2论文的主要研究内容及工作 (3) 1.3论文组织及章节安排 (4) 第二章实时嵌入式网络协议栈的体系结构 (5) 2.1实时网络协议栈的架构 (5) 2.2常见实时网络协议栈 (6) 2.2.1 BSD网络协议栈 (6) 2.2.2 uIP网络协议栈 (8) 2.2.3 LwIP 网络协议栈 (9) 2.3网络协议栈的选择 (10) 2.4实时嵌入式操作系统的选择 (11) 2.4.1实时嵌入式操作系统的特点 (11) 2.4.2几种实时嵌入式操作系统的比较及选择 (11) 2.4.3 RT-Linux操作系统简介 (13) 2.5本章小结 (13) 第三章提升嵌入式应用网络性能的优化思路 (14) 3.1网络协议栈的进程模型 (14) 3.2缓冲区管理技术 (15) 3.2.1 缓冲区静态划分 (17) 3.2.2 缓冲块动态分配 (17) 3.3TCP控制块管理技术 (18) 3.3.1 LwIP的TCP控制块管理 (19) 3.3.2 LwIP的TCP控制块查询 (20) 3.4定时器管理技术 (21) 3.4.1常用定时器管理方案 (21) 3.4.2 LwIP的定时器管理 (22)
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/d62791883.html, 嵌入式网络通信技术分析 作者：刘阳娜 来源：《数字化用户》2013年第01期 【摘要】随着科学技术的发展，我国的网络通信技术取得了很大的发展，其中嵌入式系 统就是一个重要的发展模式。本文对网络化的发展基础以及其重要作用进行了分析，旨在加深人们对于网络通讯技术的了解，在基础上提出了嵌入式网络系统的接入internet方案，以期能够更好地促进网络通信技术的发展，推动我国的网络化进程。 【关键词】嵌入式网络系统通信技术基础意义方案 嵌入式通信系统主要利用的是单片机技术，其联入internet有诸多的方案，本文主要就其中的主要的方案进行必要的分析，在这些方案中，随着功能、作用方式的不同，单片机的类型、位数等都存在着一定的差别。为了使人们更好地了解和熟悉这种技术，笔者首先对网络化的发展基础进行分析，而后着重提出了嵌入式网络系统的接入internet的方案，以期能够使人们更好地理解。 一、嵌入式系统网络化发展的基础 科学之间的关系是相互促进、相互影响的关系，目前我国的计算机技术、自动化技术、微电子技术等得到了很大的发展，这都为嵌入式网络系统的发展奠定了坚实的基础。以pc机为代表的网络时代已经悄然而去，科学技术的发展已经到了一个新的高度。internet将成为未来 网络发展的关键词，不论是我们熟知的局域网还是现在互联网的巨大发展，网络产品无论在性能还是质量上都得到很大的提高，现在网络产品正以我们无法想象的速度在全世界蔓延。现在的网络市场上，集线器、路由器、网桥等都有很大的需求量，这在很大程度上刺激了DSP的发展。而其发展又将带动网络技术的新一轮的更新，这就为嵌入式网络信息的发展提供了技术基础。除此之外，我国的制造业也在以很快的速度发展，其制作工艺、技术都达到了很高的水平，这就使得集成电路的价格在不断降低，这使得嵌入式电子设备在与互联网进行连接的时候也会产生很多的问题。 二、嵌入式系统网络化的意义 嵌入式网络系统相较于以往的系统来说具有更多的功能，能够满足不同的需要，为相关的行业起到了一定的指引作用，为我国社会经济的发展提出了新的方向。具体来说，其主要具有以下几个意义： （一）实现对电子设备的远程监控
题目：基于ARM的嵌入式Web服务器设计与实现 学号：1308010139 姓名：吴明川 班级：1308010139 专业：计算机科学与技术 课程老师：孔军 二零一六年五月
摘要 随着计算机、网络通信和Internet 技术的飞速发展和不断进步，嵌入式系统在家庭和工业应用越来越广泛。如何将嵌入式系统和工业控制系统接入Internet，综合利用嵌入式系统资源，实现嵌入式系统的远程管理和控制，已成为倍受关注的研究课题，而实现嵌入式系统的网络化则成为嵌入式系统的发展趋势。 网络通信时，应用程序使用C/S（客户/服务器）模式进行信息交互。传统的服务器程序一般运行在大型的拥有高级操作系统的服务器的计算机上，这样服务器软件需要强大的硬件和系统软件支持。嵌入式网络服务器是利用嵌入式系统实现服务器的软件和硬件功能，是嵌入式技术和网络技术相结合的产物。与传统服务器相比，嵌入式Web服务器具有结构简单、体积小、可靠性强以及方便灵活等特点。这些让它具有很大的发展潜力。另一方面，嵌入式Web服务器与传统的web服务器相比，也受到一些限制。传统的Web服务器主要用于处理较大的客户量的同时并发访问，硬件方面有强大的处理器和内存支持，软件方面有商业数据库支持，而嵌入式Web服务器的处理能力和存储容量都有限，这就要求嵌入式Web服务器在设计过程中需要尽量合理利用资源。 将嵌入式技术与Web 技术相结合，已成为目前嵌入式系统的一个重要发展方向和必然趋势。利用源代码开放的uClinux 为操作系统平台，实现了以ARM 微处理器为核心的嵌入式Web 服务器，在分析了嵌入式Web 服务器的体系结构后，给出了系统的硬件结构组成和软件设计。对Web 服务器的测试结果表明，该服务器运行稳定、控制方便，将在智能家居、远程数据采集、工业控制等领域有着广泛的应用前景。 关键词：网络通信；嵌入式系统；ARM处理器；uClinux；Boa服务器；
第32卷 第10期 2010-10(上) 【71】 嵌入式Linux系统的网络实现 The network accomplish of embedded Linux system 张祖鹰 ZHANG Zu-ying （南京化工职业技术学院，南京 210048） 摘 要：随着网络应用越来越广泛，对各种嵌入式系统的网络功能要求越来越高。希望系统能够支持 TCP/IP及其他Internet协议，使我们能够通过用户熟悉的浏览器查看设备状态、设置设备参数，或者将设备采集到的数据通过网络传送到Windows或Unix/Linux服务器上的数据库中。本文对嵌入式系统的网络连接由设备互联到以太网网络互联的实现进行深入讨论并提出解决方案。 关键词：嵌入式系统；网络；linux系统 中图分类号：TH166 文献标识码：B 文章编号：1009-0134(2010)10(上)-0071-03Doi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2010.10(上).22 0 引言 嵌入式系统是电脑软件与硬件的综合体，它是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，从而能够适应应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。它将操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中，简单的说就是系统的应用软件与系统的硬件一体化，类似于BIOS的工作方式，具有软件代码小，高度自动化，响应速度快等特点，适合于要求实时的和多任务的体系。 在网络日益重要的今天，越来越多的嵌入式产品有了联网的要求。Linux对网络有很强的支持能力，甚至比大多数操作系统的性能更好。实际上，Linux的发展是人们在网络上的相互合作下进行的，且Linux本来就是用在网络上的。Linux几乎支持所有常见的Internet协议，如FTP、POP、DNS、NIS等等，Linux也适合各种局域网。 1 嵌入式网络的实现方案 基于嵌入式linux的系统以嵌入式微处理器为核心，运行嵌入式Linux操作系统。应用程序可通过网络进行更新，通过键盘进行人机对话，数据可通过LCD现场显示，重要数据可以文件形式保存在Flash等闪存存储器中，数据和报警信息可通过串口向上位机传输，也可通过以太网口向工业以太网或Internet发布信息，用户还可通过网络 实现远程监控、远程维护。更为关键的是可充分利用Internet上已有的软件和协议，如ftp、http、Apache、PHP、MySQL等应用程序，迅速搭建前台数据采集系统、测控系统和后台管理系统的通信。其优点是不需要专用的通信线路，可用现成的Internet网络传送数据；可以传送音响和图像；Internet的协议是现成和公开的，大到几十MB的MicrosoftIE浏览器，小到只有600KB的Mosaic浏览器都可以对网络数据进行读取。系统结构如图1。 图1 系统结构图 2 嵌入式设备的网络构成 对于嵌入式设备，系统结构框图如图2。硬件部分，两个串行通信接口可以采用RS232。用以采集来自其他设备的远程的数据，然后由ARM微处理器进行处理，处理后的结果通过以太网接口分发给其他设备。Flash存储器可为一到两个，512K 的用于存储引导装载程序，2M的用来承载包含应 收稿日期：2009-12-10 基金项目：江苏省高校立项课题（D/200801/111） 作者简介：张祖鹰（1956 -），男，副教授，研究方向为计算机工业应用、计算机仿真系统、通讯网络、过程自动化。
嵌入式技术的研究发展现状 引言：在现在日益信息化的社会中，计算机和网络已经全面渗透到日常生活的每一个角落。对于我们每个人，需要的已经不再仅仅是那种放在桌上处理文档，进行工作管理和生产控制的计算机"机器"；各种各样的新型嵌入式系统设备在应用数量上已经远远超过通用计算机，任何一个普通人可能拥有从大到小的各种使用嵌入式技术的电子产品，小到mp3，PDA等微型数字化产品，大到网络家电，智能家电，车载电子设备。而在工业和服务领域中，使用嵌入式技术的数字机床，智能工具，工业机器人，服务机器人也将逐渐改变传统的工业和服务方式。 一、嵌入式技术和嵌入式系统的定义及特点 嵌入式技术是将计算机作为一个信息处理部件,嵌入到应用系统中的一种技术,也就是说,它将软件固化集成到硬件系统中,将硬件系统与软件系统一体化。嵌入式具有软件代码小、高度自动化和响应速度快等特点,因而进入21世纪后其应用越来越广泛,例如,各种家用电器如电冰箱、自动洗衣机、数字点电视机、数码相机等广泛应用这种技术。 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。它是计算机的一种应用形式，通常指埋藏在宿主设备中的微处理机系统，此类计算机一般不被设备使用者在意，亦称埋藏式计算机，典型机种如微控制器、微处理器和DSP等。 嵌入式系统可以称为后PC时代和后网络时代的新秀。与传统的通用计算机，数字产品相比，利用嵌入式技术的产品有其自己的特点： 1、由于嵌入式系统采用的是微处理器，实现相对单一的功能，采用独立的操作系统，所以往往不需要大量的外围器件。因而在体积上，功耗上有其自身的优势。相比之下，一个使用Windows CE的PDA，仅靠机内电源就可以使用几天，而任何一台笔记本仅仅能够支持3小时左右。 2、嵌入式系统是将计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物，是一门综合技术学科。由于空间和各种资源相对不足，嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能，这样才能在具体应用中对处理器的选择更具有竞争力。 3、嵌入式系统是一个软硬件高度结合的产物。为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中，而不是存贮于磁盘等载体中。片上系统，板上系统的实现，使得以pda等为代表的这类产品拥有更加熟悉的操作界面和操作方式，比着传统的商务通等功能更加完善，实用。
嵌入式在小型网络视频服务器中的应用 视频监控系统是安全防范系统的重要组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统，以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于许多场合。近年来，随着计算机技术、图像处理技术以及网络传输技术的飞速发展，视频监控技术也有长足的发展，目前已经发展到第三代的嵌入式网络监控系统。 1 视频监控系统的发展现状及趋势 在数字视频和计算机网络等新技术的推动下。网络数字视频监控技术日趋成熟，并已经逐步深入到社会生活的各个领域，一跃成为现代多媒体技术及网络技术的一个重要研究方向。从第一代基于模拟摄像机的模拟监控系统，到第二代基于数字摄像机的数字监控系统，再到第三代基于网络摄像机的网络数字监控系统，监控系统已经经历了三个发展阶段。[1] 1．1 模拟视频监控系统 模拟监控系统发展较早，目前常称为第一代监控系统。模拟视频系统存在的问题：(1)只适用于较小的地理范围。(2)与信息系统无法交换数据。(3)监控仅限于监控中心．应用的灵活性较差。(4)不易扩展。 1．2 基于微机平台的数字视频监控(DVR) DVR 是近几年迅速发展的第二代监控系统．采用微机和Windows 平台，在计算机中安装视频压缩卡和相应的DVR 软件，不同型号视频卡可连接 1／2／4 路视频，支持实时视频和音频，是第一代模拟监控系统升级实现数字化的可选方案，适合传统监控系统的改造，不适合新建的监控系统、又要求实现远程视频传输(超过1―2公里)的系统。DVR 系统从监控点到监控中心为模拟方式传输．与第一代系统相似存在许多缺陷，要实现远距离视频传输需铺设(租用)光缆、在光缆两端安装视频光端机设备，系统建设成本高，不易维护、
嵌入式实时网络通信技术浅析 对于嵌入式实时网络通信技术而言，必须要有一套具有科学性的管理方案来与之相结合，下面是搜集的一篇探究嵌入式实时网络通信技术的，供大家阅读参考。 在通信技术的发展和使用过程中，我国的经济发展也得到快速的提高。网络通信技术的主要要求是必须保证在信息进行处理的过程中可以及时且稳定。对于嵌入式系统和技术的引用，已经可以满足我国对于现在的信息技术在处理上的要求，同时也可以让我国的网络通信技术的整个水平达到一个更高的境界。 1.1嵌入式操作系统的优点分析 利用嵌入式的操作系统的目的在于其有一定的实时性，这在自动化的控制过程中是非常有价值的。就以航空的领域作为一个例子，这个领域对于嵌入式的自动化要求是非常高的，而且对于整个系统的运行质量以及运行的效益也是有很高的要求的，这就需要嵌入式操作系统可以在非常短的时间里面完成对应的指令，并及时作出反馈，并且保证做出的对应动作的正确合理，对于这种要求，只能使用实时性比较高的嵌入式操作系统。而且，嵌入式操作系统相对比较复杂，对于技术人员的专业程度要求比较高，无论是在进行硬件的配置上，还是在软件的设计上，都需要相关的设计人员根据其嵌
入的对象进行不同程度的合理调整，只有这样才能够确保其可以在所需要的环节上发挥其应有的效能。 1.2嵌入式操作系统的缺点分析 首先需要认识到的一点是嵌入式的操作系统处理的数据比较繁杂，对于嵌入式的要求是需要在特定的时间或者环节内实现相应的数据信息的接收，然后分析这些数据信息，得出需要的分析结果，然后将这些结果反馈给系统，这样才能实现嵌入式操作系统的价值。然后，事实上嵌入式操作系统的运行并不是这么理想的，由于整个系统比较大，所以可能出现bug的地方也比较多，如果过度地关注嵌入式系统的应用性，而忽视运行的环境，嵌入式操作系统很有可能在外部的干扰下，出现错误。 2.1嵌入式实时网络运行要具有及时性和可靠性 在进行嵌入式实时网络的设计和编程的时候，必须要将每一个子系统的信息进行一个耦合。在达成耦合的过程中，会对整个嵌入式系统的运用过程有初步的要求，同时需要这个系统要具备一定的实时性。对于整个网络的实时性控制方面，可以使用一些网络的协议进行必要的控制，在进行控制的时候，对于嵌入式实时系统的反应时间和反馈时间也有着更高的要求。如果一个嵌入式的网络系统运
河南工业大学嵌入式系统课程设计题目：基于ARM的嵌入式Web服务器设计与实现 专业课程设计任务书
说明：本表由指导教师填写，由教研室主任审核后下达给选题学生，装订在设计（论文）首页
目录 摘要 (4) 1 嵌入式Web服务器的软件构成 (6) 1.1 CGI技术 (6) 1.1.1 CGI概述 (6) 1.1.2CGI工作原理 (7) 2 嵌入式Web 服务器简述 (8) 2.1 嵌入式Web 服务器的主要应用 (10) 2.2 嵌入式Web 服务器的优点 (10) 2.3 嵌入式Web 服务器实现原理 (10) 3 嵌入式Web 服务器硬件整体结构 (11) (13) (1) 3.1 嵌入式Web 服务器软件构成 (13) 3.2 精简TCP/IP 协议及实现 (13) 3.2.1 ARP 协议及其实现 (13) 3.2.2 ICMP 协议及其实现 (14) 3.2.3 IP 协议及其实现 (14) 3.2.4 TCP 协议及实现 (14) 3.3 HTTP 协议 (15) 3.4 CGI 接口 (16)
4 系统软件设计 (16) 4.1 嵌入式操作系统 (16) 4.2 Boa的移植 (17) 4.3 软件实现 (17) 5 实验测试 (20) 6 结束语 (21) 参考文献 (22) 摘要 随着计算机、网络通信和Internet 技术的飞速发展和不断进步，嵌入式系统在家庭和工业应用越来越广泛。如何将嵌入式系统和工业控制系统接入Internet，综合利用嵌入式系统资源，实现嵌入式系统的远程管理和控制，已成为倍受关注的研究课题，而实现嵌入式系统的网络化则成为嵌入式系统的发展趋势。 网络通信时，应用程序使用C/S（客户/服务器）模式进行信息交互。传统的服务器程序一般运行在大型的拥有高级操作系统的服务器的计算机上，这样服
一种嵌入式网络接口设计 1 引言 随着Internet 的出现和以太网的迅速发展，基于以太网的设备控制越来越多。目前市场上大部分以太网控制器采用的封装均超过80 引脚，如RTL8019AS、DM9008、CS8900A 等。这些器件不仅结构复杂，面积庞大，且系统开销较大。近来，Microchip推出全球首枚28 引脚独立以太网控制器ENC28J60, 可为嵌入式系统提供低引脚数、低成本、精简的远程通讯解决方案。 设计了以ENC28J60 为核心的以太网接口实现方案，描述了该系统硬件架构的设计方法。在简要介绍了以太网控制器ENC28J60 的结构、功能、外围电路的基础上，对ENC28J60 与Atmega16 的SPI 通讯进行了阐述。此方案不仅成本低，而且可以实现500Kbps 以上的传输速率，满足了嵌入式系统的Internet 控制要求。 2 ENC28J60 网络接口体系结构 ENC28J60 是带有行业标准串行外设接口(Serial PeripheralInterface, SPI)的独立以太网控制器。它符合IEEE 802.3 的全部规范，采用了一系列包过滤机制以对传入数据包进行限制。它还提供了一个内部DMA 模块，以实现快速数据吞吐和硬件支持的IP 校验和计算。与主控制器的通信通过两个中断引脚(INT和WOL)和SPI 脚(SO、SI、SCK、CS)实现，数据传输速率高达10Mb/s.两个专用的引脚(LEDA、LEDB)用于连接LED, 进行网络活动状态指示。图1 所示为ENC28J60 的典型应用电路。 ENC28J60 由7 个主要功能模块组成：SPI 接口，充当主控制器和ENC28J60 之间通信通道; 控制寄存器，用于控制和监视ENC28J60; 双端口RAM缓冲器，用于接收和发送数据包; 判优器，当DMA、发送和接收模块发出请求时对RAM缓冲器的访问进行控制; 总线接口，对通过SPI 接收的数据和命令进行解析;MAC 模块：实现符合IEEE 802.3 标准的MAC 逻辑; PHY 模块，对双绞线上的模拟数据进行编码和译码。ENC28J60 还包
Web Server for Embedded Systems After the “everybody-in-the-Internet-wave” now obviously follows the “everything-in-the-Internet-wave”.The most coffee, vending and washing machines are still not available about the worldwide net. However the embedded Internet integration for remote maintenance and diagnostic as well as the so-called M2M communication is growing with a considerable speed rate. Just the remote maintenance and diagnostic of components and systems by Web browsers via the Internet, or a local Intranet has a very high weight for many development projects. In numerous development departments people work on completely Web based configurations and services for embedded systems. The remaining days of the classic user interface made by a small LC-display with front panel and a few function keys are over. Through future evolutions in the field of the mobile Internet, Bluetooth-based PAN s (Personal Area Network's) and the rapidly growing M2M communication (M2M=Machine-to-Machine) a further innovating advance is to be expected. The central function unit to get access on an embedded system via Web browser is the Web server. Such Web servers bring the desired HTML pages (HTML=Hyper Text Markup Language) and pictures over the worldwide Internet or a local network to the Web browser. This happens HTTP-based (Hyper Text Transfer Protocol). A TCP/IP protocol stack –that means it is based on sophisticated and established standards–manages the entire communication. Web server (HTTP server) and browser (HTTP client) build TCP/IP- applications. HTTP achieved a phenomenal distribution in the last years. Meanwhile millions of user around the world surf HTTP-based in the World Wide Web. Today almost every personal computer offers the necessary assistance for this protocol. This status is valid more and more for embedded systems also. The HTTP spreads up with a fast rate too.
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目次 1 绪论 (2) 1.1 课题研究背景及意义 (2) 1.2 嵌入式系统的现状和发展趋势 (2) 1.3 嵌入式网络的关键问题 (4) 1.4 本论文的主要工作 (4) 2 ARM嵌入式系统 (6) 2.1 系统开发环境 (6) 2.2 ARM嵌入式硬件平台 (6) 2.3 搭建ARM嵌入式开发环境 (9) 2.4 PC机Linux开发环境的建立 (22) 2.5 本章小结 (22) 3 ARM嵌入式以太网通信的开发 (24) 3.1 OSI网络模型 (24) 3.2 TCP/IP协议栈的基本概念 (24) 3.3 TCP协议基本概念 (25) 3.4 UDP协议 (28) 3.5 本章小结 (29) 4 ARM嵌入式的以太网通信程序设计 (31) 4.1 TCP通信程序设计 (31) 4.2 TCP网络程序设计流程 (33) 4.3 TCP服务器/客户端网络程序的实现 (42) 4.4 UDP通信程序设计 (46) 4.5 UDP服务器/客户端网络程序的实现 (52) 4.6 本章小结 (54) 结论 (55) 致谢 (56) 参考文献 (57) 附录 1 (58) 附录 2 (61) 附录 3 (64)
1 绪论 随着信息技术的迅猛发展，在我们的生活工作中，对于网络通信的要求逐年增高，且随着移动互联网络的发展与需求，嵌入式系统与通信网络，日日夜夜伴随着我们。嵌入式系统与网络技术融合已经是必然的发展趋势，当嵌入式设备具有网络功能时，人们可以在任何地方、任何时间、任何平台随时浏览设备的信息，并进行操作和测试。这是在嵌入式系统在其网络性和开放性的发展趋势。 1.1 课题研究背景及意义 如今，我们的生活与工作中已经无法离开网络。人们进行信息的传送和交流，之所可以实时且效地，恰是因为有“信息高速公路”，而“信息高速公路”的重要支撑网就是以太网[1]。“以太(Ether)”这个词，是来源自十九世纪的物理学家们假设出的某种媒介，用以传播电磁波的辐射。在下，他们认为“以太”充斥于世界各处，因此，到后来将“以太”这个假说引入到计算机局域网中，从而用来表现它在通信领域也是无处不在，就像“以太”充斥于世界中那样普遍存在。以太网可以方便的接入网络，以太网使用的通信协议也因为适用性，有着十分优异的兼容性。 当前，在嵌入式系统接入因特网的所有技术中，被使用最多的局域网通信技术即是以太网通信。通过以太网可以十分方便地搭建局域网，因而能与因特网链接。嵌入式系统的开发与设计有了前所未有的空间与机遇，对于嵌入式系统的发展应用，任何时候都有机会跨入嵌入式以太网时代，这些都是需要两者技术上的完美融合。 只要完成了嵌入式系统与以太网的链接，使嵌入式系统发展成为以太网中单独的一个节点，用户在节点可以通过网络，便捷且低代价地进行数据传输。所以为了实现整个系统的数据的传输功能，而在嵌入式系统与以太网链接的方法上做相应的研究，是具有十分重要的经济价值和现实意义的。 在这种背景下，本文对基于ARM的以太网通信的这一问题，进行研究与应用，具有充分的实际意义。 1.2 嵌入式系统的现状和发展趋势 几乎电子设备所有新的生机都与嵌入式系统的发展关系紧密，在电子通信、医疗卫生、轻工业产品、监控安防、消费类电子、工业自动化系统等行业都有重要的嵌入式相关产品。尤其是在消费电子相关产业，占有最高的嵌入式系统的产品的市场比重，监控安防、电子通信、医疗卫生以及其他领域紧随其后。
基于stm32的嵌入式web服务器的设计 摘要 随着社会的进步和发展，嵌入式系统的东西也渐渐融入了我们的生活当中，比如嵌入式WEB网络服务器，LED电视机等等。通过越来越多的人使用嵌入式系统，并且随着PC机在人群中的普及，我们开始越来越希望拥有一个系统可以远程控制和使用我们身边的设备，这里我们便有了我们现在的研究，那就是基于STM32的嵌入式WEB服务器的设计。 起初对这个设计的概念是比较模糊的，大致为通过网页和单片机互联，并且做到在TCP/IP，LWIP等协议的运行下，通过网页来控制单片机。 而现在，随着技术越来越成熟和合理，我们通过智能家居等等在TCP/IP的协议下进行远程的通讯，在线的升级和访问Internet等。 这篇文章，就是我们一STM32F4为平台所设计的WEB服务器。我们主要是通过LWIP的应用程序接口LWIP API编写HTTP程序。在我们所设计的程序中，WEB服务器会处理来自网页中的信息，发送给PC机，同样，PC机也可以给WEB服务器传送信息，使网页接受来自PC机的信息，实现了PC机和网页的信息交互。 关键字:STM32；嵌入式；WEB ABSTRACT With the progress and development of society, embedded systems are gradually integrated into our lives, such as embedded WEB network server, LED TV and so on. By more and more people use embedded system, and with the popularity of PC machines in the crowd, we began to increasingly want to have a system to and the use of the remote control and equipment around us. Here, we will have the we now study, which is based on STM32 embedded web server design. At first, the concept of this design is relatively vague, roughly through the Internet and the Internet, and do in TCP/IP, LWIP and other protocols running through the web to control the microcontroller. And now, as the technology is more mature and reasonable, we are through the smart home, etc. in the TCP/IP protocol for remote communications, online upgrade and access Internet, etc..