嵌入式Web服务器在轨道拍摄系统的实现

嵌入式系统中的片上系统设计与实现技术嵌入式系统是指将计算机技术与各种应用领域相结合，嵌入到具体的产品或设备中，并且能够完成特定任务的一种计算机系统。

在嵌入式系统中，片上系统（SoC）被广泛应用。

片上系统是指将计算机核心、存储系统、通信接口、外设、调度器等功能集成到一个芯片上，形成一个完整的计算机系统。

片上系统设计与实现技术是嵌入式系统开发中的核心内容，具有重要意义。

下面将详细介绍一些嵌入式系统中的片上系统设计与实现技术。

1. 硬件设计技术：片上系统的硬件设计是整个系统的基础，包括处理器核心的选择与设计、存储系统的设计、通信接口的设计、外设的设计等。

在选择处理器核心时，需要考虑功耗、性能、可编程性等因素；在设计存储系统时，需要根据应用需求选择合适的存储器类型，如RAM、Flash等，并合理设计存储器的组织结构；在设计通信接口时，需要根据数据传输的要求选择合适的接口类型，如UART、SPI、I2C等；在外设的设计中，需要根据具体应用需求选择适当的传感器、执行器等外设。

2. 软件设计技术：片上系统的软件设计是指针对具体应用需求，为系统开发相应的软件。

软件设计包括编写驱动程序、编写嵌入式操作系统、编写应用软件等。

在编写驱动程序时，需要充分了解硬件的特性和功能，充分利用硬件资源，提高系统性能；在编写嵌入式操作系统时，需要选择合适的操作系统，如Linux、RTOS等，并为系统开发相应的设备驱动程序和应用服务；在编写应用软件时，需要根据具体应用需求，设计相应的算法和实现。

3. 片上系统的布局与布线技术：片上系统中，各个功能模块需要相互连接，完成数据传输与处理。

布局与布线技术是指将各个模块在芯片上合理排布，并设计合理的连线。

在布局时，需要考虑各个功能模块之间的连接关系，尽量减少信号传输的路径长度，降低传输时延和功耗；在布线时，需要根据信号传输的特性，选择合适的线宽和线距，保证信号传输的质量。

4. 功耗优化技术：在嵌入式系统中，功耗是一个重要的性能指标。

嵌入式Web服务器的实现1Boa程序1.1Boa简介boa是最受人喜爱的嵌入式web服务器，功能较为强大，支持认证，cgi等。

Boa 是一个单任务的HTTP SERVER，它不像传统的web服务器那样为每个访问连接开启一个进程，也不会为多个连接开启多个自身的拷贝。

Boa对所有的活动的http连接在内部进行处理，而且只为每个CGI连接（独立的进程）开启新的进程。

因此，boa在同等硬件条件下显示出更快的速度。

测试表明boa在Pentium 300MHZ下能够每秒钟处理几千次点击，在20 MHz 386/SX 下能够每秒钟处理几十次点击访问。

Boa和thttpd等，与apache等高性能的web服务器主要区别是，它们一般是单进程的服务器，只有在完成一个用户请求后才能响应另一个用户的请求，无法并发响应，但这在嵌入式设备的应用场合里已经足够了。

Boa设计主要出于速度和安全，是指不被恶意用户暗中破坏，而不是指它有很好的访问控制和通信加密。

可以添加SSL来保证数据传输中的保密和安全。

1.2Boa的功能、特点1）支持HTTP/1.0（实验性的、有条件的支持HTTP/1.1）1.12）支持CGI/1.1，编程语言除了C语言外，还支持Python, Perl, PHP，但对PHP没有直接支持，没有mod_perl, mod_snake/mod_python等。

3）Boa支持HTTP认证，但不支持多用户认证。

4）它可以配置成SSL/HTTPS和IPv6。

5）支持虚拟主机功能。

Boa服务器与其它服务器的不同：为了追求速度和简单性，boa服务器在一些方面不同于一些流行的web服务器。

1）CGI程序的REMOTE_HOST环境变量没有设置2）Boa不具有ssi（server side includes）3）Boa不具有访问控制4）没有chroot选项1.3Boa的工作原理BOA是一款非常小巧的Web服务器，源代码开放、性能优秀、支持CGI通用网关接口技术，特别适合应用在嵌入式系统中。

基于嵌入式系统的视频监控系统实现马兵东，温向明北京邮电大学通信网络综合技术研究所，北京 (100876)E-mail：iammadong@摘要：针对交通路况和广场楼宇监控等视频监控特定环境，我们设计并实现了一套新的视频监控系统。

该系统采用嵌入式技术，将操作系统和应用程序固化在FLASH芯片上，以保证其运行稳定性，将摄像机采集的视频信号经过MPEG-4压缩和打包后，通过其网络通讯端口上传到传输网络，同时有效地减少了视频监控系统中的视频数据传输量和存储量。

关键词：视频监控，嵌入式1.引言视频监控系统是安全防范系统的组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统。

随着网络技术、嵌入式处理器的飞速发展以及数字视频监控系统的迅速崛起，出现了网络数字视频监控系统[1]，在实际工程应用中得到广泛应用，特别是在大、中型视频监控工程中的应用尤为广泛；数字视频监控系统是以计算机通信技术及图像视频压缩为核心的新型视频监控系统。

针对交通路况和广场楼宇监控等视频监控特定环境，我们设计并实现了一套新的视频监控系统。

该系统采用嵌入式技术，将操作系统和应用程序固化在FLASH芯片上，以保证其运行稳定性，将摄像机采集的视频信号经过MPEG-4压缩和打包后，通过其网络通讯端口上传到传输网络。

2.系统介绍2.1系统功能描述本系统用于移动目标的实时视频监控，分为远端设备(移动图像监视器)和近端设备(监控中心)两部分。

远端设备可将监控画面(视频/图像)通过移动公网、因特网传至近端设备，即监控中心。

同时，监控中心可以远程控制移动图像监视器的工作方式，从而达到良好的监控效果。

远端和近端也可以不通过因特网相连，实现监控中心的移动化。

2.2系统总体设计本系统基于Motorola i.MX系列处理器和Motorola ADS开发板，采用嵌入式Linux技术[2]，实现了远程视频监控功能。

系统总体设计如图1所示，远端和近端可以通过互联网相连。

图1系统总体设计图2.2.1系统各部分功能简介(1) 远端(移动图像监视器)整个远端部分以Motorola i.MX系列处理器和Motorola ADS开发板为核心，包括一个云台控制器用于控制云台转动、摄像头开/关和拍摄范围，一个模拟视频/JPEG转换卡，一个云台，以及一个置于云台之上的摄像头。

1.绪论自18世纪的工业革命以来，人类社会在每个世纪都有它的主流技术。

在经历了机械时代，蒸汽机时代和电气时代后，以信息的收集，处理和发布为主要特点的信息技术是成为我们这个时代的主流技术。

信息技术的蓬勃发展，对我们这个社会产生了极为深远的影响。

1.1 嵌入式系统的发展及现状嵌入式概念早在20世纪60年代末己被提出，在经历了二、三十年的缓慢发展后，截止到上世纪90年代，它获得了全面的应用和发展。

目前，随着IT 业向数字化、网络化和智能化方向发展，嵌入式技术的应用全面展开。

在通信领域中，采用嵌入式技术的交换和路由设备实现了智能的交换和路由。

在广播电视领域，嵌入式软件技术和数字技术的结合，造就了家电行业的未来发展方向－信息家电。

在控制领域，广泛应用于ATM机、自动售货机、工业控制等设备。

在商业领域中，先进的PDA己能在屏幕上实现汉字写入、短消息语音发布，应用范围也将日益广阔。

在个人领域中，嵌入式产品将主要作为个人移动的数据处理和通信软件。

由于嵌入式设备具有人性化的人机交互界面，GUI屏幕为中心的多媒体界面给人以很大的亲和力，手写文字输入、语音拨号、收发电子邮件以及彩色图形、图像取得初步成效，所有上述产品都离不开嵌入式系统技术。

中国的单片机应用和嵌入式系统开发有15年的历程，有超过10万名从事单片机开发应用的工程师，但绝大多数是以封闭的方式开发几乎不可重用的软件。

今天面对的是嵌入式系统工业化的潮流，嵌入式软件必须以工业化的方式生产开发，这对加速知识创新和建立面向新世纪的知识经济具有战略意义。

[1] 本文将讲述的单片机＋TCP/IP软件的方法就可以使嵌入式系统上英特网，使嵌入式设备之间可以相互通信。

这种技术现今已用于工业自动化，POS(电子收款机系统)网络及电子商务，智能公路等方面。

1.2 嵌入式系统的定义嵌入式系统泛指单片机和微处理器构成的电子设备。

根据IEEE的定义，嵌入式系统是“控制、监视、或者辅助设备、机器和车间运行的装置”(devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。

计算机与现代化2013年第2期JISUANJI YU XIANDAIHUA总第210期文章编号：1006-2475（2013）02-0094-05收稿日期：2012-09-14作者简介：徐叶（1989-），女，山东德州人，上海海事大学航运技术与控制工程交通行业重点实验室硕士研究生，研究方向：船舶与港口设备传动控制，工业控制；袁敏（1956-），男，上海人，高级工程师，学士，研究方向：工业自动化，电气控制系统；李国军（1989-），男，山东临沂人，硕士研究生，研究方向：船舶与港口自动化，工业控制。

嵌入式Web 服务器远程监控系统的设计与实现徐叶，袁敏，李国军(上海海事大学航运技术与控制工程交通行业重点实验室，上海201306)摘要：信息技术的高速发展和嵌入式系统的广泛应用给人们的生活带来了革命性的变化，嵌入式系统接入Internet 成为未来的一个趋势。

因此，本文设计一个嵌入式Web 服务器，服务器端采用HTTP 协议和CGI 技术，增加了数据库功能，在客户端的用户可以通过Internet 利用浏览器进行远程监控并且可以查看历史数据。

利用OPC 技术实现了Web 服务器与PLC 之间的数据通讯。

这种监控系统不仅满足了监控任务的需要，而且有效降低了运行维护成本，提高了运行效率，具有很高的使用价值。

关键词：嵌入式Web 服务器;远程监控系统;超文本传输协议;通用网关接口;PHP ;OPC 中图分类号：TP393．08文献标识码：Adoi :10．3969/j．issn．1006-2475．2013．02．023Design and Implementation of Remote Monitor and ControlSystem Based on Embedded Web ServerXU Ye ，YUAN Min ，LI Guo-jun（Key Laboratory of Marine Technology and Control Engineering ，Ministry of Communications ，P．R．China ，Shanghai Maritime University ，Shanghai 201306，China ）Abstract ：The rapid development of information technology and the wide application of embedded system have brought revolution-ary changes to people ’s life．The combination of embedded system and Internet has become a trend of the future．Therefore ，an embedded Web server is designed．This server uses hyper text transfer protocol and common gateway interface technology ，increa-ses database function．In the client ，users can monitor local devices and admin historical data through Internet and browser re-motely．The use of OPC technology achieves communication between the Web server and PLC．This monitor system can not only meet the needs of supervisory task ，reduces the operation and maintenance cost ，but also improves the efficiency．The system is of a very high value in use．Key words ：embedded Web server ；remote monitor and control system ；hyper text transfer protocol ；common gateway interface ；PHP ；OPC0引言随着网络化时代的到来，各种信息的网络共享越来越受到人们的重视和青睐。

• 205•ELECTRONICS WORLD・技术交流基于嵌入式WEB服务器的SCADA系统实现武汉铁路职业技术学院 朱志伟本文阐述了一种基于嵌入式WEB服务器的SCADA系统的实现方式，主要剖析了嵌入式WEB服务器和浏览器WEB人机交互界面的设计与实现，并通过测试结果验证了该SCADA系统能够满足某些特定工业应用的需求且具有较好的实时性和可靠性，为小型嵌入式SCADA系统的推广与应用提供一个简单易行的解决方案。

1.SCADA系统发展现状SCADA系统，即数据采集与监视控制系统，是工业控制系统的一种。

目前，SCADA系统已发展到了第四代，第四代SCADA 系统的一个重要技术要求是融合Inte rnet。

典型的SCADA系统，是一个由现场控制设备、数据服务器和监控计算机构成的3层控制系统，广泛应用在电气化铁路、电力、石油、化工等工业领域。

[1]总之，SCADA系统的大型应用技术十分成熟，但小型嵌入式SCADA系统的应用未得到充分发展。

2.基于嵌入式WEB服务器的SCADA系统方案基于嵌入式WEB服务器的SCADA系统，其实是一个小型的嵌入式的B/S模式SCADA系统。

本文重点设计实现SCADA系统的上层结构，包含数据服务器、监控计算机及其构成的工作模式，不针对具体现场设备。

方案设计目标：满足小规模远程数据采集与监视控制系统的应用需求，满足需要把数据服务器集成到现场设备中的SCADA系统的应用需求，满足成本低、易于维护和设备通用。

据此设计SCADA系统方案：数据服务器选用性价比高的STM32F103单片机作为核心，监控计算机选用通用PC计算机，数据服务器和监控计算机通过工业交换机构成B/S模式，数据服务器数量可为1台以上。

本文SCADA系统方案，有两个需要设计实现的关键部分：基于STM32F103单片机的嵌入式WEB服务器和基于PC计算机浏览器的WEB人机交互界面。

3.嵌入式WEB服务器的设计与实现基于STM32F103C8T6单片机的嵌入式WEB服务器，需要完成两个设计任务：具备RJ45以太网接口，能够支持TCP/IP协议，并在此基础上实现HTTP协议，以完成WEB服务器的远程浏览器WEB访问功能；具备RS485总线接口、CAN总线接口、模拟量输入输出通道AI/AO和数字量输入输出通道DI/DO，能够支持常用现场总线通信、模拟量和数字量的输入输出，以完成WEB服务器对各类不同现场设备的数据采集与控制功能。

基于LINUX 的嵌入式WEB 服务器的设计PC 机时代的到来引发了信息产品的产生, 而Interne t与信息产品的结合是当今发展的一个趋势,嵌入式Internet技术的产生正好迎合了这个趋势。

由于Internet技术的渗透, 嵌入式系统正变得越来越智能化并具有越来越多的网络友好特性。

本文主要对嵌入式Web 服务器技术进行了设计并测试,W eb服务器的功能是*客户端的服务请求, 并根据客户请求的类型提供相应服务。

嵌入式W eb服务器是指将W eb服务器引入到现场嵌入式设备中,并驻留在有限的代码空间内。

在当前的嵌入式应用领域, 多数嵌入式系统转变为嵌入式W eb Server, 基于嵌入式设备的W eb服务器可以向任何接入它所在网络的合法用户提供统一的基于浏览器方式的操作和控制界面, 此时浏览器成了设备的前端控制板。

在嵌入式设备的管理与交互中, 基于W eb方式的应用成为目前的主流, 这种程序结构也就是大家非常熟悉的B /S结构, 即在嵌入式设备上运行一个支持脚本或CG I功能的Web 服务器, 能够生成动态页面, 在用户端只需要通过Web浏览器就可以对嵌入式设备进行管理和监控, 非常方便实用。

2 系统的硬件及体系结构2. 1 硬件设计平台本系统硬件平台如图1所示。

本硬件系统结构简单、成本低, 不需要PC 机就可直接接人Internet。

在客户机上用标准浏览器通过In ternet就可以和嵌入式W eb 服务器通信, 成功取代了一台专用PC服务器(插有专用的接口卡和以太网接口卡)或专用的通信芯片。

方便地以低成本实现了很多嵌入式设备与In ternet直接互联互通的需求。

2. 2 嵌入式w eb服务器的体系结构在本设计中客户端使用W eb浏览器与W eb 服务器进行通信。

W eb 服务器中使用HTTP协议, HTTP 是一个简单的协议, 每次连接只完成一个请求。

客户端与W eb服务器交换数据之前, 首先用TCP / IP建立连接, 服务器端程序建立TCP类型SOCKET 并在80端口进行通信, 服务器在接收到用户端的请求后, 解析客户请求的HTTP协议头、分析客户的请求, 根据客户的请求返回相应的数据。

轨道交通运输监控系统方案介绍随着城市轨道交通的迅速发展，为了确保运输的安全和高效，轨道交通运输监控系统成为必不可少的一部分。

本文档旨在提出一种全面的轨道交通运输监控系统方案，以实现可视化监控、安全预警和数据分析等功能。

系统架构轨道交通运输监控系统将采用分布式架构，包括以下核心模块：1. 监控中心：用于集中管理和监控轨道交通系统的运行状况和安全状态。

监控中心通过与各个子系统的通信，获取实时监控数据并进行分析处理。

2. 视频监控子系统：安装在车站和车辆上的摄像头将捕捉到的视频数据传输到监控中心。

监控中心可以通过实时地显示视频画面，快速发现异常情况，并做出相应的反应。

3. 信号控制子系统：通过与信号设备的连接，监控中心可以实时获取信号状态、列车位置等信息，并做出安全决策。

如果发现异常情况，监控中心可以向相关部门发送警示信息。

4. 故障诊断子系统：通过对轨道交通设备的常态化采集和分析，实现对设备健康状况的监测和故障预测。

如果出现设备故障，监控中心将及时发出报警并通知维护人员进行维修。

5. 数据分析子系统：通过对大量的运输数据进行分析，帮助监控中心进行预测分析和决策支持。

例如，通过分析客流数据，监控中心可以合理调配车辆和提前做好运力调整。

功能设计1. 实时监控功能：监控中心能够实时显示轨道交通系统的运行状态、列车位置、信号状态等信息。

通过图表、地图等方式，直观地展示运输状况，以便于及时发现异常情况。

2. 安全预警功能：监控中心能够通过与信号控制子系统的联动，对轨道交通系统的运行进行实时监测，并在发现安全隐患时及时发出警示信息，以保障运输的安全。

3. 故障诊断功能：监控中心通过与故障诊断子系统的连接，对轨道交通设备的健康状况进行监测和分析。

一旦发现设备故障，监控中心将自动发出故障报警，避免引发更大的事故。

4. 数据分析功能：监控中心通过对大量的运输数据进行分析，帮助预测未来的运力需求，合理调配车辆，提高运输的效能。