浅谈实用的嵌入式Web服务器设计

基于LwIP的嵌入式设备Web服务器设计与实现陈志星;杨金孝【摘要】随着嵌入式设备的发展,很多嵌入式设备都具有网口通信功能,通过网口对嵌入式设备进行内部参数设置是一种既方便又简单的方式.设计了一种基于LwIP协议的嵌入式设备Web服务器.利用网页就可以配置嵌入式设备内部参数及程序升级.充分利用STM32平台内部集成以太网模块和LwIP轻型网络协议栈的特点,通过以太网物理层芯片LAN8720和RJ45接口相连,完成了网页和Web服务器之间的数据收发.测试表明,设计的基于LwIP协议栈的嵌入式设备Web服务器是正确和可行的.%With the development of embedded devices,many embedded devices have the function of network communication,and it is a convenient and easy way to set the internal parameters of embedded devices through the network port. This paper designs an embedded device Web server based on LwIP protocol. The internal parameters of embedded devices can be configured and updated by using the web page. The Web server make full use of the platform of STM32 internal integration Ethernet modules and the characteristics of LwIP light network protocol stack. Through the Ethernet physical layer chip LAN8720 and RJ45 interface to link together,Web pages and Web server can achieve bidirectional data transmission. The test shows that the embedded device Web server based on the LwIP protocol stack is correct and feasible.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2018(026)011【总页数】4页(P110-113)【关键词】LwIP;STM32;LAN8720;Web服务器;嵌入式设备【作者】陈志星;杨金孝【作者单位】西北工业大学电子信息学院,陕西西安710129;西北工业大学电子信息学院,陕西西安710129【正文语种】中文【中图分类】TN919.6随着物联网技术的兴起和智能家居的发展，嵌入式设备需要接入局域网或者因特网已成为一种趋势，由于网口通信比其他模式通信速率高且抗干扰性强，在局域网中往往很多嵌入式设备只留有网口供于外部通信，此时对于嵌入式设备内部一些参数设置和内部程序升级只能由网口通信完成。

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。

毕业设计说明书摘要在科学技术日新月异的今天,嵌入式系统已成为计算机领域的一个重要组成部分。

嵌入式系统具有软件、硬件的可裁剪性，系统精简，具有高时效性，且功耗较低。

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。

本论文首先讨论了基于ARM Cortex-M3的嵌入式Internet技术，介绍了嵌入式网络通信技术的基础知识，然后根据嵌入式设备的特点，对标准TCP/IP协议进行了合理的简化，实现了符合ARM Cortex-M3单片机的嵌入式精简TCP/IP协议栈。

在协议栈的基础上，实现了简单的嵌入式Web服务器。

本论文结合嵌入式技术、互联网通讯技术，介绍了嵌入式Web服务器的具体实现过程。

论文采用STM32F103C8T6+ENC28J60的硬件构架，基于超文本传输协议(HTTP)传输控制数据和用户信息，设计了微型嵌入式WEB服务器，通过以太网和-据传输共享以单片机应用系统为中心的小型嵌入式设备的信息，实现了嵌入式系统的Internet接入，Internet上的远程用户就可以通过浏览器访问嵌入式Web服务器，进而实现对嵌入式系统的远程控制和监测。

关键字：STM32 WEB服务器远程控制IAbstractThis system adopts the ST company Cortex-M3 kernel STM32 microprocessor STM32F103. STM32F103 is STMicroelectronics launched a new STM32 connection type (Connectivity) is a high performance products series of micro controller, the chip integrates a variety of standard high performance industrial interface, and different types of STM32 products in the pin and software with perfect compatibility, can be easily adapted to more applications. The new STM32 standard peripherals including 10 timer, two 12 1-Msample/s AD (ADC) (rapid alternating mode 2M sample/s), two of 12 DA (DAC), two I2C ports, five USART ports and three SPI ports and high quality digital audio interface IIS, and STM32F103 with a full USB (OTG) interface, two CAN2.0B interface, and Ethernet 10/100 MAC module. This chip can meet the industrial, medical, building automation, home audio and home appliances market a variety of products demand.. System is the main content of the network control is connected with the equipment and access to the equipment status and data informa-tion can be released; the webpage; timely response control command from the remote user. In addition, the embedded equipment with simple function, low power con-sumption and portability etc.Keywords : STM32 Web server Remote controlII目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................... I I 目录 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

微型嵌入式Web服务器的设计与实现微型嵌入式Web服务器的设计与实现类别：嵌入式系统１引言随着计算机、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广泛。

如何将嵌入式系统和工业控制系统接人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。

以太网以其成本低、速度快、应用普遍、有广泛的硬件和软件支持等优点为实现管理控制网络一体化提供可能，在现场设备内置ＷＥＢ服务器，使现场设备具有网页发布功能，将Ｉｎｔｅｒｎｅｔ技术直接引入现场设备。

本设计是基于ＡＲＭ７的微型嵌入式Ｗｅｂ服务器。

目前市场上大部分以太网控制器的封装均超过８０引脚，而ＥＮＣ２８Ｊ６０是业界最小的以太网控制器，只有２８引脚，这样既能提供相应功能，又大大简化相关设计，减小空间，其标准的ＳＰＩ串行接口只需４条总线即可实现与单片机连接，有利于在小型系统上实现以太网功能。

在研究和分析ＴＣＰ／ＩＰ协议的基础上，合理简化ＴＣＰ／ＩＰ协议，选择实现ＡＲＰ、ＩＰ、ＩＣＭＰ、ＴＣＰ和ＨＴＴＰ协议。

２系统硬件设计ＥＮＣ２８Ｊ６０的硬件连接如图１所示。

ＥＮＣ２８Ｊ６０的硬件设计包括复位电路、时钟振荡器、网络变压器和其他外部元件以及ＬＥＤ配置单元模块。

２．１复位电路当ＥＮＣ２８Ｊ６０的ＲＥＳＥＴ引脚为低电平时ＥＮＣ２８Ｊ６０工作在复位模式。

ＲＥＳＥＴ引脚内部有弱上拉电阻，应外接一只１０ｋΩ的上拉电阻。

２．２时钟振荡器ＥＮＣ２８Ｊ６０工作频率为２５ＭＨｚ。

在ＯＳＣ１和ＯＳＣ２引脚之间连接无源晶体振荡器。

ＥＮＣ２８Ｊ６０要求使用平行切割的晶体。

本设计采用连接至ＯＳＣ１引脚的外部２５ＭＨｚ有源晶体振荡器驱动，此时３．３Ｖ的外部时钟连接ＯＳＣ１引脚，ＯＳＣ２引脚可使用一只接地电阻或断开ＯＳＣ２引脚以减少系统噪声。

２．３网络变压器和其他外部元件实现以太网接口控制，还需多个标准外部元件：网络变压器、偏置电阻、储能电容和去耦电容。

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)。

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；WEBABSTRACTWith 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..This article, is through the STM32F4 development board design of embedded WEB server. We mainly through the LWIP application program interface API LWIP to prepare the HTTP program. In the program, the web server will process the information from a web page, send to the PC. Similarly, PC can also to the web server sends information to pages to accept information from PC, realize the information interaction between the PC and web.Key words: STM32；embedded；WEB第一章绪论1.1 课题的研究背景和意义如今，随着智能手机，智能家居的出现，生活越来越走向了数字化，信息化的时代。

移动应用开发中的嵌入式Web页面开发技术随着移动互联网的迅猛发展，移动应用开发已成为一个热门话题。

在移动应用的开发中，嵌入式Web页面的开发技术无疑扮演着重要的角色。

本文将探讨移动应用开发过程中的嵌入式Web页面开发技术，并讨论其在移动应用开发中的应用和挑战。

嵌入式Web页面开发技术为移动应用提供了丰富的交互方式和界面展示效果。

通过嵌入式Web页面，开发者可以轻松实现应用的动态更新和扩展，提供更好的用户体验。

嵌入式Web页面将HTML、CSS和JavaScript等技术结合起来，为用户呈现丰富多样的内容和功能。

在移动应用开发中，嵌入式Web页面可以用于实现各种功能，例如展示产品信息、提供在线购物、播放媒体内容等。

通过使用HTML5、CSS3等技术，开发者可以创建出适应不同终端设备的Web页面，从而实现跨平台的开发与部署。

在嵌入式Web页面开发中，需考虑用户使用场景和需求，提供友好的界面和良好的性能。

移动设备的屏幕尺寸较小，因此需要设计简洁明了的界面，以适应用户的触摸操作。

同时，开发者还需要考虑页面加载速度和响应时间，优化网页的渲染和交互效果，提升用户体验。

由于移动应用的开发与不同的平台相关，嵌入式Web页面开发技术也面临一些挑战。

不同的移动设备平台和浏览器支持的HTML、CSS和JavaScript标准存在差异，导致页面在不同平台上的显示效果不同。

为了解决这个问题，开发者需要进行兼容性测试和适配工作，确保页面在各个平台上的兼容性和一致性。

此外，嵌入式Web页面开发技术还需要考虑移动设备的资源限制和网络环境。

移动设备的处理能力和内存有限，因此需要优化网页的加载和渲染，减少页面的资源占用和响应时间。

同时，移动设备的网络环境也需要考虑，确保页面能够在不同网络条件下稳定地加载和运行。

总结而言，移动应用开发中的嵌入式Web页面开发技术为开发者提供了丰富的交互方式和界面展示效果，有助于提升应用的用户体验。

然而，在应用开发过程中，嵌入式Web页面开发技术面临着兼容性和性能等挑战。