实验3建立嵌入式Web服务器.pptx

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。

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。

随着嵌入式处理器和开源Linux 的广泛应用，各种视频服务在嵌入式系统中逐渐发展起来。

1．引言随着多媒体技术、视频压缩编码技术、网络通讯技术的发展，数字视频服务器逐渐发展起来。

近年来随着嵌入式处理器和开源Linux 的广泛应用，视频服务已逐渐与嵌入式相结合。

本文提出了一种嵌入式 web 视频服务器的构建方法，该系统以嵌入式 Linux 和 S3C2440 为核心平台；在这个平台上构建 web 服务器和视频服务器，客户可以直接通过浏览网页的方式观看视频。

2．视频采集传输模块的构建本系统采用的硬件平台是基于 ARM920T架构的嵌入式开发板 S3C2440，CPU 主频400MHz，该开发板集成了64MB 32 位的 SDRAM 和 64MB 的NANDFLASH，三个USB host 口，3 路UART，4 路DMA，一个采用CS8900Q3 以太网控制芯片的10M 网络接口等。

摄像头采用中星微301 芯片的USB 摄像头。

本系统软件部分由视频采集传输模块和web 服务器组成。

2.1 视频采集模块在进行视频采集前需要先安装驱动，video4Linux 是 Linux 中关于视频设备的内核驱动,它为针对视频设备的应用程序编程提供统一的编程接口。

本系统的 S3C2440 开发板自带的是Linux2.6.12 内核，该内核编译时已加进关于视频设备的内核驱动Video4Linux[1]。

使用video4Linux 进行采集视频的流程图如图 1 。

（1） 设备的初始化调用 open 打开设备，利用 ioctl()对设备进行控制，比如设置对比度、亮度、调色板， 访问模式等等。

主要代码如下：int fd = open(“/dev/v4l/video0”,O_RDWR); //打开设备/* 获取设备的基本信息（设备名称、支持的最大最小分辨率、信号源信息等）*/ioctl(vd->fd, VIDIOCGCAP, &(vd->capability)):/* 获取设备采集的图象的各种属性 /*ioctl(vd->fd, VIDIOCGPICT, &(vd->picture));/* 如果需要改变图像的信息，先改变 picture 中的相应的变量值，再调用ioctl(vd->fd,VIDIOCSPICT, &(vd->picture))即可,本程序初始化全部采用默认值 */（2）采集图像本系统使用内存映射的方式采集图像，线程采集函数grab()主要代码如下：/* 分配一段内存，存放采集到的图像数据 */vd->pFramebuffer =(unsigned char *) mmap (0, vd->videombuf.size, PROT_READ| PROT_WRITE,MAP_SHARED, vd->fd, 0);for(;;){/* 开始截取一帧图像,使用内存映射的方式*/if ((ioctl (vd->fd, VIDIOCMCAPTURE, &(vd->vmmap))) < 0){perror ("vidiocmcapture error\n");erreur = -1;}/* 等待一帧数据采集完毕，采集到的图像数据就放到了 vd->pFramebuffer 起始的内存地址内，大小为vd->videombuf.size 字节 */if (ioctl (vd->fd, VIDIOCSYNC, &vd->vmmap.frame) < 0){perror ("vidiocsync error\n");erreur = -1;}}然后在main 函数中创建采集线程，pthread_create (&w1, NULL, (void *) grab, NULL); 该线程一直运行，不断采集图像数据，同时把数据放到缓冲区内，发送线程从缓冲区读取视频数据。

Nios II嵌入式Web服务器的实现引言嵌入式系统是指被嵌入到各种产品或工程应用中以微处理器或微控制器为核心的软硬件系统。

嵌入式系统与Internet技术相结合，形成的嵌入式Internet技术是近几年随着计算机网络技术的普及而发展起来的一项新兴技术。

工程技术人员、管理人员或调试人员通过Web而不用亲临现场就可以得到远程数据，并对测控仪器进行控制、校准等工作。

这里介绍利用嵌入式软核处理器Nios II及广泛应用的嵌入式操作系统uClinux来实现电网参数的远程测控服务器的功能。

1、功能及体系结构图1 是系统结构，其中嵌入式Web服务器和监控端位于现场，它们之间的连接可以用串行口、并行口、USB等实现。

现场监控端完成对目标地区电网参数(电压、电流、谐波等数据)的检测，并将检测结果实时传送至web界面，使得无论监控人员在哪里，只要连接至Internet网络，便可对目标区域电网参数实时观测。

其实现过程是：三相电压、电流分别通过电压互感器、电流互感器变换后，经电路调理送至AID 转换，每周期采样128点，DSP芯片对采样数据进行FIR数字滤波、FFT运算、计算各参数值、存储、显示等操作。

测量电路与Nios之间的通信通过串口传输，根据事先约定的通信协议(基于Modbus协议)可以方便地把所测数据发送至以Nios II处理器为核心的嵌入式服务器。

通过CGI技术，完成远程监控端的命令传输及将测量数据实时传送至远程监控端。

图1 系统结构图2、硬件结构系统的硬件结构如图2所示。

硬件系统的核心是构建于Ahera Cyclone FPGA中的Nios II嵌入式软核处理器。

Nios II系列嵌入式处理器是一款通用的RISC结构的CPU，它定位于广泛的嵌入式应用。

Nios II 处理器系列包括了三种核心：快速的(Nios II／f)、经济的(Nios II／e)和标准的(Nios II／s)内核，每种都针对不同的性能范围和成本而优化。