嵌入式WEB服務(wù)器的主要設(shè)計思想就是將嵌入式系統(tǒng)和 WEB技術(shù)結(jié)合起來，將 WEB技術(shù)引入到現(xiàn)場測量和控制設(shè)備中，從而實現(xiàn)基于嵌入式 WEB服務(wù)器的控制系統(tǒng)。用戶可以通過現(xiàn)有的公共通信網(wǎng)絡(luò)，使用標(biāo)準(zhǔn)的 Web瀏覽器作為接口直接對現(xiàn)場的控制設(shè)備進行訪問，監(jiān)控和維護等操作，實現(xiàn)了異構(gòu)設(shè)備之間的跨平臺互訪。 1嵌入式 Web服務(wù)器總體設(shè)計

系統(tǒng)硬件設(shè)計如圖 1所示。嵌入式 WEB服務(wù)器由網(wǎng)絡(luò)模塊、接口模塊和存儲模塊三個部分組成。網(wǎng)絡(luò)模塊是整個嵌入式 WEB服務(wù)器的核心，負(fù)責(zé)完成服務(wù)器的初始化，并且在 80端口等待用戶的連接請求。根據(jù)用戶請求的類型提供相應(yīng)的服務(wù)。此外還要實現(xiàn)電子郵件功能，用來完成自動報警和數(shù)據(jù)的保存，此外通過選擇以太網(wǎng)或者電話線進入 Internet。

接口模塊及存儲模塊。為了使 WEB服務(wù)器具有更好的通用性，在系統(tǒng)提供了一些通用接口，如 RS-232、RS-485、CAN、Modem、Ethernet。可以和不同接口的控制設(shè)備進行連接;系統(tǒng)提供了一個建立在外部串行 Flash芯片上的小型文件系統(tǒng)，主要用來存放操作系統(tǒng)，嵌入式 Web服務(wù)器需要發(fā)布的網(wǎng)頁和運行的程序。而各個接口采集的數(shù)據(jù)暫時存放在 1 M的 RAM里，每隔一定的時間就將數(shù)據(jù)通過電子郵件發(fā)送到指定的郵箱，然后覆蓋原有的數(shù)據(jù)。

1.1 LX972ALC網(wǎng)絡(luò)通訊接口電路電路設(shè)計

DS80C400網(wǎng)絡(luò)微控制器是目前集成度最高的 8 0 5 1器件。集成外設(shè)包括 1 0/1 0 0M以太網(wǎng)控制器，三個串行端口，一個 CAN2.0B控制器， 1-Wire主機和 64個 I/O引腳。能夠通過以太網(wǎng) M AC提供高達 5Mbps的吞吐率。24位尋址方式簡化了對于大容量程序或數(shù)據(jù)存儲器的訪問，支持高達 1 6 M B的連續(xù)存儲空間。 LXT972ALC是 Intel公司推出的遵循正 IEEE標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)通訊接口電路，支持 10M/100M的雙絞線應(yīng)用，同時也支持 100Mb/s的光纖接口;該電路提供的 MII口能很好的符合 10/100MACs。

其主要完成的是 IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)定義的物理編碼子層 (PCS)、物理媒體附加子層 (PMA)和物理媒體獨立子層 (PMD)的主要功能。單片機與芯片的電路如圖 2所示：

當(dāng)合法的數(shù)據(jù)出現(xiàn)在 RXD上的時候， LXT972ALC使 RX_DV有效，當(dāng)合法的數(shù)據(jù)出現(xiàn)在 TXD上的時候，DSS0C400使 TX_EN有效;當(dāng) LXT972ALC檢測到幀中有錯誤時，它使 RX_ER有效;當(dāng) DSSOC400緩沖器沒有準(zhǔn)備好時，它使 TX_ER有效;當(dāng)發(fā)送或者接收沒有處于空閑狀態(tài)時，LX972ALC使 CRS有效;當(dāng) LXT972AL檢測到?jīng)_突時，它使 COL有效，

并且在沖突期間一直保持高電平，如果 COL失效，那么 RX進入跟蹤模式。MDIO是 PHY管理數(shù)據(jù)的時鐘，MDIO是 PHY和 MAC之間控制信息的接口。 MDIO是通過軟件實現(xiàn)高級控制，因此必須通過并行口來實現(xiàn)。

1.2 Modem接口設(shè)計

本系統(tǒng)利用主控制器的 UART2進行模擬 Modem通信的基本過程：DS80C400先把準(zhǔn)備寫入串行設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送到 UART的寄存器中，再通過 FIFO傳送到串行設(shè)備。 Modem接口電路我們采用芯片 MAX213EAI。MAXZ13EAI是 5V工作電源的 RS-232電平轉(zhuǎn)換芯片。它集成了 4個輸入和 5個輸出的 RS-232電平轉(zhuǎn)換口，可以很好的滿足 Modem接口標(biāo)準(zhǔn)傳輸?shù)男枰?。接口電路如圖 3所示。

2 嵌入式

WEB服務(wù)器軟件設(shè)計從設(shè)計角度，則可將嵌入式軟件分為 4個模塊：網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、接口管理模塊、人機交互模塊和遠(yuǎn)程加載模塊。

2.1 網(wǎng)絡(luò)通訊模塊設(shè)計

2.1.1 以太網(wǎng)接入 Internet的實現(xiàn)

嵌入式 WEB服務(wù)器是溝通客戶和控制現(xiàn)場的重要橋梁，客戶通過認(rèn) Web瀏覽器來實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能。本 WEB服務(wù)是以 TCP/IP協(xié)議來傳輸數(shù)據(jù)，以 HTTP協(xié)議來進行客戶端與服務(wù)器之間的請求和響應(yīng)，其體系結(jié)構(gòu)如圖 4所示。

當(dāng)客戶在界面上進行操作時，如點擊復(fù)選框或在文本框中輸入數(shù)據(jù)。 Applet根據(jù)用戶的操作進行響應(yīng)，從而構(gòu)造出新的命令字，向嵌入式 WEB服務(wù)器發(fā)出請求，服務(wù)器根據(jù)新的命令字驅(qū)動控制系統(tǒng)中相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)，并將新的狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)信息返回到客戶端，客戶端解析返回的數(shù)據(jù)，并進行實時顯示。

2.1.2公用電話網(wǎng)接入 Internet的實現(xiàn)

為保證能在無以太網(wǎng)環(huán)境的情況下進行通信，系統(tǒng)還采用了串口外接調(diào)制解調(diào)器通過電話網(wǎng)來實現(xiàn)與遠(yuǎn)程客戶機的通信。網(wǎng)絡(luò)建立的實現(xiàn)就要用到 PPP協(xié)議(Point to Point Protocol點對點協(xié)議)。在程序運行的時候先要讀取 PPP通信的控制信息，判斷是否使用 PPP進行通信，否則默認(rèn)使用 Ethernet來進行數(shù)據(jù)的傳輸。而不是同時開啟這兩種模式。

由于 PPP通信并不區(qū)分客戶端和服務(wù)器，把負(fù)責(zé)認(rèn)證和 IP分配的端認(rèn)為是服務(wù)器，而不需要認(rèn)證和使用服務(wù)器提供 IP的端認(rèn)為是客戶端。設(shè)計了 LinkManger類、PPPDaemon類、PPPModemLink類、ModemCommand類、PPPException類，用來實現(xiàn) PPP通信。其中 LinkManger類：用于管理 PPP連接，啟動經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接到遠(yuǎn)端服務(wù)器的出站連接，生成一個 PPPDaemon實例用來設(shè)置 IP，驗證用戶名和密碼。并實現(xiàn)接收 PPP事務(wù)。

PPPModemLink類首先打開一個串口并進行初始化，初始化完成后，把一個串口的對象傳遞給 PPP，然后創(chuàng)建 ModemCommand對象來控制與調(diào)制解調(diào)器的串行通信，并通過 SerialPortEvenlistener接口監(jiān)視 CD以檢測調(diào)制解調(diào)器是否掛起。其定義了 Modem的初始化和復(fù)位方法：initializeLink()和 resetModem()。

ModemCommand類負(fù)責(zé)和 modem具體的串行通信，其分別定義了 sendcommand()、 waitFoResponse()和 receiveCommand()方法。分別用來發(fā)送、等待和接收命令。當(dāng)操作超時，則拋出 DataLinkException;waitforMatc()主要用來供 sendCommand()和 receiveCommand()進行調(diào)用，用來判斷接收到的字符串是否和匹配字符串一致。當(dāng)相應(yīng)操作超時，則拋出 DataLinkException。

關(guān)鍵詞： Linux WEB CAN