基于嵌入式Web服務(wù)器的遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

李慧靜　李東敬

摘要：以BTF340為硬件平臺，設(shè)計了基于嵌入式web服務(wù)器遠程監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件實現(xiàn)。以遠程監(jiān)控空調(diào)機為例，著重論述了利用CGI技術(shù)實現(xiàn)遠程監(jiān)控web瀏覽器與嵌入式web服務(wù)器動態(tài)數(shù)據(jù)交互的具體方法及實現(xiàn)過程。經(jīng)過大量測試，驗證了該系統(tǒng)具有很好的可行性和高效性。對今后關(guān)于嵌入式設(shè)備的遠程監(jiān)控系統(tǒng)研究具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：遠程監(jiān)控；嵌入式web服務(wù)器；TCP/IP協(xié)議棧；CGI；動態(tài)數(shù)據(jù)交互

中國分類號：TP393 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）11-0249-03

Design and Implementation of Remote Monitoring System Based on Embedded Web Server

LI Hui-jing 1，LI Dong-jing 2

（1.Transportation Institute ，Inner Mongolia University， Huhehaote 10070， China；2.Substation Management Division，Xilinhot Electricity Bureau ， Xilinhaote 026000， China）

Abstract：Taking BTF340 as hardware platform， the hardware structure and software implementation of remote monitoring system based on embedded web server are designed. Taking remote monitoring air conditioner as an example， the paper mainly discusses the concrete method and implementation process of using CGI technology to remotely monitor the dynamic data exchange between web browser and embedded web server. After a large number of tests， it is verified that the system has good feasibility and high efficiency. It is of certain reference value to the research on the remote monitoring system of embedded devices in the future.

Key words： Remote monitoring； Embedded web server； TCP/IP protocol stack； CGI； Dynamic data interaction

隨著計算機網(wǎng)絡(luò)、自動控制、微電子等技術(shù)的發(fā)展，家用電器接入網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為發(fā)展趨勢。在家用電器設(shè)備中實現(xiàn)Web服務(wù)器功能（即嵌入式web服務(wù)器），可以向 Internet提供基于 Web 的圖形化管理接口，用戶可以隨時使用Web瀏覽器進行遠程監(jiān)控和智能服務(wù)。這樣不僅能提高工作效率，而且方便統(tǒng)一管理。如何實現(xiàn)無網(wǎng)絡(luò)接口的現(xiàn)有家用電器接入Internet，以方便統(tǒng)一管理呢？可行的方法是設(shè)計一種基于網(wǎng)絡(luò)的通用型遠程遙控器來實現(xiàn)遠程監(jiān)控。本文主要論述了在其研發(fā)中，如何設(shè)計實現(xiàn)基于嵌入式Web服務(wù)器的遠程監(jiān)控系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計

本文以BTF340為硬件開發(fā)平臺，在其開發(fā)板上，微控制器（以下簡稱MCU）C8051F340是所設(shè)計的嵌入式Web服務(wù)器的核心，一方面MCU要實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧，并驅(qū)動以太網(wǎng)控制器CP2200實現(xiàn)Internet接入；另一方面，MCU又是相應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)的控制單元。其具體硬件結(jié)構(gòu)為圖1。

2系統(tǒng)的軟件設(shè)計

本文以遠程監(jiān)控空調(diào)機為例進行研發(fā)的，用戶可通過Web瀏覽器進行實時監(jiān)視現(xiàn)場環(huán)境溫度和遠程遙控空調(diào)機。在BTF340開發(fā)板上實現(xiàn)上述功能的軟件程序設(shè)計主要包括：嵌入式Web服務(wù)器框架的生成、遠程空調(diào)遙控器控制網(wǎng)頁的程序設(shè)計、嵌入式Web服務(wù)器交互功能程序設(shè)計。

2.1 嵌入式Web服務(wù)器框架的生成

2.1.1 TCP/IP Configuration Wizard

BTF340生產(chǎn)商提供的Ethernet-DK開發(fā)工具內(nèi)包含了TCP/IP Configuration Wizard，可以生成一個包含TCP/IP協(xié)議棧的工程，在此基礎(chǔ)上，修改定制自己的應(yīng)用程序[1]。TCP/IP Configuration Wizard界面如圖2所示， 3個區(qū)域，分別為選項區(qū)（顯示成樹狀結(jié)構(gòu)）、設(shè)置區(qū)和代碼量估計。

2.1.2生成工程文件

TCP/IP Configuration Wizard主要有三類設(shè)置，分別為：硬件設(shè)置、協(xié)議設(shè)置和系統(tǒng)設(shè)置。本文的具體設(shè)置如下：

（1）硬件設(shè)置

以太網(wǎng)控制器選擇：選擇“CP220x”

MCU選擇：選擇“C8051F34x”。

（2）協(xié)議設(shè)置

物理層/數(shù)據(jù)鏈路層：Ethernet

網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議選擇：IP、PING、ARP

傳輸層協(xié)議選擇：TCP

應(yīng)用層協(xié)議選擇：HTTP

（3）系統(tǒng)設(shè)置

系統(tǒng)設(shè)置分別為虛擬文件設(shè)置、Socket設(shè)置、時鐘設(shè)置、IP地址和MAC地址設(shè)置，為方便實驗，BTF340的IP地址設(shè)置為：192.168.0.10，監(jiān)控端的IP地址設(shè)置為：192.168.0.80。

2.1.3 TCP/IP協(xié)議棧接口

// Start mn_server （）