基于Linux的WEB服務(wù)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.3 嵌入式 Web服務(wù)器接口模塊的實(shí)現(xiàn)

在本系統(tǒng)中為了滿(mǎn)足不同工業(yè)控制系統(tǒng)的需要，設(shè)計(jì)有串口、CAN總線接口、Modem接口和 RS-485接口。系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)，從系統(tǒng)的 FLASH中讀取 120個(gè)字節(jié)的初始化信息，并據(jù)此來(lái)判斷是否開(kāi)啟接口，并對(duì)所開(kāi)啟的接口進(jìn)行初始化。由于各個(gè)模塊的初始化函數(shù)己經(jīng)存在，因此系統(tǒng)初始化時(shí)，只要調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)就夠了。PPP已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)模塊部分介紹，而 RS-485的使用和普通串口的初始化相似，本部分主要介紹 RS-232和 CAN。

2.3.1 RS-232串口驅(qū)動(dòng)函數(shù)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言是 Java，但 Java本身不提供對(duì)串口操作的類(lèi)，要實(shí)現(xiàn)對(duì)串口的讀寫(xiě)操作，需要用第三方 API函數(shù)完成，實(shí)際的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，使用串口通訊協(xié)議開(kāi)發(fā)包 comm.jar，它是 J2SE的標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展，支持 RS-231串口，并提供了一種與平臺(tái)無(wú)關(guān)的串口通信機(jī)制。

串口驅(qū)動(dòng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)串口的讀寫(xiě)操作，給應(yīng)用程序提供發(fā)詢(xún)接收數(shù)據(jù)的接口。串口正常工作之前，需要進(jìn)行初始化設(shè)置，因此驅(qū)動(dòng)中還有初始化函數(shù)。串口的驅(qū)動(dòng)函數(shù)串口的驅(qū)動(dòng)函數(shù)主要包括： serialInit()用來(lái)初始化 UART、serialRead()用來(lái)接收字節(jié)組、 serialWrite()用來(lái)發(fā)送字節(jié)組。

2.3.2 CAN總線模塊 CAN接口在工業(yè)控制系統(tǒng)的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，操作系統(tǒng)提供了對(duì) CAN進(jìn)行操作的

dalsem.com.CanBus類(lèi)，如要對(duì) CAN進(jìn)行操作，首先要建立一個(gè) CAN的對(duì)象。

CanBus canTest = new CanBus(CanBus.CANBUS0);

由于 DS80C400只提供一個(gè) CAN控制器，所以只能選用 CANBUS0。一旦對(duì)象被初始化，就需要設(shè)置 CAN的速率。 CAN速率的設(shè)置通過(guò)設(shè)置 Prescaler，TSEGI，TSEGZ和同步段來(lái)完成。CAN的計(jì)算速率為：CAN波特率=晶振頻率/Prescaler+（TSEG1+TSEG2）。

將上述設(shè)置完成后，就可以使 CAN控制器使能了：canTest.enableController()；要想完成幀的發(fā)送和接收，除了在信息中心設(shè)置接收和發(fā)送模式外，還必須先定義一個(gè) CanFrame的對(duì)象即 CanFrame frame =new CanFrame()；要接收一個(gè) CAN的幀時(shí)，信息是以 CanFrame對(duì)象的形式進(jìn)行接收，并且調(diào)用 canTest.receive(frame)；如要發(fā)送數(shù)據(jù)，也必須將數(shù)據(jù)封裝層 CanFrame對(duì)象的形式進(jìn)行發(fā)送，并且調(diào)用 canTest.sendFrame(frame)。

2.4人機(jī)接口模塊

本系統(tǒng)將瀏覽器/服務(wù)器(B/S)結(jié)構(gòu)和客戶(hù)端/服務(wù)器(C/S)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，客戶(hù)端仍只需使用易于操作的 Web瀏覽器，使用該模式不僅統(tǒng)一了用戶(hù)界面，為用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)的查詢(xún)和操作提供了極大的方便，系統(tǒng)還通過(guò) Java Applet平衡了服務(wù)器端與瀏覽器端的負(fù)載狀況。

為了對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行遠(yuǎn)程操作， Web頁(yè)面需要給用戶(hù)提供三個(gè)功能：一是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備查詢(xún)，主要是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和采集數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)；二是設(shè)備遠(yuǎn)程控制，提供對(duì)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)某些參數(shù)的修改能力；三是報(bào)警 (如高限報(bào)警、下限報(bào)警等 )，如果現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備超過(guò)設(shè)定的報(bào)警值，一方面會(huì)在網(wǎng)頁(yè)上發(fā)出聲音警報(bào)。此外還會(huì)在后臺(tái)向指定的郵箱發(fā)送報(bào)警郵件。

2.4.1 網(wǎng)頁(yè)的交互方式

Web系統(tǒng)主要采用 HTTP協(xié)議。HTTP采用請(qǐng)求/響應(yīng)的握手方式，每個(gè) HTTP交互都由從客戶(hù)端發(fā)往服務(wù)器的請(qǐng)求和從服務(wù)器發(fā)往客戶(hù)端的響應(yīng)組成。HTTP采用 TCP連接，而且該連接狀態(tài)僅在此次連接中保持，無(wú)論服務(wù)器或是瀏覽器都不會(huì)記憶上次的連接狀態(tài)。在設(shè)計(jì)中首先采用 com.dalsemi.tininet包中的 http類(lèi)，實(shí)現(xiàn)在 80端口等待客戶(hù)端的請(qǐng)求。其主要實(shí)現(xiàn)如下：

HTTPServer httpd = new HTTPServer(80); 然后給出將對(duì)應(yīng)的 HTML頁(yè)面返回到瀏覽器。 httpd.setIndexPage(“index.html”);初始化結(jié)束后，Web服務(wù)器進(jìn)入正常的工作狀態(tài)以輪詢(xún)的方式來(lái)進(jìn)行處理。

2.5 系統(tǒng)的遠(yuǎn)程加載和調(diào)試

為了使系統(tǒng)滿(mǎn)足不同任務(wù)的需要，有時(shí)需要對(duì)嵌入式系統(tǒng)中運(yùn)行的軟件進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新。本系統(tǒng)可以直接將新版本的監(jiān)控軟件通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送到現(xiàn)場(chǎng)的嵌入式系統(tǒng)，對(duì)原有的軟件進(jìn)行更換，從而實(shí)現(xiàn)軟件的遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)更新。利用操作系統(tǒng)自帶的 FTP和 Telnet功能，就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程更新和調(diào)試。在系統(tǒng)初始化結(jié)束后開(kāi)始運(yùn)行，一個(gè)線程創(chuàng)建了服務(wù)器套接字(Server Socket)來(lái)偵聽(tīng)客戶(hù)端的 FTP和 Telnet連接請(qǐng)求。我們利用 Telnet和 FTP技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)在 Internet上對(duì)嵌入式節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)程操作，包括程序的運(yùn)行和停止、程序下載、在線更新、調(diào)試、配置等。

3 總結(jié)

本文的創(chuàng)新點(diǎn)是采用 Java技術(shù)進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，在實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和發(fā)布的基礎(chǔ)上，還增加了電子郵件功能，使得系統(tǒng)保存日志更為方便，增加了遠(yuǎn)程文件的上傳和下載，使得系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程更新；其次，對(duì)原有的操作系統(tǒng)進(jìn)行重新編譯，實(shí)現(xiàn)了對(duì) Rash的加載。從而省去了傳統(tǒng)的通過(guò)電池保護(hù)電路來(lái)完成掉電后的數(shù)據(jù)保存；最后，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了多個(gè)接口可以和不同接口的控制設(shè)備相連，增強(qiáng)了系統(tǒng)的通用性。在網(wǎng)絡(luò)接入模式上以太網(wǎng)和 PPP相結(jié)合使得系統(tǒng)的靈活性大為增強(qiáng)。